Metabolismo de Aminoácidos y Lípidos: Enzimas Digestivas, Ciclo de la Urea y Toxicidad del Amoníaco

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Aminoácidos

Principales enzimas proteolíticas del tubo digestivo.

El truco para no autodigerirse

Pro-proteasa inactiva (en el tracto digestivo) → Proteasa activa + fragmento peptídico

Enzimas

  • Pepsina (poco específica)
  • Tripsina (actúa después de Arg/Lys)
  • Quimiotripsina (actúa después de Leu o aromáticos)
  • Carboxipeptidasas (aminoácidos C-terminales)
  • Elastasa (actúa después de Ala, Gly, Ser)
  • Aminopeptidasa (aminoácidos N-terminales)

Pro-proteasas a enzimas

  • Pepsinógeno + H+ → Pepsina
  • Tripsinógeno + enteropeptidasa → Tripsina
  • Quimiotripsinógeno / Proelastasa / Procarboxipeptidasa + Tripsina → forma activa correspondiente

Enzimas clave del metabolismo del grupo amino

  • Transaminasas: transfieren grupos amino entre aminoácidos.
  • Glutamato deshidrogenasa: genera NH4+ y α-cetoglutarato a partir de Glu mediante desaminación oxidativa.
  • Glutaminasa: genera NH4+ a partir de Gln.
  • Glutamina sintetasa: incorpora NH4+ en glutamato.

Enzimas del ciclo de la urea

  • Carbamil fosfato sintetasa: condensa CO2 y NH4+ para dar carbamil fosfato.

Reacciones de transaminación

Ala + α-cetoglutarato −(GPT)→ Piruvato + Glutamato
Asp + α-cetoglutarato −(GOT)→ OAA + Glutamato

Otras reacciones del metabolismo del nitrógeno

  • Glutamina + H2O ←(Glutaminasa)→ Glutamato + NH4+
  • Glutamato + H2O −(Glutamato DH)→ α-cetoglutarato
  • Glutamato + ATP → γ-glutamil fosfato + ADP
  • γ-glutamil fosfato + NH4+ → Glutamina + Pi

Toxicidad del amoníaco

Base fuerte que puede producir cambios de pH.
NH4+ <--> NH3 + H+

A pH fisiológico, casi el 100% del amonio está como NH4+; el NH3 es neutro y atraviesa libremente las membranas plasmática y mitocondrial.

Ciclo de la urea

Vía metabólica utilizada para eliminar los desechos nitrogenados del organismo. Los compuestos ingresan por casi cualquier parte del ciclo, y el producto final es la urea. La mayor parte del ciclo es citosólica, pero la ornitina transcarbamilasa es intramitocondrial. Los principales ingresos al ciclo son los aminoácidos, que degradan su parte amínica en el ciclo y su parte carboxílica en el ciclo de Krebs.

En el ciclo principal, el nitrógeno entra por medio del amonio (NH3). Mediante la carbamil fosfato sintetasa se forma carbamil fosfato:

NH3 + CO2 + 2 ATP → H2N–CO–O–PO4-

Este compuesto se une a la ornitina y, mediante la ornitina transcarbamilasa, forma citrulina. Luego, por la acción de la argininosuccinato sintetasa, se une un aspartato y se forma argininosuccinato. Este último se descompone en fumarato (que va al ciclo de Krebs) y arginina. La arginina se degrada en urea, que se elimina por los riñones, y en ornitina, que reinicia el ciclo.

Lípidos

Glicerol-3-fosfato, precursor de los triacilglicéridos (TAG)

  • Glucosa → DHAP → (Glicerol-3-fosfato deshidrogenasa) → Glicerol-3-fosfato
  • Glicerol −(Glicerol quinasa)→ Glicerol-3-fosfato

Para la síntesis de TAG, los ácidos grasos se unen al glicerol-3-fosfato formando ácido fosfatídico. El ácido fosfatídico es precursor de los TAG y de los glicerofosfolípidos.

Degradación de ácidos grasos

Ácidos grasos → Acil-CoA → Acilcarnitina → (β-oxidación) → Acetil-CoA → (Cetogénesis → cuerpos cetónicos) / Citrato → OAA + Acetil-CoA (→ ácido graso)