Aminoacidos

VÍA METABOLICA DE SINTESIS DE AMINOÁCIDOS

BIOSÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS
La síntesis de aminoácidos se desarrolla a un ritmo variable, dependiendo de las necesidades
que existan en la célula respecto a cada aminoácido particular. Las rutas metabólicas son muy
variadas; en el caso de los mamíferos existen vías anabólicas para unos once aminoácidos, denominados no esenciales.
La mayor parte delos aminoácidos no esenciales se sintetizan a través de vías metabólicas
muy simples con una secuencia de unas pocas reacciones. Los sustratos iniciales son metabolitos
intermediarios del ciclo del ácido cítrico, de la glucólisis o de la ruta de las pentosas-fosfato.
Estas moléculas aportan el esqueleto carbonado e incorporan el nitrógeno orgánico, fundamentalmente, del glutamato o de laglutamina.
Existe un grupo de nueve aminoácidos, denominados esenciales, que deben ser ingeridos con
la dieta, ya que o bien no pueden sintetizarse, o el ritmo de síntesis no cubre las necesidades
del organismo en una situación concreta. En el caso del aminoácido arginina, la cantidad necesaria para el adulto se obtiene a través del ciclo de la urea, pero durante la infancia, cuando se estádesarrollando el crecimiento y la síntesis proteica se realiza a mayor escala, la producción del ciclo de la urea no es suficiente y se ha de incorporar en la dieta. El mismo caso ocurre también con otro aminoácido como la histidina. Aparte de éstos, el resto se puede formar
cuando la cantidad de los mismos, bien procedente de la degradación proteica o bien de la dieta, no es suficiente para permitir elproceso de recambio proteico.

Incorporación de NH3 (NH4+) a los aminoácidos a través del glutamato y la glutamina
En la mayoría de los aminoácidos, el grupo amino procede del glutamato mediante una reacción de transaminación, igual a las descritas para el proceso de catabolismo. El glutamato se sintetiza a partir de NH4 + y α-cetoglutarato, metabolito del ciclo del ácido cítrico, en una reacciónde aminación directa catalizada por la enzima glutamato deshidrogenasa, la misma enzima que realiza la desaminación localizada en la matriz mitocondrial, la diferencia estriba en
que en la ruta biosintética la enzima utiliza como coenzima al NADPH y no al NAD+.
NH4 + + α-cetoglutarato + NADPH + H+  glutamato + NADP+ + H2O
Mediante la glutamina sintetasa se realiza una segunda reacción deaminación sobre el glutamato obteniendo la glutamina.
Glutamato + NH4 + + ATP → glutamina + ADP + Pi + H+
La glutamina es uno de los principales sustratos utilizados por las transaminasas o aminotransferasas, para incorporar los grupos amino sobre los esqueletos carbonados.

La glutamina sintetasa en E.Coli está regulada por un mecanismo sofisticado.
La glutamina sintetasa desempeña un papelcrítico en el metabolismo del nitrógeno, dado que la glutamina es un precursor de muchos otros metabolitos. Las propiedades reguladoras de la glutamina sintetasa en E.coli se han investigado en forma intensa. Esta regulada e tres niveles: por inhibición del producto terminal (existen al menos nueve inhibidores alostericos), por modificación covalente, y por regulación a nivel de la síntesis deproteínas.

Rutas anabólicas de los aminoácidos
Las rutas biosintéticas son muy variadas, algunas requieren una única reacción y otras son de
una gran complejidad. Los aminoácidos no esenciales tienen vías biosintéticas relativamente
simples, mientras que las rutas sintéticas de los esenciales son bastante complejas.
Dentro de las más sencillas estarían las que invirtiendo las reacciones detransaminación, estudiadas en las rutas catabólicas, permiten obtener, en una única reacción, los siguientes aminoácidos: Piruvato + glutamato  Alanina + α-cetoglutarato
Oxalacetato + glutamato  Aspartato + α-cetoglutarato
Si el donador de grupos amino es la glutamina, el proceso es catalizado por una enzima muy
ubicua, la asparraginasa y se realiza con coste energético,
Aspartato + glutamina +...