Unidad_10

METABOLISMO DE LOS COMPUESTOS NITROGENADOS

MVZ Cuauhtémoc Nava Cuéllar
Introducción
El nitrógeno es un elemento sumamente importante para los organismo ya que
forma parte de los aminoácidos y los ácidos nucleicos, por lo que su utilización debe
ser optimizada los más posible. Los aminoácidos que sobrepasan las necesidades
metabólicas para sintetizar nuevas proteínas y otras biomoléculas, nopueden
almacenarse como ocurre con los ácidos grasos y la glucosa, por lo tanto son
catabolizados. El nitrógeno que contienen es en su mayoría excretado, el resto de la
estructura es utilizado como fuente de energía. Parte del nitrógeno de los
aminoácidos degradados es utilizado para sintetizar las bases púricas y
pirimidínicas.
En este capítulo se estudian las vías metabólicas relacionadas con elcatabolismo
de los aminoácidos,

el destino del nitrógeno que contienen y la utilización del

esqueleto carbonado, así como, la síntesis y degradación de las bases púricas y
pirimidínicas

Transaminación y desaminación
El grupo -amino (nitrógeno) de los aminoácidos es separado del esqueleto de
carbono, mediante el desarrollo coordinado de la transaminación y la desaminación
oxidativa.
Durante latransaminación, el grupo -amino de los aminoácidos proteicos, excepto
lisina, treonina y prolina, se transfiere a un cetoácido (esqueleto de carbono), en
consecuencia

se

forma

un

nuevo

aminoácido

y se

libera

el

cetoácido

correspondiente al aminoácido inicial. Esta reacción es catalizada por las enzimas
aminotransferasas, también llamadas transaminasas, muchas de las cuales utilizan
1-cetoglutarato como cetoácido, por lo que tarde o temprano, el grupo amino de
todos los aminoacidos es dirigido al glutamato. El piridoxal fosfato (PLP), el cual se
forma a partir de la vitamina B6 (piridoxina), es el grupo prostético de las
aminotransferasas. El PLP se enlaza a la enzima y al sustrato formando lo que se
conoce como base de Schiff. El grupo -amino es transferido al PLP creándosepiridoxamina fosfato transitoriamente, posteriormente el cetoácido aceptor toma el
grupo amino de la piridoxamina fosfato, con lo que se genera el aminoácido
correspondiente y la piridoxamina fosfato vuelve a su estado original.
Posteriormente, la desaminación oxidativa del glutamato es catalizada por la
glutamato deshidrogenasa. Esta enzima alostérica mitocondrial requiere de NAD o
NADP comocoenzima, es inhibida por el GTP y el ATP, mientras que el GDP y ADP
la activan. Así, una disminución del nivel energético incrementa la desaminación.
Mediante esta reacción, el glutamato pierde su grupo amino en forma de amonio y
libera su esqueleto de carbono como -cetoglutarato, esto ocurre en ambos
sentidos; la glutamato deshidrogenasa tanto desamina al glutamato como lo
sintetiza.

Transporte delamonio extrahepático al hígado
El amonio generado en la desaminación oxidativa es tóxico para las células, por lo
que es convertido a urea en el hígado. Ya que todos los tejidos extrahepáticos
producen amonio, es necesario un sistema de transporte adecuado. La mayoría
utiliza a la enzima glutamina sintetasa para convertir el amonio en glutamina,
producto atóxico. La glutamina se trasporta por lasangre al hígado, en donde la
glutaminasa la hidroliza y se libera el amonio. Por otro lado, dado que el músculo
obtiene energía principalmente de la glucólisis, utiliza una ruta diferente, el ciclo de
la glucosa-alanina. El piruvato que se genera en la glucólisis experimenta una
transaminación con glutamato, consecuentemente se forma alanina. El glutamato a
2

su vez ha obtenido su nitrógeno delamonio gracias a la glutamato deshidrogenasa.
La alanina se transporta del músculo al hígado donde pierde su nitrógeno en forma
de amonio mediante transaminación y desaminación. La transaminación de alanina
genera piruvato a partir del cual se sintetiza glucosa por gluconeogénesis. La
glucosa se libera a la sangre para dirigirse al músculo o para nutrir al cerebro. Este
proceso cíclico permite...