2023 oxidación de los AA

Oxidación de los aminoácidos y destinos de los esqueletos carbonados

Resumen de la sección: En esta clase se aborda la oxidación de los aminoácidos y se explora qué sucede con los esqueletos carbonados resultantes. Se repasa cómo los aminoácidos pueden ser utilizados para sintetizar nuevas proteínas o moléculas derivadas, y cómo, cuando hay un exceso de aminoácidos libres, pueden ser degradados para proporcionar el grupo amino y el esqueleto carbonado. Se clasifican los aminoácidos según sus productos finales en gluconeogénicos (que producen intermediarios para la síntesis de glucosa) o cetogénicos (que generan acetil-CoA o cuerpos cetónicos). A continuación, se estudian grupos específicos de aminoácidos según el compuesto carbonado que producen.

Degradación a piruvato

• La leucina, cisteína, glicina, serina, treonina y triptófano son degradados para dar lugar al piruvato.

• El piruvato puede ser utilizado para sintetizar glucosa o puede ser oxidado en el ciclo de Krebs.

Degradación a acetil-CoA

• Algunos aminoácidos como la isoleucina también dan lugar a acetil-CoA.

• Los aminoácidos que producen acetil-CoA o acetoacetil-CoA se denominan cetogénicos.

Destinos específicos por grupo de aminoácido

Grupo 1: Leucina, cisteína, glicina, serina, treonina y triptófano

• Estos aminoácidos se degradan a piruvato.

Grupo 2: Glicina

• La glicina puede seguir varias vías de degradación.

• Participa en la reacción de la glicina sintasa.

Grupo 3: Triptófano

• El triptófano se degrada a alanina y luego al anillo indólico.

Conclusiones

En esta clase se exploraron las rutas de oxidación de los aminoácidos y los destinos que pueden tener los esqueletos carbonados resultantes. Se clasificaron los aminoácidos según su capacidad para generar intermediarios para la síntesis de glucosa (gluconeogénicos) o acetil-CoA/cuerpos cetónicos (cetogénicos). Además, se estudiaron grupos específicos de aminoácidos según el compuesto carbonado que producen.

Funcionamiento del cofactor hidrofolato

Resumen de la sección: En esta sección se explica cómo funciona el cofactor hidrofolato en la degradación oxidativa de la glicina y la serina.

Degradación oxidativa de la glicina

• La glicina es degradada a través de la glicina sintasa.

• Los dos átomos de carbono de la glicina no entran como intermediarios al ciclo del ácido cítrico, sino que se convierten en dióxido de carbono.

• Los átomos de carbono se cargan al metilen tetrahidrofolato, que es un dador de grupos metilo.

Reacción catalizada por la serina hidroximetil transferasa

• La serina hidroximetil transferasa cataliza una reacción que vincula la serina con la glicina.

• Esta reacción está desplazada hacia la derecha, lo que significa que favorece la formación de glicina a partir de serina.

Transformación del grupo carbonado

• El grupo carbonado proveniente de la cerina es transferido al tetrahidrofolato para formar el metilen tetrahidrofolato.

• El esqueleto remanente forma parte de la cerina.

• No hay una desaminación en este proceso, por lo que las transaminasas no son importantes para la glicina.

Transformación del cofactor hidrofolato

Resumen de la sección: En esta sección se explora cómo el cofactor hidrofolato puede transformar unidades carbonadas en distintos estados de oxidación y reducción.

Transferencia de grupos carbonados

• El tetrahidrofolato es capaz de transferir y transportar distintos grupos carbonados, como metilo, metileno, formimino y formilo.

• Estas formas del tetrahidrofolato están agrupadas desde la forma más reducida (metilo) hasta la forma más oxidada (formilo).

• Las distintas formas del tetrahidrofolato son interconvertibles entre ellas, excepto el metil tetrahidrofolato que es irreversible.

Degradación de aminoácidos que dan lugar a oxalacetato

Resumen de la sección: En esta sección se analiza la degradación de los aminoácidos aspartato y asparagina, que dan lugar a oxalacetato.

