Biosintesis
Aunque las plantas, animales y las bacterias obtienen su nitrógeno de orígenes diferentes, prácticamente todos los organismos comparten unas mismas rutas comunes de utilización de nitrógeno inorgánico en forma de amoníaco. El amoniaco a concentraciones elevadas es muy tóxico, pero a concentraciones más bajas constituyen unmetabolito central, que actúa como sustrato de cinco enzimas que lo convierten en diversos compuestos orgánicos nitrogenados. Todos los organismos asimilan amoníaco a través de reacciones que conducen al glutamato, la glutamina, la asparagina y el carbamoil fosfato.
UTILIZACIÓN DEL AMONIACO
ORIGEN
UTILIZACION
Absorción en intestino
Síntesis de proteínas
Degradación de proteínasAMINOACIDOS
Síntesis de Compuestos no nitrogenados
Síntesis de aminoácidos
Producción de Energía
NH3 αcetoácidos
Urea glucosa Cuerpos cetónicos
IMPORTANCIA
Los humanos sintetizan 12 de los 20 aminoácidos comunes a partir de intermediarios anfibólicos de la glucolisis y el ciclo del ácido cítrico. De los 12 aminoácidos para la nutrición, nueve se forman a partir de intermediariosanfibólicos y tres (cisteína, tirosina e hidroxilisina) de aminoácidos esenciales para la nutrición.
Aminoácidos
Aminoácidos Esenciales para la nutrición Arginina * Histidina Isoleucina Leucina Lisina Metionina Fenilalanina Treonina Triptofano Valina Aminoácidos No Esenciales para la nutrición Alanina Aspargina Aspartato Cisteína Glutamato Glutamina Glicina Prolina Serina Tirosina
*Semiesencial en la nutrición . Sintetizados a tasas inadecuadas para apoyar el desarrollo de los niños
Las enzimas glutamato deshidrogenasa, glutamina sintetasa y las aminotransferasas ocupan posiciones importantes en la biosíntesis de los aminoácidos. El efecto combinado de estas tres enzimas es transformar el ion amonio en α-aminonitrogenado de varios aminoácidos. El nitrógeno amino del glutamato yel nitrógeno amida de la glutamina son ambos extraordinariamente activos en la biosisntesis.
GLUTAMATO DESHIDROGENASA:
AMINACIÓN REDUCTORA DEL α-CETOGLUTARATO
Reacción reversible. La mayor parte de las bacterias y muchas plantas contienen una forma de la enzima específica para el NADPH. En las células animales, la enzima utiliza NAD⁺ como principal cofactor, pero también puede emplearNADP⁺
ADP GDP ATP GTP
Glutamato Sintasa α-Cetoglutarato + Glutamina + NADPH + H⁺ 2 Glutamato + NADP⁺
GLUTAMAMINA SINTETASA:
GENERACIÓN DE NITROGENO. AMIDA BIOLÓGICAMENTE ACTIVO La reacción de la glutamina sintetasa se produce a través de un intermediario acil fosfato. El carbono δ del glutamato para dar un anhidrido de ácido carboxílico fosfórico, que sufre un ataque nucleofílico por elnitrógeno del amoníaco para dar el producto amida, glutamina. El nitrógeno amida se utiliza en la biosíntesis de varios aminoácidos (glutamato, triptofano e histidina), los nucleótidos de purina y pirimidina, y los aminoazucares. En los animales, la glutamina sintetasa, es un elemento clave en la desactivación tóxica del amoníaco que se forma por el catabolismo de los aminoácidos, en especial elcerebro.
GLUTAMAMINA SINTETASA:
GENERACIÓN DE NITROGENO. AMIDA BIOLÓGICAMENTE ACTIVO
El glutamato y la glutamina son los aminoácido más abundantes en las células cerebrales… La glutamina participa en la excreción de amoníaco en el riñón y es un combustible importante para las células del combustible inmunitario.
Retroinhibición Acumulativa Triptófano Histidina Alanina
Carbamoil fosfatoGLUTAMINA SINTETASA
Glucosamina -6-fosfato
CTP
AMP
Glicina
Regulación por Adenilación
ASPARAGINA SINTETASA:
UNA REACCIÓN SEMEJANTE DE AMIDACIÓN
La asparagina sintetasa utiliza amoniáco o glutamina para catalizar la conversión de aspartato en asparagina. El aspartato obtiene el amoniaco de la glutamina. Cofactor Mg²⁺.
CARBAMOIL FOSFATO SINTETASA: GENERACIÓN DE UN...
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