Aminoacidi

Metabolismo degli aminoacidi

Il nostro corpo riceve alcune proteine dalla dieta, quelle che non possono essere assimilate,

mentre altre sono di produzione endogena (sintesi proteica). Le proteine sono molecole altamente

solubili e c’è un grande pull di enzimi proteolitici che vengono prodotti ed escreti nel nume

intestinale che consentono al nostro apparato digerente di frammentare le proteine in singoli aa o

in oligopeptidici che riescono a trovare dei sistemi di trasporto; questi sistemi mentre trasportano i

peptidi dentro li frammentano contestualmente. Questi aa dall’enterocita, attraverso i sistemi di

trasporto facilitato, vengono esportati nel torrente ematico.

Gli aa servono alla sintesi delle proteine, dei composti azotati, ma in parte servono anche per

produrre energia: Molti aa possono essere metabolizzati all’interno della mostra cellula x essere

dirottati verso la produzione di AcetilCoA e supportare il krebs.

La digestione delle proteine non avviene nel cavo orale: avremo una previa destabilizzazione

proteica in sede gastrica e la digestione vera e propria nel lume intestinale.

Nello stomaco abbiamo vari tipi di cellule:

1. Cellule parietali: mantengono in pH fortemente acido nella compagine gastrica, secernono

acido cloridrico, un acido che fa arrivare i livelli di pH ad 1.5;

2. Cellule principali: producono pepsinogeno che è una proteasi nella forma immatura, che poi

verrà convertita nella sua forma matura -> la pepsina.

3. Cellule della mucosa gastrica: secernono la gastrina (ormone).

La pepsina inizia ad idrolizzare in sede gastrica tutti i legami peptidici qui partecipano con il

triptofano, fenilalanina).

gruppo carbossilico gli aa aromatici (tirosina, Poi il prodotto della

digestione gastrica passa nel lume intestinale, dove avviene la risposta pancreatica: il pancreas

produce sia lo ione bicarbonato, che tampona l’eccesso di acidità, che tutta una serie di enzimi

tripsinogeno, chimotripsinogeno, proelasina,

sotto forma di zimogeni e sono:

procarbossipeptidasi sia di tipo A che di tipo B.

Il pH acido è indispensabile per la digestione e quando il contenuto dello stomaco passa in sede

intestinale c’è una notevole di erenza di pH (7.0) ed è lo stesso pH acido che stimola la

secretina,

produzione di un ormone: la la quale stimola il pancreas a scendere ione bicarbonato;

quindi da pH 1.5 si passa a pH 7.0, c’è un e etto tampone voluto dalla secretina.

Quando gli aa arrivano in sede duodenale nell’intestino tenue avviene il rilascio di un altro ormone

colecistochinina,

che è la che induce il pancreas a secernere gli zimogeni.

Proteasi gastriche:

Pepsina -> è un endopeptidasi (agisce all’interno delle proteine);

•

Proteasi pancreatiche:

Tripsina (endopeptidasi)

• Chimotripsina (endopeptidasi)

• Elastasi (endopeptidasi)

• Carbossipeptidasi A e B (esopeptidasi)

•

Digestione delle proteine

Il processo digestivo delle proteine si distingue in 3 fasi:

1. Gastrico

2. Pancreatico

3. Intestinale

Il pancreas ha sia una funzione endocrina che esocrina: funzione esocrina (produce molecole), in

questo caso produce proteine con attività catalitica molto elevata, che hanno la funzione di

digerire le proteine, cioè di idrolizzare i legami peptidici in cui sono coinvolti determinati aa. Questi

zimogeni.

enzimi sono secreti sotto forma di proteine immature: Poi, una volta nel lume

intestinale ci sarà un enzima che arriverà questi zimogeni e la loro attivazione coincide con una

tripsina

regolazione covalente irreversibile, un taglio proteolitico. La ha un duplice ruolo: 1) ruolo

digestivo -> è una endopeptidasi che scinde il legame peptidico carbo-ammidico all’interno della

catena proteica; 2) ruolo di attivazione -> quindi traduzione degli zimogeni in proteine mature.

Infatti, la tripsina attiverà il chimotripsinogeno, la proelastasi e Le procarbossipeptidasi.

ff ff

L’assorbimento è un fenomeno in cui i protagonisti sono gli enterociti (cellule intestinali) che sono

altamente specializzati: hanno sistemi di trasporto speci ci per quelle molecole che hanno subito

una previa fase digestiva, quindi le riconoscono e importano all’interno del loro lume. Gli enterociti

hanno funzione di:

A. assorbimento, tanto che le loro membrane plasmatiche sono caratterizzate dalla presenza di

villi che hanno la funzione di aumentare la super cie assorbente; inoltre, si distingue anche

una porzione di membrana plasmatica rivolta verso il lume con numerose Inter-digitazioni

(sempre x l’assorbimento) e una parte abluminale altamente specializzata all’atto

dell’assorbimento.