Degradación del aspartato

• La asparaginasa desamina la asparagina para obtener aspartato.

• La aspartato aminotransferasa puede transferir su grupo amino al alfaketoglutarato para convertirlo en glutamato.

• El esqueleto carbonado se convierte en acetato.

Destinos del oxalacetato

Resumen de la sección: En esta sección se exploran los posibles destinos del oxalacetato.

Utilización para gluconeogénesis

• El oxalacetato puede ser utilizado por la fosfoenolpiruvatocarboxiquinasa para generar fosfoenolpiruvato (PEP).

• A partir del PEP, puede seguirse el camino gluconeogénico.

Utilización para otras reacciones biosintéticas

• El oxalacetato puede dar lugar a otros intermediarios del ciclo de Krebs y ser utilizados para reacciones biosintéticas.

Degradación oxidativa

• El oxalacetato puede ingresar al ciclo de Krebs en forma de acetil-CoA.

• A partir de ahí, se degrada oxidativamente para generar dióxido de carbono, GTP y poder reductor.

Degradación oxidativa del oxalacetato

Resumen de la sección: En esta sección se analiza la degradación oxidativa del oxalacetato y los posibles caminos que puede seguir.

Camino a través del malato

• El oxalacetato puede convertirse en malato mediante la enzima malato deshidrogenasa.

• El malato puede generar piruvato a través de la enzima malica.

• El piruvato, por medio de la piruvato deshidrogenasa, da lugar a acetil-CoA, que ingresa al ciclo de Krebs.

Camino a través del PEP

• El oxalacetato puede transformarse directamente en fosfoenolpiruvato (PEP) mediante la PEP carboxiquinasa.

• A partir del PEP, se sigue el camino glucolítico hasta obtener acetil-CoA mediante la piruvato deshidrogenasa.

Destinos del intermediario fumarato

Resumen de la sección: En esta sección se explora el destino del fumarato y su relación con otros aminoácidos como el aspartato, fenilalanina y tirosina.

Degradación del aspartato

• El aspartato puede ser degradado a través de la desaminación directa por la aspartasa para dar fumarato.

Destinos del oxalacetato, fenilalanina y tirosina

• El oxalacetato, fenilalanina y tirosina pueden dar lugar al fumarato.

• El fumarato puede ser utilizado en el ciclo de Krebs o en otras reacciones biosintéticas.

Metabolismo de aminoácidos

Resumen de la sección: En esta sección se discute el metabolismo de los aminoácidos, centrándose en el aspartato, isoleucina, metionina, treonina y valina. Se menciona cómo estos aminoácidos pueden ser degradados oxidativamente para producir succinil CoA y propionil CoA.

Degradación del aspartato

• El aspartato es un grupo de aminoácidos constituido por la isoleucina, metionina, treonina y valina.

• La degradación oxidativa del aspartato produce succinil CoA.

• El succinil CoA puede actuar como intermediario en el ciclo de Krebs y en reacciones biosintéticas.

Degradación de la treonina

• La treonina se degrada a través de la treonina deshidratasa.

• La desaminación de la treonina produce alfa-ceto butirato.

Degradación de otros aminoácidos

• Existen diversas rutas degradativas para todos los aminoácidos.

• La tronina deshidratasa es la más abundante en el hígado y está involucrada en la producción de propionil CoA.

• La metionina también produce propionil CoA.

• La balina y la isoleucina convergen a propionil CoA a través del ciclo del ácido cítrico.

Síntesis y función del S-adenosilmetionina

Resumen de la sección: En esta sección se discute la síntesis y función del S-adenosilmetionina (SAM), un importante dador de grupos metilo en reacciones biosintéticas.

Síntesis de SAM

• La metionina puede ser utilizada para sintetizar SAM, que es un importante dador de grupos metilo.

• La síntesis de SAM involucra la reacción catalizada por la metionina adenosil transferasa.

Función del SAM

• El SAM participa en reacciones biosintéticas donde su potencial como dador de grupos metilo es insuficiente.

