Diapositivas Bioquimica IV segmento, Metabolismo de aminoácidos

BIOQUIMICA Y NUTRICIÓN
Degradación de aminoácidos
Aminoácidos glucogénicos y cetogénicos
MEDICINA HUMANA
2016-I
CECILIA ROJAS GUERRERO
Biosíntesis de aminoácidos no esenciales

Bioquímica y Nutrición
Cecilia K. Rojas Guerrero
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No se excretan
No se almacenan
AMINOÁCIDOS
Producción de energía
α-amino
Excreción
Urea
Esqueleto
carbonado
Intermediarios del ciclo
de Krebs
AA Glucogénicos
AA Cetogénicos

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Cuando se han eliminado los grupos amino de los aminoácidos,
quedan las cadenas carbonadas, que se degradan siguiendo
rutas específicas que convergen en el ciclo de krebs.
En los aminoácidos glucogénicos la cadena carbonada se oxida a
piruvato o alguno de los intermediarios del ciclo de Krebs. A
partir de estas moléculas se puede sintetizar glucosa por la vía
de la gluconeogénesis.
En los aminoácidos cetogénicos la cadena carbonada se oxida a
acetil CoA, que se integra al ciclo de krebs o se utiliza para la
síntesis de ácidos grasos.
Oxidación de las cadenas carbonadas

GLUCOGÉNICOS
Los que forman:
- piruvato
- intermediarios del ciclo de Krebs:
• Alfa cetogluatarato
• Succinil-CoA
• Fumarato
• Oxalacetato
(precursores de glucosa)

CETOGÉNICOS
Son los que generan:
acetil-CoA o aceto-acetato
pueden convertirse en ácidos grasos o cuerpos cetónicos

Algunos aa son precursores tanto de hidratos
de carbono como de cuerpos cetónicos.
Glucogénicos Glucogénicos y
Cetogénicos
Cetogénicos
Glicina, Isoleucina Leucina
Alanina, Serina, Cisteina Fenilalanina, Tirosina
Aspartato, Asparragina Triptófano, Treonina
Glutamato, Glutamina Lisina
Prolina, Histidina, Arginina
Metionina
Valina
CLASIFICACIÓN METABOLICA DE LOS AMINOACIDOS:

COFACTORES UTILIZADOS EN REACCIONES DE
DEGRADACION DE ESQUELETOS CARBONADOS
• TETRAHIDROFOLATO (FH4): Transferencia de unidades de un
carbono (metilo, formilo, metileno, etc.)
• S-ADENOSILMETIONINA (SAM): Transferencia de metilos.
• TETRAHIDROBIOPTERINA (BH4): Transportador de electrones

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AMINOACIDOS QUE FORMAN PIRUVATO
TREONINA
TRIPTOFANO
ALANINA
GLICINA
ACETALDEHIDO
SERINA
CISTEINA
PIRUVATO
ACETIL-CoA
Serina
hidroximetil
transferasa
Serina hidroxi
metil
transferasa
Serina
deshidratasa
ALT ó GPT
PDH
N5N10-Met FH4
FH4
PPL
PPL
ACETO -ACETIL
CoA
PPL
Oxidación y transaminación
Gluconeogénesis
Varias vias

Alanina, cisteína, glicina,
serina y treonina se
degradan a piruvato
Bioquímica y Nutrición Cecilia K. Rojas Guerrero
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Una deficiencia hereditaria en el sistema de
degradación de la glicina causa la enfermedad
conocida como hiperglicinemia no cetónica,
que se caracteriza por retraso mental y
acumulación de grandes cantidades de glicina
en los líquidos corporales.

GLICINA
• La glicina es un a.a. no esencial.
• Tiene como fin:
- CO2 + NH3
- SERINA (que a su vez lleva a Piruvato)
• Su catabolismo depende de una enzima en el:
- Sistema de degradación de la glicina

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METABOLISMO
GLICINA

Hiperglicinemia
• Conocida también como encefalopatía por
glicina.
• Niveles elevados de glicina en el cuerpo
• Dos tipos:
- Cetósica:
1 / 400.000 RNV
- No Cetósica (NKH):
1/250.000 RNV

Hiperglicinemia
• Acumulación de glicina en SNC activa dos
receptores diferentes:
- Receptor clásico (médula espinal): normalmente tiene
funciones inhibitorias.
Niveles altos Apnea e Hipotonía.
- Receptor en Corteza cerebral : funciones
excitatorias.
Niveles altos Daño cerebral y Convulsiones.

