Síntesis de aminoácidos

1. Los aminoácidos se puede decir que son la base de todos los procesos vitales o metabólicos. Son compuestos orgánicos que se combinan entre ellos para formar las proteínas y a diferencia de otros nutrientes contienen nitrógeno.

1.1. Si definimos qué es un aminoácido podemos decir que es molécula orgánica con un grupo amino (-NH2) y un grupo carboxilo (-COOH). Los aminoácidos más frecuentes y de mayor interés son aquellos que forman parte de las proteínas

2. ¿CÓMO SE CLASIFICAN LOS AMINOÁCIDOS? Los aminoácidos se clasifican en proteicos y no proteicos. A su vez dentro de los proteicos encontramos a los esenciales y no esenciales

2.1. Aminoácidos alifáticos:En esta grupo se encuadran los aminoácidos cuya cadela lateral es alifática, es decir una cadena hidrocarbonada.

2.2. Aminoácidos aromáticos:En esta grupo se encuadran los aminoácidos cuya cadena lateral posee un anillo aromático. La fenialalanina es una alanina que lleva unida un grupo fenílico. La tirosina es como la fenilalanina con un hidroxila en su anillo aromático, lo que lo hace menos hidrofóbico y mas reactivo. El triptófano tiene un grupo indol.

2.3. Aminoácidos azufrados:Hay dos aminoácidos cuyas cadenas laterales poseen átomos de azufre, son la cisteína, que posee un grupo sulfhidrilo, y la metionina, que posee un enlace tioéster.

2.4. Aminoácidos hidroxilados:Otros dos aminoácidos tienen cadenas alifáticas hodroxiladas, la serina y la treonina. El grupo hidroxilo hace de estos aminoácidos mucha más hidrofílicos y reactivos

2.5. Aminoácidos básicos:Dentro de los aminoácidos con cadenas laterales muy polares encontramos tres aminoácidos básicos: lisina,arginina e histidina.

3. Aminoácidos derivados del 3-Fosfoglicerato

3.1. A partir del 3-fosfoglicerato, se pueden sintetizar serina, glicina y cisteína. La serina, se forma a través de varios procesos, en los cuales el 3-fosfoglicerato es transformado. La glicina es un producto directo de la serina. Para la formación de la cisteína, se requiere de dos aminoácidos, la serina y la metionina. La principal función de la metionina, es de proporcionar el S(azufre) que tiene en su estructura, y la serina proporciona el esqueleto de carbonos.

4. Aminoácidos derivados del piruvato

4.1. Del piruvato se obtienen alanina, valina, leucina e isoleucina. La alanina se obtiene a través de la transaminación acoplada al piruvato. La valina se obtiene a través de cuatro reacciones a las cuales se somete al piruvato: comparte cuatro enzimas con la isoleucina. La isoleucina, se obtiene a través de cinco reacciones a las que entra el piruvato. La leucina, se obtiene a través de la síntesis de valina, cuando en el α-cetoisovalerato, toma una vía alterna y se produce leucina.

5. La síntesis de aminoácidos es el conjunto de procesos bioquímicos (rutas metabólicas) mediante los cuales se producen los distintos tipos de aminoácidos a partir de otros compuestos.

5.1. Los sustratos para estas reacciones se obtienen a partir de la dieta del organismo o bien del medio de cultivo. No todos los organismos son capaces de sintetizar todos los aminoácidos. Los seres humanos, por ejemplo, sólo son capaces de sintetizar 11 de los 20 aminoácidos que pueden encontrarse en su organismo, formando parte de sus proteínas o como intermediarios metabólicos. Los otros nueve se denominan aminoácidos esenciales y deben incorporarse a la dieta, lo mismo ocurre con la histidina durante periodos de crecimiento rápido

6. Aminoácidos derivados del α-cetoglutarato

6.1. De los cuatro aminoácidos provenientes del α–cetoglutarato sólo se tratará de la biosíntesis de los aminoácidos en los humanos, es decir, de los aminoácidos esenciales. Los aminoácidos derivados del α-cetoglutarato son el glutamato y éste a su vez de la glutamina, prolina y arginina. Sin embargo por el momento sólo se considerará al glutamato, glutamina y prolina, por ser los que el ser humano puede sintetizar.

7. Aminoácidos derivados del oxalacetato

7.1. La primera reacción necesaria para la síntesis de asparagina, metionina, lisina y treonina, es la síntesis de aspartato. Para este primer paso es necesario tener dos de los intermediarios del ciclo de Krebs y así obtener aspartato. Glutamato + oxalacetato <--> α-cetoglutarato + aspartato El aspartato es el primer aminoácido que puede ser producido a partir de oxalacetato, sin embargo, éste es el punto de partida para los siguientes aminoácidos. La asparagina, es producida bajo el esquema de la siguiente reacción catalizada por la asparagina sintetasa: NH3 + aspartato + ATP --> asparagina + ADP + Pi Los otros derivados del oxalacetato, la metionina, la treonina, la lisina y la isoleucina no pueden ser sintetizadas por el ser humano.

8. Aminoácidos derivados del Fosfoenolpiruvato y eritrosa-4-fosfato

8.1. El triptofano, la fenilalanina, y la tirosina, tienen una síntesis bastante similar, ya que comparten el origen, que es el siquimato. Este último, se sintetiza hasta formar corismato, donde se divide la síntesis de cada aminoácido, es decir, el triptofano toma una ruta metabólica diferente al de la fenilalanina y la tirosina.

9. Aminoácidos derivados de la ribosa-5-fosfato

9.1. De esta familia solo se puede encontrar a la histidina. La síntesis de éste aminoácido, sigue la vía de las pentosas fosfato.