B. controllo di tutto ciò che dal lume intestinale entra nel torrente ematico.

Trasporto degli aa dalla parte luminale alla porzione cellulare o citoplasmatica: un gradiente di Na

guida questo trasporto di aa. Si tratta di un sistema che riconosce gli aa e che utilizza l’energia di

simporto sodio mediato.

gradiente del Na x farli entrare. ->

Questo trasporto richiede il consumo di energia, perché le concentrazioni di Na all’interno della

cellula sono sempre mantenute basse e questo gradiente deve essere mantenuto; per cui questo

sodio potassio ATP-dipendente.

sistema è modulato dall’antiporto

Di usione/trasporto degli aa dalla porzione citoplasmatica alla porzione ematica: i villi intestinali,

tappezzati dagli enterociti, sono molto irrorati, quindi è un sistema di capillari che garantisce

l’assorbimento dei nutrienti. Nella porzione abluminale ci sono una serie di uniporti che

riconoscono famiglie di aa e li trasportano verso il torrente ematico.

Abbiamo 4 sistemi di trasporto:

X gli aa neutri

1. X gli aa basici

2. X gli aa acidi

3. X la glicina e la parolina

4.

L’organizzazione dell’ingresso degli aa nel sangue varia a seconda del tipo di trasporto.

Il pool intracellulare degli aa è generato da:

• Digestione e assorbimento delle proteine della dieta

• Degradazione, riciclo delle proteine cellulari. Riciclo o di enzimi digestivi o di proteine delle

cellule che si staccano dalla parete intestinale o dall’emoglobina.

Le proteine muscolari sono degradate in seguito al digiuno prolungato e re-sintetizzate dopo

l’ingestione delle proteine dietetiche.

Le proteine danneggiate sono degradate dai lisosomi e dal sistema dell’ubiquitina e del

proteosoma.

• Sistema dell’ubiquitina e del proteosoma

Il proteosoma è il luogo in cui muore la proteina all’interno della cellula, mentre l’ubiquitina è una

proteina che si attacca alla proteina danneggiata da degradare rendendola riconoscibile da parte

del proteosoma; infatti, l’uniquitina è caratterizzata da una estremità carbossiterminale che

presenta una glicina particolarmente attiva, tramite la quale si lega alle proteine destinate alla

proteolisi.

Il proteosoma è un complesso proteolitico ATP dipendente e utilizza quindi energia per il riciclo

proteosoma 20 S,

delle proteine. Esso è caratterizzato da 2 parti: 1) il che contiene l’attività ATP

proteolitica (attività catalitica); 2) una sorta di cappuccio che è la parte ATP dipendente detta

asica 19 S, la quale si unisce al proteosoma 20 S x costruire una struttura all’interno della quale

viene incanalata la proteina che deve essere degradata. L’energia dell’ATP serve a questo

processo e il peptide degradato o gli aa liberi vengono, poi, destinati alle funzioni cellulari.

Quindi, le proteine vengono prima ubiquitinate, entra il proteosoma e l’ubiquitina viene

conservata, staccata dalle proteine che sono già state degradate-> c’è una sistema di riciclo

dell’ubiquitina. I frammenti peptidici saranno poi ulteriormente degradati in sede citoplasmatica e

si creano gli aa liberi (pool di aa intracellulare). metabolico:

Gli aa all’interno della cellula inseguono un destino essi sono la fonte di eventi

molecolari importanti, proprio per il loro scheletro carbonioso e per la presenza dei gruppi

amminici, perché l’azoto, all’interno del nostro organismo, e in particolare modo l’azoto legato al

gruppo amminico, è una molecola che consente la sintesi proteica, mentre il gruppo amminico è

importante perché è protagonista della biosintesi dei nucleotidi. Tuttavia, il gruppo amminico è

ff fi fi

una struttura che può evolvere negativamente se sfugge dai sistemi di controllo e può diventare

ammoniaca. Lo ione ammonio è una molecola altamente basica che, qualora venisse veicolata

alcalosi metabolica.

liberamente nel torrente ematico, provocherebbe un fenomeno detto

destino degli aa all’interno della cellula è:

Quindi il

Sintesi proteica

1. Essere catabolizzati a scopo energetico. ->

2. è il primo evento che segna il loro catabolismo

è il distacco del gruppo amminico. Lo scheletro degli atomi di C può andare a costituire CO2,

quindi aa introdotti nel krebs; oppure questo scheletro carbonioso può diventare glucosio o

può essere convertito in AcetilCoA.

Gli aa sotto il pro lo catanolico possono essere identi cati come:

• Aminoacidi glucogenici: possono essere convertiti in piruvato, oppure consentono al fegato di

creare glucosio;

• Aminoacidi chetogenici: possono essere convertiti in AcetilCoA o acetoacetato.

Le reazioni che consentono la degradazione degli aminoacidi sono:

• Transaminazioni catalizzate da enzimi detto transaminasi o ammino-transferasi. Sono tante

perché ognuna è speci ca per ogni aa.

• Deaminazione ossidativa: deaminazione perché consiste nel distacco irreversibile del gruppo

amminico; ossidativa perché contestualmente l’aa che viene deaminato viene anche ossidato a

glutammato deidrogenasi.

spese di una molecola di NAD che si riduce -> reazione di

• Deaminazion