Hiperglicinemia Cetósica
• Ocurre por “bloqueo” de la Enzima en el
sistema de degradación de la glicina
• Se da por inhibición externa:
la inhiben las acidemias (acidemia
propiónica, acidemia metilmalónica)
• Produce gran acidosis y cetosis.

Hiperglicinemia No Cetósica
• Más común de las Hiperglicinemias.
• 1/250.000 nacidos vivos;
• Déficit congénito de la enzima en el
sistema de degradación de la glicina
• Trastorno autosómico recesivo

Hiperglicinemia No Cetósica
• Se han identificado cuatro formas o
presentaciones:
1. Neonatal
2. Infantil
3. Presentación tardía
4. Transitoria

Hiperglicinemia No Cetósica:
Neonatal
• Forma más común.
• Clínica:
- Se manifiesta entra el 6-8º día de vida.
- Déficit en la succión, pobre alimentación.
- Letargia
- Hipotonía profunda: puede progresar
rápidamente a coma y muerte.
- Convulsiones: especialmente las mioclonías.

Neonatal
• Manifestaciones cerebrales:
- Hipogenesia o agenesia de cuerpo calloso.
- Malformación de circunvoluciones.
- Crecimiento de ventrículos laterales.
- Hipoplasia de cerebelo.

Neonatal
• Laboratorio:
- Índice LCR/ plasma de glicina:
normal: < 0.04
NKH: >0.09
- EEG: Patrón de supresión característico en el
primer mes.

Neonatal
• Pronóstico:
- Cerca del 30 % de los infantes mueren
- Aquellos que sobreviven desarrollan:
1. Retardo psicomotor grave
2. Convulsiones (mioclónicas o tónico-
clónicas)

Infantil
• Se presenta de la misma forma que la neonatal pero
a los 6 meses de edad o más.
• Se presenta inicialmente como convulsiones.
• Presentación más leve que la neonatal.
• Mayor sobrevida, menos retardo psicomotor.
• Los hallazgos de laboratorio son idénticos a los de la
forma neonatal

DEGRADACION DE LA TREONINA
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AMINOACIDOS QUE RINDEN OXALACETATO
ASPARTATO
ASPARRAGINA
OXALACETATO
Asparraginasa
GOT
NH4
+
H2O
PPL
a-cetoglutarato Glutamato

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Asparagina y
aspartato se
degradan a
oxalacetato
• La L-asparaginasa es un agente
quimioterápico efectivo que se
emplea en el tratamiento de
cánceres que deben obtener
asparagina de la sangre,
particularmente la leucemia
linfoblástica aguda

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AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN a-
CETOGLUTARATO
Arginina
GlutaminaGlutamato
Histidina
Prolina
a-cetoglutarato
g-semialdehído
Glutámico
Ornitina
4 pasos
FH4 N5FormiminoFH4
H2O
Urea
aminotransferasa
Glu-semialdheído
deshidrogenasa
Glutamato
deshidrogenasa
Arginasa Oxidasa
GlutaminasaNH4
+

Arginina, glutamato,
glutamina, histidina y prolina
se degradan a α-cetoglutarato
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Isoleucina Propionil-CoA Metil malonil-Co A Succinil-CoA
Valina
a-cetobutirato
Treonina Metionina
AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN
SUCCINIL- CoA

AMINOACIDOS QUE SE CONVIERTEN EN
SUCCINIL- CoA
Metionina
a-Cetobutirato
Propionil-CoA
Metilmalonil-CoA
Isoleucina
Acetil-CoA
Treonina
Valina
Succinil-CoA
Homocisteína
Serina
Cisteína
PPL
PPL
NH3 + H2O
3 pasos
6 pasos
5 pasos
a-cetoácido
deshidrogenasa
CO2
CO2
MutasaB12
CO2

Isoleucina, metionina y
valina se degradan a
succinil-CoA
Isoleucina, metionina y valina poseen
vías de degradación complejas que
originan propionil-CoA, que también
es un producto de la degradación de
los acidos grasos de cadena impar.
El propionil-CoA se transforma en
succinil-CoA por una serie de
reacciones que requieren biotina y
coenzima B12
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La degradación de la metionina
comprende la síntesis de S-
adenosilmetionina y cisteína

