CATABOLISMO DE LOS ESQUELETOS DE CARBONO DE LOS AMINOÁCIDOS
von Elian Andres Porras
1. ARGININA Y ORNITINA
1.1. Las reacciones iniciales en el catabolismo de la arginina son la conversión a ornitina, seguida de la transaminación de ornitina a glutamato-γ-semialdehído.
2. CATABOLISMOS DE LA GLICINA, LA SERINA, LA ALANINA, LA CISTEÍNA, LA TREONINA Y LA 4-HIDROXIPROLINA
2.1. Glicina El complejo de división de la glicina en la mitocondria hepática implica su escisión en CO2 y NH4+ y la formación de N5,N10– metileno tetrahidrofolato. El sistema de división de la glicina está compuesto por tres enzimas y una "proteína H" que tiene un grupo dihidrolipoilo unido por un enlace covalente.
2.2. Serina Tras la conversión a glicina, catalizada por la glicina hidroximetiltransferasa, el catabolismo de la serina se combina con el de la glicina.
2.3. Alanina La transaminación de α-alanina forma piruvato. Probablemente, debido a su papel central en el metabolismo, no se conoce un defecto metabólico del catabolismo de la α-alanina.
2.4. Cistina y cisteína La cistina primero es reducida a cisteína por la cistina reductasa. Dos vías diferentes convierten la cisteína en piruvato.
2.5. Treonina La treonina aldolasa divide la treonina en glicina y acetaldehído. El catabolismo de la glicina fue expuesto anteriormente. La oxidación de acetaldehído a acetato es seguida por la formación de acetil-Coa).
2.6. 4-hidroxiprolina El catabolismo de la 4-hidroxi-l-prolina produce, de manera sucesiva, l-Δ1-pirrolina-3-hidroxi-5-carboxilato, γ-hidroxi-l- glutamato-γ-semialdehído, eritro-γ-hidroxi-l-glutamato y α- ceto-γ-hidroxiglutarato. Una división tipo aldol produce después glioxilato y piruvato.
3. HISTIDINA
3.1. La histidina se cataboliza vía urocanato, 4-imidazolona-5- propionato y N-formiminoglutamato (figlu). La transferencia del grupo formimino al tetrahidrofolato forma glutamato y luego, α-cetoglutarato.
4. AMINOÁCIDOS ADICIONALES QUE FORMAN ACETIL-COA
4.1. Tirosina La ilustra los intermediarios y las enzimas que participan en el catabolismo de tirosina a anfibólicos intermedios. Tras la transaminación de tirosina a p-hidroxifenilpiruvato, reacciones sucesivas forman homogentisato, maleilacetoacetato, fumarilacetoacetato, fumarato, acetoacetato y, finalmente, acetil-CoA acetato.
4.2. Fenilalanina La fenilalanina primero se convierte en tirosina. Las reacciones posteriores son las de la tirosina
4.3. Lisina La eliminación del ε-nitrógeno de la lisina se produce a través de la formación inicial de sacaropina y las reacciones posteriores, que también liberan α-nitrógeno. El producto final del esqueleto de carbono es el crotonil-CoA.
4.4. Triptófano El triptófano se degrada a intermediarios anfibólicos a través de la vía cinurenina-antranilato. La triptófano 2,3-dioxigenasa, (triptófano pirrolasa) abre el anillo indólico, incorpora oxígeno molecular y forma N-formilquinurenina. La triptófano oxigenasa, una metaloproteína de la porfirina de hierro, inducible en el hígado por los glucocorticoides suprarrenales y el triptófano, es inhibida por los derivados del ácido nicotínico, incluido el NADPH.
4.5. Metionina La metionina reacciona con el ATP formando S- adenosilmetionina, "metionina activa”. Las reacciones posteriores forman propionil-CoA , cuya conversión a succinil-CoA.
5. LAS REACCIONES INICIALES SON COMUNES EN LOS TRES AMINOÁCIDOS DE CADENA RAMIFICADA
5.1. Las primeras tres reacciones del catabolismo de la isoleucina, la leucina y la valina son análogas a las reacciones del catabolismo de los ácidos grasos.
6. IMPORTANCIA BIOMÉDICA
6.1. La mayoría de los trastornos del catabolismo de aminoácidos son raros, pero si se dejan sin tratamiento pueden causar daño cerebral irreversible y mortalidad temprana.
6.2. La capacidad de detectar las actividades de las enzimas en los cultivos de células de líquido amniótico facilita el diagnóstico prenatal mediante la amniocentesis.
7. LOS AMINOÁCIDOS SON CATABOLIZADOS HASTA INTERMEDIARIOS PARA LA BIOSÍNTESIS DE CARBOHIDRATOS Y LÍPIDOS
7.1. La eliminación de nitrógeno α-amino por transaminación, catalizada por una transaminasa es la primera reacción catabólica de la mayoría de los aminoácidos proteicos. Las excepciones son la prolina, la hidroxiprolina, la treonina y la lisina, cuyos grupos α-amino no participan en la transaminación.
8. LA ASPARAGINA Y EL ASPARTATO FORMAN OXALOACETATO
8.1. Los cuatro carbonos de la asparagina y del aspartato forman oxalacetato mediante reacciones catalizadas por asparaginasa y una transaminasa.
8.1.1. Asparagina + H2O → Aspartato + NH4+ Aspartato + piruvato → alanina + oxaloacetato
9. LA GLUTAMINA Y EL GLUTAMATO FORMAN Α-CETOGLUTARATO
9.1. Las reacciones sucesivas catalizadas por glutaminasa y una transaminasa forman α-cetoglutarato:
9.1.1. Glutamina + H2O → glutamato + NH4+ Glutamato + piruvato → alanina + α-cetoglutarato