Metabolismo General de los Aminoácidos

Metabolismo General de los Aminoácidos

Los aminoácidos tienen estructuras muy variadas y por eso también su metabolismo es muy variado. Cada aminoácido tiene sus propias vías metabólicas cuyo estudio rebasa el alcance de este curso. Por lo tanto solamente se estudiará lo que se ha dado en llamar el metabolismo general de los aminoácidos que comprende un reducido número de reacciones en las cuales participan todos los aminoácidos.

En el esquema general del metabolismo de los aminoácidos hay que considerar tres aspectos:

a) El destino del grupo amino de los aminoácidos.

b) El destino de la cadena carbonada.

c) El destino del aminoácido como un todo.

La Transaminación

En las reacciones de transaminación el grupo amino de un aminoácido es transferido hacia un cetoácido, con la formación de un nuevo aminoácio y un nuevo cetoácido. Es importante que en este movimiento del grupo amino no se produce amoniaco que resulta una sustancai tóxica para el organismo.[pic 1]

Las enzimas que catalizan estas reacciones son del grupo de las transferasas y reciben el nombre de transaminasas. Estas enzimas requieren como cofactor al fosfato de piridoxal, que durante la reacción va alternando de fosfato de piridoxal a fosfato de piridoxamina.

Las transaminasas se encuentran tanto en las mitocondrias como en el citosol. Cuando hay algún daño sobre las células las enzimas salen al exterior y su concentración en la sangre aumenta.

Las transaminasas son muy espedíficas para el aminoácido pero emplean el cetoácdo que sea más accecible. Por eso en casi todos los tejidos el cetoácido que acepta el grupo amino es el α-cetoglutárico, pero en el músculo el aceptor es el pirúvico por ser el cetoácido más abundante.

Las Reacciones de Desaminación

En estas reacciones se produce la separación del grupo amino de los aminoácidos. Por su mecanismo existen dos grandes grupos de desaminaciones: la desaminación oxidativa y la no oxidativa. En este curso solamente se estudia la reacción de desaminación oxidativa catalizada por la enzima L-glutámico deshidrogenasa.[pic 2]

La reacción ocurre en dos etapas. En la primera el ácido glutámico es oxidado por la enzima que utiliza NAD+ o NADP+ como cofactor. Los productos de la reacción son el ácido -iminoglutárico y el cofactor reducido. En la segunda etapa el ácido α-iminoglutárico se desamina espontáneamente produciendo amoniaco y ácido -cetoglutárico.

La reacción es reversible y en condiciones fisiológicas funciona cercana al equilibrio. Esto siginifica que la dirección de la reacción está determinada por la concentración de amoniaco, por lo cual la enzima actúa como un amortiguador de amoniaco en la célula.

La Transdesaminación

Este es un proceso en el cual se combinan las reacciones de transaminación y de desaminación oxidativa. En la primera fase del proceso un aminoácido es transaminado con el ácido -cetoglutárico dando lugar a la formación del -cetoácido homólogo del aminoácido y al ácido glutámico. En la segunda fase el ácido glutámico es sustrato de la L-glutámico deshidrogenasa que lo desamina oxidativamente a ácido -cetoglutárico, amoniaco y NADPH.[pic 3]

Ya fue señalado que el ácido-cetoglutárico es el cetoácido más abundante en casi todos los tejidos, por eso este proceso ocupa un lugar central en el metabolismo de los aminoácidos. Esto se debe a que cualquier aminoácido puede ser desaminado oxidativamente mediante este proceso. Si se suman las dos reacciones de la transdesaminación se obtendrá como resultado la ecuación de desaminación oxidativa del aminoácido.

Como uno de los primeros pasos en el catabolismo de los aminoácidos es la separación del grupo amino, este proceso es crucial en el metabolismo de los aminoácidos.

Eliminación del grupo amino de los aminoácidos

El amoniaco es una sustancia tóxica y se produce fundamentalmente a partir del grupo amino de los aminoácidos. De ahí que el organismo disponga de mecanismos específicos para su eliminación y así prevenir los efectos tóxicos del amoniaco.[pic 4]

Existen tres mecanismos fundamentales que son:

a) La excreción renal directa.

b) El ciclo de la glutamina.

c) El ciclo de la urea o ureogénesis.

El amoniaco tiene carácter básico pues es capaz de captar protones. Cuando se forma en el riñon, capta protones y se convierte en ión amonio que es eliminado directamente mediante un mecanismo de intercambio con el ión sodio. De esta forma el organismo elimina el amoniaco que es potencialmente tóxico y recupera el sodio que es imprescindible para su funcionamiento.

El Ciclo de la Glutamina

Existen órganos y tejidos como el cerebro que no realizan la síntesis de la urea. En esos tejidos el mecanismo de eliminación del amoniaco es mediante la glutamina.[pic 5]

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