Síntesis de aminoácidos
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Síntesis de aminoácidos La biosíntesis de aminoácidos consiste en crear nuevos aminoácidos a partir de otros intermediarios metabólicos. Todos los aminoácidos pueden ser sintetizados, como en el caso de plantas leguminosas y la bacteria E. coli, pero la mayoría de los organismos no pueden sintetizar todos los aminoácidos, tal es el caso de los humanos que junto con la rata albina sólo son capaces de sintetizar 10 de los 20 aminoácidos, a los que se les llama esenciales, éstos que cumplen importantes funciones en el cuerpo, pero deben ser consumidos en la dieta. Las vías de síntesis están sujetas a inhibición alostérica de sus enzimas. La síntesis de aminoácidos ocurre en caso de que el organismo no tenga suficiente ingesta de proteínas para degradar en aminoácidos durante un periodo extendido de tiempo. Esta vía es el último recurso ya que hay un gran costo energético y no es conveniente a menos que el organismo se encuentre bajo situaciones de ayuno extremo. No esenciales esenciales
Esenciales
Alanina
Triptofano
Ácido aspártico
Fenilalanina
Asparagina
Valina
Ácido Glutámico(Glutamato) Glutámico(Glut amato)
Leucina
Glutamina
Isoleucina
Glicina
Treonina
Prolina
Metionina
Serina
Lisina
Cisteína**
Arginina*
Tirosina**
Histidina*
Tabla 1. Clasificación de los aminoácidos según su síntesis. *Aminoácidos esenciales sólo para los niños. **Aminoácidos semiesenciales (Los necesitan infantes prematuros y adultos con enfermedades específicas). Los aminoácidos también pueden ser clasificados en familias según precursores metabólicos del que provengan tal como lo muestra la siguiente tabla. Precursor metabólico
Aminoácidos Aminoácidos
α-cetoglutarato
Glutamato, Prolina, Glutamina, Arginina
Oxalacetato
→
3-fosfoglicerato Piruvato
Aspartato, Treonina, Asparagina, Lisina,
→ →
Glicerato, Glicina, Serina,Cisteína Alanina, Leucina, Valina
→
Fosfoenolpiruvato y eritrosa 4-fosfato Ribosa 5-fosfato
Metionina, Isoleucina
→
→
Triptofano, Tirosina,
Fenilalanina
Histidina
Tabla 2. Familias biosintéticas de aminoácidos según su precursor metabólico (Tomada de Lehninger, 2003). Para más clasificaciones consultar aminoácidos. Como podemos observar los precursores metabólicos de los aminoácidos también son intermediarios metabólicos de otros procesos importantes del metabolismo. La ribosa 5 fosfato es un intermediario del metabolismo de las pentosas; el 3-fosfoglicerato que a su vez es el precursor de la eritrosa 4-fosfato es un importante intermediario de la glucólisis; el fosfoenolpiruvato uno de los últimos intermediarios de la glucólisis es también precursor de aminoácidos cuando se combina con eritrosa 4-fosfato; el piruvato es el compuesto resultante de la glucólisis. Así mismo dos intermediarios del ciclo de Krebs, el α-cetoglutarato y el oxalacetato, son también los dos más importantes precursores metabólicos de los aminoácidos.
Síntesis de aminoácidos
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Aminoácidos derivados del α-cetoglutarato De los cuatro aminoácidos provenientes del α – cetoglutarato sólo se tratará de la biosíntesis de los aminoácidos en los humanos, es decir, de los aminoácidos no esenciales. Los aminoácidos derivados del α-cetoglutarato son el glutamato y éste a su vez de la glutamina, prolina y arginina. Sin embargo por el momento sólo se considerará al glutamato, glutamina y prolina, por ser los que el ser humano puede sintetizar. Como primer paso para la síntesis de los aminoácidos derivados del α-cetoglutarato, se necesita sintetizar glutamato como se muestra en la siguiente reacción, catalizada por la glutamato-deshidrogenasa: NH3 + α-cetoglutarato + NAD(P)H + H+ --> L-glutamato+NAD(P)++ H2O La glutamina se forma a partir del glutamato por medio de dos reacciones catalizadas por la glutamina sintetasa, como se describe en seguida: ATP + Ácido glutámico <--> ADP + γ-glutamil-fosfato γ-glutamil-fosfato + NH3 <--> Glutamina + Pi La glutamina también se forma a partir del glutamato por medio de una serie de 5 reacciones descritas en la figura 1.
