Bioquimica de los aminoacidos

BIOQUÍMICA: SESIONES 18 Y 19 TEMA: METABOLISMO DE AMINOACIDOS I. OBJETIVOS El desarrollo de los contenidos de este tema persigue que los alumnos 1. Conozcan los conceptos de recambio, vida media y valor biológico de las proteínas en relación al balance nitrogenado de los organismos 2. Comprendan los efectos de la cantidad y calidad de proteína de la dieta en el balance nitrogenado y en el estadonutricional y de salud general del individuo. 3. Conozcan y comprendan las vías metabólicas involucradas en la utilización del esqueleto carbonado de los aminoácidos para producir energía 4. Conozcan y comprendan los mecanismos a través de los cuales los organismos dan cuenta de los productos tóxicos derivados del catabolismo del nitrógeno 5. Conozcan las reacciones de interconversión de losaminoácidos, en relación con el metabolismo de lípidos e hidratos de carbono y comprendan su importancia en la biosíntesis de aminoácidos. II. CONTENIDOS 1. Ciclo del nitrógeno y síntesis de compuestos orgánicos nitrogenados 2. Función biológica de las proteínas. Requerimientos de proteínas de la dieta. Recambio de proteínas y vida media de las proteínas. Balance nitrogenado positivo, negativo yEquilibrio Nitrogenado. Aminoácidos esenciales y Valor Biológico de las proteínas. Efectos del déficit de proteínas en la dieta. Desnutrición. 3. Digestión de las proteínas y enzimas digestivas proteolíticas. Absorbción y transporte de aminoácidos: Cotransporte con Na+ y sistema del γ-glutamato. 4. Catabolismo de los aminoácidos. Destino y eliminación del grupo amino. Transaminaciones, transaminasas yPiridoxal Fosfato (PxP). Síntesis de aminoácidos no-esenciales y transporte de N entre los tejidos. Deaminaciones, detoxificación del amoniaco (o amonio) y síntesis de urea. Patologías asociadas a alteraciones metabólicas del ciclo de la urea y de la síntesis de aminoácidos. 5. Catabolismo de los aminoácidos. Utilización del esqueleto carbonado o α-cetoácidos. Integración con el metabolismo dehidratos de carbono y lípidos. Aminoácidos glucogénicos y cetogénicos: gluconeogénesis, cetogénesis y lipogénesis. 6. Regulación del metabolismo de los aminoácidos. II. LECTURA PREVIA Metabolismo de los aminoácidos y compuestos nitrogenados El nitrógeno es el elemento más abundante en la naturaleza, pero es también uno de los más inertes, por lo que su incorporación a las biomoléculas requiere lareducción enzimática de N2 a NH3, con un alto costo energético. Se calcula que por cada mol de N2 reducido a NH3 se gastan 16 moles de ATP, de acuerdo a la siguiente reacción

N2 + 8 e + 16 ATP + 16 H2O (e = electrones)

2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 Pi + 8 H+

La reducción del N2 es realizada por bacterias y algas verde-azules. La simbiosis de bacterias con las raíces vegetales permiten que éstosincorporen el N a aminoácidos y otros compuestos nitrogenados. Los animales en tanto, tienen en la dieta, sino la única, su más importante fuente de nitrógeno. Las proteínas son los compuestos químicos más importante para la función celular; las proteínas participan en todas las funciones biológicas. Las proteínas están constituidas por aminoácidos y presentan un equilibrio dinámico permanente entrela síntesis y la degradación, es decir, las proteínas están en continuo recambio. Así, todas las proteínas tienen un tiempo de vida determinado o vida media, que va de días a años. Se estima que un mamífero recambia alrededor del 5% de sus proteínas cada día, con una pérdida diaria de 30-40 gramos de proteína endógena, aún en buenas condiciones de alimentación. Lo anterior implica la necesidad deun aporte diario de proteínas en la dieta para mantener el Balance Nitrogenado (BN), es decir, mantener el equilibrio entre el N ingerido y el N eliminado. El Balance Nitrogenado (BN) depende de los siguientes factores a) cantidad de proteína ingerida b) calidad de la proteína ingerida o Valor Biológico (VB), referida al contenido de aminoácidos esenciales c) relación Energía/Nitrógeno de la...