TEMA 21: BIOSÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS

Capacidad de síntesis de aa. proteicos limitado en humanos. Aa. esenciales

De los 20 aa. proteicos hay muchos que son esenciales (no podemos sintetizarlos). Arginina no es esencial, pero su capacidad de síntesis es limitada (hay que ingerirla en la dieta).

Las rutas biosintéticas no esenciales son cortas. Las rutas más largas son de aa. esenciales que no podemos sintetizar.

El ion amonio se incorpora a los aa principalmente a través de glutamato y glutamina

Además de a través de glutamato y glutamina, también se realiza a través de asparragina y carbamilfosfato (vías minoritarias). Aunque mayoritariamente se incorpora a través de glutamato y glutamina.

La glutamato deshidrogenasa se encarga de fijar el amonio (in vivo es reversible y depende de las necesidades funcionales de la célula). La esteroquímica del centro activo de esta enzima determina que el hidruro se transfiera desde el NAD(P)H para formar sólo el isómero L-glutamato.

La glutamina sintetasa es una etapa clave en el control de la síntesis de aa. Glutamato es el precursor de glutamina. La glutamina sintetasa tiene que activar el carboxilo (mediante fosforilación), para que reaccione con el amonio, formando glutamina.

La Km de la glutamato deshidrogenasa hacia amonio es alta. En procariotas hay una estrategia para conseguir amonio en ausencia de éste. La glutamato sintasa condensa α-cetoglutarato y glutamina. Luego, mediante otra reacción, se consigue amoníaco.

Hay otra vía minoritaria de incorporación de amoníaco. Se parte de aspartato y se produce asparragina.

Familias biosintéticas de los aa: precursores metabólicos de los aa

Los precursores de aa son precursores de las rutas metabólicas ya vistas. Oxaloacetato genera aspartato (transaminación). Éste genera asparragina, metionina, lisina y treonia. Éste último genera isoleucina.

P-enolpiruvato se condensa con eritrosa- 4-P para dar tirosina, triptófano y fenilalanina, que produce tirosina.

Piruvato es el precursor de alanina, valina y leucina.

Ribosa 5-P es el precursor de histidina (ruta muy importante en control génico: operón histidina).

α-cetoglutarato produce glutamato (por transaminación). Éste produce glutamina,  prolina y arginina.

El 3-P-glicerato produce serina; éste da cisteína y glicina.

Por transaminación del cetoácido precursor; por aminotransferasas:

Piruvato à Alanina;  OAA à Aspartato;  α-cetoglutarato à Glutámico

A partir de una aldimina interna, se produce piridoxamina fosfato, quien pasa a cetimina. Ésta da a una aldimina externa, quien pasa a aldimina interna, liberando el aa. (reacción de transaminación). Son reacciones esteroespecíficas: sólo se forman L-aa.

-Biosíntesis de Asparragina: el aspartato se activa a acil-adenilato intermediario, provocando la escisión de ATP. Ahora entra el NH3 y forma asparragina (enlace amida).

La formación de un enlace amida cuesta mucha energía (requiera la activación del carboxilato). En mamíferos, el donador de amoníaco es glutamina. En bacterias, entra directamente.

-El glutamato es el precursor de glutamina, prolina y arginina. El 1º es igual que antes, pues requiere la incorporación de amoníaco. Primero el glutamato debe activarse a γ-semialdehído-glutámico, mediante  una fosforilación. Éste es el precursor de pro y arg.

Para formar pro, el γ-semialdehído-glutámico se cicla y forma prolina (mediante la formación de una base de Schiff interna: aldehído y amino de la misma molécula). La hidroxiprolina se genera por hidroxilación enzimática de prolina (síntesis de colágeno).