Aminoacidos

IMPORTANCIA BIOMEDICA

Los productos de importancia fisiológica, que derivan de los aminoácidos incluyen hem, purinas, pirimidinas, hormonas, neurotransmisores y péptidos con actividad biológica. Además, muchas proteínas contienen aminoácidos que se han modificado para una función específica; por ejemplo, enlace de calcio o como intermedio que sirve para estabilizar proteínas, por lo general estructurales, mediante enlace cruzado covalente subsecuente. Los residuos de aminoácidos en esas proteínas sirven como precursores de residuos modificados. Por último, hay péptidos pequeños o moléculas semejantes a péptidos, que no son sintetizadas por ribosomas y que llevan a cabo funciones específicas en las células. La amina biológicamente activa, histamina, se forma por la descarboxilación de la histidina y tiene función fundamental en numerosas reacciones alérgicas. Los neurotransmisores específicos derivados de los aminoácidos, incluyen al gamma aminobutirato procedente del glutamato; 5-hidroxitriptamina (serotonina) a partir del triptófano; y dopamina, noradrenalina y adrenalina a partir de la tirosina. Además, muchos medicamentos utilizados para tratar enfermedades neurológicas y psiquiátricas, afectan al metabolismo de los neurotransmisores mencionados.

LA GLlClNA PARTICIPA EN LA BIOSÍNTESIS DE CONJUGADOS DE GLICINA, CREATINA, HEM Y PURlNAS

1) Conjugados de glicina: Numerosos metabolitos y fármacos se excretan como conjugados de glicina solubles en agua. Ejemplos son el conjugado biliar, ácido glucocólico y el ácido hipúrico formado del aditivo de alimentos, benzoato. La capacidad del hígado para convertir benzoato en hipurato fue usada inicialmente como prueba de funcionamiento hepático. Además del benzoato, muchos medicamentos y sus metabolitos que contienen grupos carboxilo se excretan en la orina como conjugados de glicina.

2) Creatina: La sarcosina (N-metilglicina), componente de la creatinina, se deriva de la glicina y S-adenosil. Los temas abarcados en cualquier parte de esta obra incluyen lo siguiente:

3) Hem: El nitrógeno y el carbono alfa de la glicina se convierten en el nitrógeno y los dos carbonos aIfa de los anillos pirrólicos y en los carbonos de los puentes metileno del hem. En el capítulo 34 se describen los trastornos metabolitos del metabolismo del hem. 4) Purinas: La molécula entera de glicina constituye los átomos 4,5 y T de las purinas.

LA ALFA ALANlNA ES EL PRINCIPAL AMINOACIDO PLASMÁTICO

La alfa alanina, junto con la glicina, constituye una fracción considerable del nitrógeno amínico en el plasma humano. En las bacterias la L-alanina junto con la D-alanina son los principales componentes de la pared celular.

LOS MAMIFEROS CATABOLIZAN BETA ALANINA MEDIANTE LA VIA MALONATO SEMIALDEHIDO

La mayor parte de la beta alanina de los tejidos de los mamíferos está presente como coenzima A o como dipéptidos beta alanilo. En tanto que los microorganismos sintetizan la beta alanina por alfa descarboxilación del aspartato, en el tejido de mamíferos surge principalmente del catabolismo de citosina (Figura 36-16), carnosina y anserina. El catabolismo de la beta alanina en los mamíferos comprende su transaminación a malonato semialdehido, el cual entonces se oxida a acetato y de aquí a CO₂. En el raro trastorno metabólico, hiper-beta-alaninemia las concentraciones de beta alanina, de taurina y beta aminoisobutirato están elevadas en los líquidos corporales y en los tejidos.

LA CARNOSINA ES UN DIPÉPTIDO BETA ALANILA

La beta alanina se encuentra principalmente como el dipéptido del músculo esquelético humano carnosina. El dipéptido de beta alanila anserina (N-metilcarnosina) en el ser humano deriva de la dieta pero está presente en el músculo esquelético que se caracteriza por una actividad contráctil Rápida (extremidades de los conejos y músculo Pectoral de las aves). Por tanto, la anserina puede Cubrir funciones fisiológicas distintas de la carnosina. El beta-alanil-imidazol actúa como amortiguador de Ph en el músculo esquelético que se contrae en anaerobiosis. Tanto la carnosina como la anserina activan a la MiosinATPasa además, ambos dipéptidos quelan al Cobre e incrementan su captación.

Los dipéptidos de beta alanina se sintetizan y degradan por vías cortas

La biosíntesis de la carnosina se forma a partir de beta alanina y histidina en una reacción que requiere ATP, catalizada por la carnosina sintetasa:

ATP + L-Histidina + ẞ-Alanina → AMP + PPi + Carnosina

Algunos animales, pero no el ser humano, usan S-adenosilmetionina para metilar carnosina, una reacción catabolizada por la N-metiltransferasa:

S-Adenosilmetionina + Carnosina + S- adenosilhomocisteina + anserina

La carnosina se hidroliza a beta alanina y la histidina por medio del cinc metaloenzima carnesinasa (carnosinhidrolasa). Un trastorno hereditario, la deficiencia de carnosinasa se caracteriza por carnosinuria que persiste aun excluyendo la camosina de la dieta.

La homocarnosina es un dipéptido del sistema nervioso central

Presente en el cerebro humano, en donde su concentración varía entre regiones, la homocarnosina se relaciona en su estructura y metabolismo con la carnosina, pero está presente en concentraciones 100 veces superiores a las de esta última. La síntesis de la homocarnosina en el tejido cerebral se cataliza por carnosina sintetasa. Sin embargo, la carnosinasa sérica no hidroliza la homocarnosina. La homocarnosinosis, trastorno genético muy infrecuente que se presume debido a deficiencia de la carnosinasa sérica, se acompaña con paraplejia espástica progresiva y retraso mental.

EXISTEN RESIDUOS FOSFOSERlLO Y FOSFOTREONILO EN LAS PROTEÍNAS

Mucha de la serina en las fosfoproteínas está en forma de O-fosfoserina. La treonina también se presenta en ciertas proteínas como O-fosfotreonina. La fosforilación (por proteína cinasas) y subsecuente desfosforilación (por proteina fosfatasas) de residuos serilo específicos desempeña importantes funciones reguladoras. La fosforilación alcanza cambios rápidos en la actividad de enzimas metabólicas clave lo cual produce un flujo de metabolitos reversible con rapidez y bajo control sensible, a través de las vías de biosíntesis y degradación como son las del metabolismo de Lípidos y carbohidratos. La serina interviene en la síntesis de la esfingosina y en la síntesis de purinas y pirimidinas.

El carbono beta es una fuente de los grupos metilo de la timina (y de la colina) y de los carbonos en las posiciones 2 y 8 del núcleo de las purinas. Dado que la treonina no experimenta

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