Imagen Tomada de Lehninger: Principios de Bioquímica La prolina es otro aminoácido no esencial que puede ser sintetizado a partir de α-cetoglutarato, por medio de las reacciones que aparecen en la figura 2.
Imagen Tomada de Lehninger: Principios de Bioquímica
Síntesis de aminoácidos
Aminoácidos derivados del oxalacetato La primera reacción necesaria para la síntesis de asparagina, metionina, lisina y treonina, es la síntesis de aspartato. Para este primer paso es necesario tener dos de los intermediarios del ciclo de Krebs y así obtener aspartato. Glutamato + oxalacetato <--> α-cetoglutarato + aspartato El aspartato es el primer aminoácido que puede ser producido a partir de oxalacetato, sin embargo, éste es el punto de partida para los siguientes aminoácidos. La asparagina, es producida bajo el esquema de la siguiente reacción catalizada por la asparagina sintetasa: NH3 + aspartato + ATP --> asparagina + ADP + Pi Los otros derivados del oxalacetato, la metionina, la treonina, la lisina y la isoleucina no pueden ser sintetizadas por el ser humano.
Aminoácidos derivados del 3-Fosfoglicerato A partir del 3-fosfoglicerato, se pueden sintetizar serina, glicina y cisteína. La serina, se forma a través de varios procesos, en los cuales el 3-fosfoglicerato es transformado. La glicina es un producto directo de la serina. Para la formación de la cisteína, se requiere de dos aminoácidos, la serina y la metionina. La principal función de la metionina, es de proporcionar el S(azufre) que tiene en su estructura, y la serina proporciona el esqueleto de carbonos.
Aminoácidos derivados del piruvato Del piruvato se obtienen alanina, valina, leucina e isoleucina. La alanina se obtiene a través de la transaminación acoplada al piruvato. La valina se obtiene a través de cuatro reacciones a las cuales se somete al piruvato: comparte cuatro enzimas con la isoleucina. La isoleucina, se obtiene a través de cinco reacciones a las que entra el piruvato. La leucina, se obtiene a través de la síntesis de valina, cuando en el α-cetoisovalerato, toma una vía alterna y se produce leucina.
Aminoácidos derivados del Fosfoenolpiruvato y eritrosa-4-fosfato El triptofano, la fenilalanina, y la tirosina, tienen una síntesis bastante similar, ya que comparten el origen, que es el siquimato. Este último, se sintetiza hasta formar corismato, donde se divide la síntesis de cada aminoácido, es decir, el triptofano toma una ruta metabólica diferente al de la fenilalanina y la tirosina.
Aminoácidos derivados de la ribosa-5-fosfato De esta familia solo se puede encontrar a la histidina. La síntesis de éste aminoácido, sigue la vía de las pentosas fosfato.
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Síntesis de aminoácidos
Conclusiones Los aminoácidos juegan un papel vital en el metabolismo. Se debe recordar la importancia de las plantas en la producción de aminoácidos, ya que los mamíferos pueden producir solo la mitad de estos y dependen plenamente de que los vegetales les proporcionen los llamados aminoácidos esenciales.
Referencias 1. Lehninger, A. (2003). Bioquímica. Las Bases Moleculares de la Estructura y Función Celular. España: Omega Ediciones. 2. Stryer, L., Berg, J. & Tymoczko, J.(2003).Bioquímica. España: Reverté. 3. Koolman J., Röhm K. (2004) Bioquímica: Texto y atlas España: Panamericana
Sitios recomendados http:/ / www.ucm.es/ info/ btg/ personales/ andalcan/ SINTESIS%20AMINOACIDOS.pdf http:/ / laguna.fmedic.unam.mx/ ~evazquez/ 0403/ aminoacidos.html http:/ / themedicalbiochemistrypage.org/ spanish/ amino-acid-metabolism-sp.html
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Fuentes y contribuyentes del artículo
Fuentes y contribuyentes del artículo Síntesis de aminoácidos Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=56971879 Contribuyentes: Acratta, Alelapenya, Balrog001, Ezarate, Mephisto spa, P alissy, Searchermex,
Technopat, 6 ediciones anónimas
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