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La homocisteína un marcador de
enfermedad
• Un aumento en los niveles de
homocisteinemia conduce a la
hiperhomocisteinemia, asociada con
enfermedad cardiovascular
• La hiperhomocisteinemia también esta
asociada con defectos en el tubo neural,
espina bífida y anencefalia
• La ingestión de vitamina B6, B12 y folato
controlan la hiperhomocisteinemia.
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Isoleucina y valina
inician con tres
reacciones que
emplean enzimas
comunes

Isoleucina y valina
1. Transminación al α-
cetoácido
correspondiente
2. Descarboxilación
oxidativa para generar
el acil-CoA
correspondiente
3. Deshidrogenación por
FAD para formar un
doble enlace
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AMINOACIDOS QUE PRODUCEN ACETOACETIL-
CoA
Lisina Triptofano
Fenilalanina
Tirosina
Leucina
Glutaril-CoA
ACETOACETIL-CoA
Acetil-CoA
ACETOACETATO
Fumarato
Acetil-CoA
Alanina

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La leucina genera
acetoacetato en lugar
de propionil-CoA

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La lisina también forma
un cuerpo cetónico
(acetoacetato) y 2CO2

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Se cree que la vía de la sacaropina predomina en mamíferos,
porque un defecto genético en la enzima que cataliza la
reacción 1 de la secuencia provoca hiperlisinemia e
hiperlisinuria lo que conlleva a retraso mental y físico.
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Catabolismo de los Aminoácidos aromáticos
Reacción de la Fenilalanina Hidroxilasa
Fenilalanina Tirosina
Fenilalanina
Hidroxilasa
Dihidro
pterina
reductasa

REACCION DE TRANSAMINACION DE
FENILALANINA
Segunda ruta del metabolismo de fenilalanina, muy poco
utilizada: FENILCETONURIA.
Fenilalanina + Piruvato Fenilpiruvato + Alanina
Fenilpiruvato
Fenilacetato Fenilactato
PPL
aminotransferasa
CO2
O=
Fenilcetonuria

• La fenilcetonuria es consecuencia de la
incapacidad de hidroxilar la fenilalanina,
debido a una deficiencia de fenilalanina
hidroxilasa, y por consiguiente provoca
hiperfenilalaninemia. El exceso de
fenilalanina se transamina para generar
fenilpiruvato (una fenilcetona)
• La fenilcetonuria produce retardo mental
severo si no se detecta y trata
inmediatamente.
• El aspartamo (Nutrasweet) es una fuente
de fenilalanina en la dieta.
• La alcaptonuria una enfermedad debido a
la deficiencia de la homogentisato oxidasa
lo que provoca una acumulación de
grandes cantidades de ácido
homogentísico

La Alcaptonuria es un trastorno autosómico recesivo del metabolismo, en el
cuál el ácido homogentísico, un producto intermediario en el metabolismo de la
fenilalanina y la tirosina, no pude llegar a ser metabolizado, por lo tanto se
acumula y es excretado en la orina.
Este defecto metabólico causa una triada característica:
Aciduria homogentísica
Ocronosis Artritis
La causa de este trastorno es una falta constitucional de la enzima oxidasa del
ácido homogentísico; la cuál normalmente existe en el hígado y el riñón.

 Orina café oscura después de exponerse al ambiente.
 Un paciente excreta alrededor de 7g de ácido homogentísico por día.

La ocronosis es un trastorno caracterizado por el depósito
de un pigmento marrón-negruzco en el tejido conectivo y
en el cartílago, como resultado de la acumulación de ácido
homogentísico.

Generalmente, el primer cambio que se presenta es
una ligera pigmentación de las escleróticas o los
oídos.

La artritis es la inflamación de
las articulaciones, caracterizada
por dolor y tumefacción.
 Los síntomas que se presentan de
manera temprana, incluyen cierto grado
de limitación en el movimiento de la
cadera, las rodillas y ocasionalmente los
hombros.
 Conforme avanza, puede existir una
marcada limitación en el movimiento, así
como anquilosis de la región
lumbosacra.

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