• El ciclo del metilo activo es una representación visual de las reacciones que involucran al SAM como dador de grupos metilo.

Ciclo del Metilo Activo

Resumen de la sección: En esta sección se presenta el ciclo del Metilo Activo, que implica la transferencia de grupos metilo a través de diferentes cofactores enzimáticos.

Cofactores enzimáticos

• Los cofactores enzimáticos que pueden transferir grupos monocarbono son la biotina, el tetrahidrofolato y el S-adenosilmetionina.

• Estos cofactores transportan diferentes formas oxidadas o reducidas del grupo carboxilo o grupo metilo.

Síntesis y acción del S-adenosilmetionina

• El S-adenosilmetionina se sintetiza a partir del ATP y la metionina mediante la meina adenosil transferasa.

• El grupo metilo del SAM puede ser descargado a un sustrato, generando adenosil homocisteína.

Reciclaje del SAM

• La adenosil homocisteína puede ser recuperada para sintetizar ATP, mientras que la homocisteína resultante puede recibir un grupo metilo a través del metil tetrahidrofolato o la coenzima B12.

Reacciones dependientes de vitamina B12

Resumen de la sección: En esta sección se mencionan las reacciones dependientes de vitamina B12 en el metabolismo de los aminoácidos y ácidos grasos.

Metabolismo de aminoácidos y ácidos grasos

• El ciclo del Metilo Activo y la reacción de l-metil malonil CoA son las únicas reacciones dependientes de vitamina B12 en mamíferos.

• Estas reacciones utilizan el metil tetrahidrofolato o la coenzima B12 como dadores de grupos metilo.

Este resumen abarca los puntos clave discutidos en el video sobre el metabolismo de aminoácidos y la función del S-adenosilmetionina. Se destacan las rutas metabólicas, los cofactores enzimáticos involucrados y las reacciones dependientes de vitamina B12.

Síntesis de cistationina bet

Resumen de la sección: En esta sección se explica el proceso de síntesis de cistationina bet, que utiliza la enzima cistationina beta-sintasa y la coenzima piridoxal fosfato (PLP). La condensación de los sustratos da lugar a la formación de cistationina, que luego es hidrolizada por una alasa para liberar el grupo amino original de la homocisteína. Además, durante este proceso se produce la separación del esqueleto carbonado en el alfaceto butirato.

• La cistationina beta-sintasa utiliza PLP para catalizar la condensación y formación de cistationina.

• La alasa hidroliza la cistationina, liberando el grupo amino original de la homocisteína.

• Durante este proceso también ocurre la separación del esqueleto carbonado en el alfaceto butirato.

Metabolismo del glutamato

Resumen de la sección: En esta sección se explora cómo varios aminoácidos están relacionados con el metabolismo del glutamato y cómo pueden dar lugar a productos como el alfacetoglutarato.

• Aminoácidos como arginina, glutamato, glutamina, histidina y prolina tienen un esqueleto carbonado que puede dar lugar a alfacetoglutarato.

• La glutamina puede desaminarse directamente para producir glutamato y amonio libre. También puede transaminarse para dar el esqueleto carbonado del alfacetoglutarato.

• La glutamato deshidrogenasa oxida el glutamato a alfaceto glutarato, utilizando NADP como coenzima en la dirección inversa.

• La arginina y la prolina también pueden dar lugar al esqueleto carbonado del alfacetoglutarato a través de reacciones en el ciclo de la urea.

Metabolismo de aminoácidos cetogénicos

Resumen de la sección: En esta sección se analiza cómo los aminoácidos leucina, isoleucina y triptófano pueden dar lugar a acetil-CoA, pero no pueden ser utilizados para sintetizar glucosa.

• Los aminoácidos leucina, isoleucina y triptófano son cetogénicos y dan lugar a la producción de acetil-CoA.

• Estos aminoácidos no pueden ser utilizados para sintetizar glucosa en forma neta.

• El destino principal del acetil-CoA obtenido a partir de estos aminoácidos es su degradación oxidativa a través del ciclo del ácido cítrico.

