Apuntes de Matabolismo del nitrogeno

Rx de transaminación

La transaminación desempeña un papel importante en el metabolismo de los aminoácidos ya que, participa en vías de síntesis y degradación de aminoácido.    Estan catalizadas por enzimas denominadas transaminasas o también llamadas, aminotransferasas.

La transaminación es la transferencia reversible de un grupo amino desde un α-aminoácido a un α-cetoácido, con el piridoxal fosfato como coenzima. Las reacciones de transaminación tienen unas constantes de equilibrio próximas a la unidad. Por lo que, la dirección en que se produce una determinada transaminación está controlada por las concentraciones intracelulares de los sustratos y productos.  (Mathews et al, 2013)

Por ejemplo:

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Figura 1. Ejemplo de transaminación. (Pratt et al, 2017)

Para transportar el grupo amino, las aminotransferasas necesitan de la participación de una coenzima que contienen aldehído, el piridoxal-5´-fosfato (PLP), un derivado de la piridoxina (vitamina B6). El grupo amino se acomoda mediante la conversión de esta coenzima en piridoxamina-5´-fosfato (PMP). El PLP se une covalentemente al enzima a través de una unión por base Schiff (imina) formada por la condensación de su grupo aldehído con el grupo ε-amino de un resto de lisina del enzima. Esta base de Schiff, que está conjugada con el anillo de piridínico de la coenzima, es el foco de la actividad de la coenzima.

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Figura 2. Formas del Piridoxal-5´-fosfato. (Voet & Voet, 2011)

Mecanismo

Diferentes autores, tales como Esmond Snell, Alexander Braunstein, y David Metzler demostraron que la rección se lleva a cabo mediante un mecanismo de bi bi pin pong de las cuales sus dos etapas consisten en 3 pasos casa una, como se muestra en la Figura 3.

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Figura 3. Mecanismo de la transaminación catalizada por enzimas dependientes de PLP. (Voet & Voet, 2011)

Etapa 1: Conversión de un amino acido a un a-cetoácido.

Paso 1: El grupo amino nucleofílico del aminoácido ataca al átomo de carbono del enzima-base de Schiff del PLP.  Esta reacción de transaminación (trans-Schiffización) forma un aminoácido-base de Schiff del PLP (aldimina) y que libera al grupo amino de la Lisina de la enzima. Esta Lisina queda libre para actuar como base general en el sitio activo.

Paso 2. El aminoácido-base de Schiff del PLP se tautomeriza a un a-cetoácido-base de Schiff del PMP mediante la eliminación del hidrogeno α del aminoácido y la protonación del átomo C(4´) del PLP a través de la estabilización por resonancia de un carbanión intermediario. Esta estabilización por resonancia facilita la rotura del enlace Cα -H

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