Metabolismo de aminoácidos ramificados

Resumen de la sección: En esta sección se explora cómo los aminoácidos ramificados (valina, leucina e isoleucina) sufren una degradación oxidativa principalmente en tejidos extrahepáticos como músculo, tejido adiposo, riñón y tejido cerebral.

• Los aminoácidos ramificados se degradan principalmente en tejidos extrahepáticos.

• Estos aminoácidos son transaminados, cediendo su grupo amino al alfacetoglutarato para formar glutamato y el correspondiente alfacetoácido.

• Los alfacetoácidos son sustratos del complejo de la acetoácido de cadena ramificada dehidrogenasa, que realiza una descarboxilación oxidativa utilizando varias coenzimas.

Metabolismo de fenilalanina y tirosina

Resumen de la sección: En esta sección se analiza cómo la fenilalanina y la tirosina pueden dar lugar a fumarato y acetil-CoA.

• La fenilalanina es oxidada por la fenilalanina hidroxilasa para formar tirosina, consumiendo oxígeno en el proceso.

• La tirosina sufre una transaminación para perder su grupo amino y formar el correspondiente alfacetoácido. A través de una serie de reacciones, se genera fumarato y acetil-CoA.

Control del metabolismo de aminoácidos

Resumen de la sección: En esta sección se menciona que los trastornos genéticos asociados con deficiencias en las enzimas involucradas en el metabolismo de los aminoácidos pueden causar acumulación de ciertos aminoácidos en sangre y orina, lo que puede tener consecuencias graves como retraso mental o problemas del desarrollo cerebral.

• El control del metabolismo de los aminoácidos se puede lograr regulando la ingesta de los aminoácidos involucrados en los trastornos genéticos.

• Los trastornos genéticos pueden causar acumulación de aminoácidos en sangre y orina, lo que puede tener consecuencias graves como retraso mental o problemas del desarrollo cerebral. [](t=2142

Fenilcetonuria y otras enfermedades asociadas con la degradación de aminoácidos

Resumen de la sección: En esta sección, se discute la fenilcetonuria y otras enfermedades relacionadas con la degradación de aminoácidos. Se explican los mecanismos involucrados en estas enfermedades, así como las formas de controlarlas a través de la dieta. También se mencionan otras deficiencias enzimáticas que afectan el metabolismo de los aminoácidos.

Fenilcetonuria

• La fenilcetonuria es una enfermedad causada por la falta de fenilalanina hidroxilasa, lo que resulta en la acumulación de fenilalanina en el cuerpo.

• La fenilalanina acumulada puede ser metabolizada a fenilpiruvato, fenilacetato o fenillactato, lo cual produce un olor característico en la orina.

• Los pacientes con fenilcetonuria deben reducir su ingesta de fenilalanina para evitar problemas neurológicos.

• Esta enfermedad está incluida en el diagnóstico neonatal para prevenir daños y se encuentran alimentos rotulados para controlar la ingesta de fenilalanina.

Otras enfermedades asociadas con la degradación de aminoácidos

• Existen otras deficiencias enzimáticas relacionadas con el catabolismo de los aminoácidos, como las distintas tirosinemias y alcaptonuria.

• Estas enfermedades están asociadas con enzimas involucradas en la descomposición de la fenilalanina y tirosina.

• Además, se mencionan las reacciones de transaminación, deshidratación, aminoácido oxidasa y decarboxilación que ocurren en la degradación de los aminoácidos.

• El PLP (piridoxal fosfato) es un cofactor importante en estas reacciones.

Enfermedades asociadas con deficiencias enzimáticas

• Se presenta una tabla con ejemplos de enfermedades asociadas con deficiencias enzimáticas relacionadas con el catabolismo de los aminoácidos.

• Estas enfermedades incluyen albinismo, alcaptonuria, tirosinemia y cetoaciduria de cadena ramificada, entre otras.

• Cada enfermedad produce síntomas diferentes debido a las alteraciones específicas en la síntesis o degradación de los aminoácidos.