25 Metabolismo dei singoli aminoacidi

Metabolismo dei singoli aminoacidi

Gi aa sono deamminati in modo che il loro scheletro carbonioso possa essere utilizzato per altre reazioni. Ogni

singono aa ha una via metabolica differente. transaminazione deamminazione ox o non ox

• I gr amminici possono essere rimossi mediante reaz di e => il

loro catabolismo può comportare qst reaz di rimozione di N

• Per essere sintetizzati da composti presenti nell'organismo che forniscono lo scheletro carbonioso; le reaz che

transaminazione

portano all'introduzione di atomi di N su questo scheletro sono reaz opposte: (perchè è

amminazione riduttiva

reversibile) o

• Non tutti sono essenziali, alcuni possono essere sintetizzati dall'organismo. Aromatici e ramificati in genere sono

essenziali.

Prodotti di degradazione dello scheletro carbonioso degli aminoacidi:

aminoacidi glucogenici e aminoacidi chetogenici

Quando un aa perde il gr

Glucosio

amminico, resta lo scheletro

carbonioso, che per alcuni aa

può essere utilizzato per

formare Glu con la aa

gluconeognesei –>

gluconeogenici;

per altri aa può essere utilizzato

per formare acetoacetilCoA o

acetilCoA direttamente,

utilizzato per sintetizzare

ac.grassi e colesterolo (post

prandiale), oppure and a

formare i corpi chetonici

(digiuno).

⇓

Suddivisione in base al loro

destino metabolico.

Aa glucogenici —> Il loro scheletro carbonioso dà origine a piruvato / ossalacetato / fumarato / propionilCoA / glutammato

e poi α-chetoglutarato, convertito in ossalacetato. Corpi

Aa essenziali —> Forniscono direttamente acetilCoA oppure acetiacetilCoA chetonici

Treonina

Biosintesi degli aminoacidi non-essenziali

Istidina Ribosio 5-fosfato

12 aa sono sintetizzabili a partire dal glu: • Pir può poi, attraverso la pir-carbossilasi, essere carbossilato ad

ribosio-5-P,

• Il glu può formare utilizzato aspartato

ossalacetato che può dare che, prendendo il

per formare i nucleotidi, ma che può gr.amminico della catena laterale della glutammina diventa

istidina.

essere utilizzato per formare asparagina (glutammina dicenta gutammato).

fosfoglicerato

• Il può essere sottratto alla

via glicolitica per formare 3 aa (serina,

glicina cisteina)

e di cui la cisteina

contiene S come gr tiolico, che può ,

essere fornito solo ed esclusivamente

metionina.

dall'aa essenziale alanina

Piruvato

• può produrre glutammato,

• L'α-chetoglutarato può dare glutammato

precursore di glutammina e di tirosina

• La può essere sintetizzata solo a partire dall'aa

arginina prolina

semialdeide, precursore di e fenil-alanina

essenziale (se manca qst, diventa essenziale anche

la tirosina)

Metabolismo della Glicina

- non è un aminoacido essenziale

- è un aminoacido gluconeogenico

glicina catabolizzata

La può essere Glicina

interamente con liberazione dei C come

CO2, del gr amminico cm ioni NH4+,

mentre il C2 si lega smpr all'H4 folato =>

può essere donatore di gr metilici

attraverso 2 vie. serina,

sintetizzata

Può essere dalla

anch'essa non essenziale. La conversione

avviene per rimoz del gr.idrossimetilico

(CH2OH) della catena laterale della ser,

che non viene perso ma ceduto ad una

vitamina = tetraidrofolato (acido folico),

Serina per formare un ac.folico a cui è legato un

gr.metilenico, che può servire nelle reaz di

metilazione in cui un substrato necessita

un gr.di C ceduto da questa vitamina

(trasferimento di unità monocarboniose).

La reaz dipende dal PALP.

aa gluconeogenico

La glicina è un

perchè può convertirsi in serina mediante

reaz opposta. Questa attraverso la

deamminaz non ox, può perdere il

gr.amminico cm ioni ammonio e formare

piruvato, che diventa ossalacetato e

Piruvato quindi glucosio.

Metabolismo della Glicina colina

Colina Betaina aldeide

Betaina aldeide

Biosintesi deidrogenasi

endogena fosfolipasi D betaina

aldeide

Fosfatidilcolina Dieta deidrogenasi

(o lecitina) Da alcol primario ad ac.carbossilico

3 S-adenosilomocisteina con intervento di 2 DH (una NAD- e

(SAO) l'altra FAD- dipendente) che formano

betaina, importante perchè cede

3 S-adenosilmetionina gr.metilici. In particolare può cederlo betaina:omocisteina

(SAM) Betaina

all'omocisteina (si lega al gr SH) transmetilasi

Fosfatidil formando metionina. Si forma così

etanolammina dimetilglicina che può dare glicina.

La glicina può derivare anche dalla

colina, che può provenire dalla dieta

(upva, cereali, fegato), oppure può

essere sintetizzata o può provenire dalla

degradazione di altre molecole. La colina N-dimetilglicina

è importante perchè forma Ach, Omocisteina Metionina

demetilasi

fosfatidilcolina e, attraverso la formaz di

betaina, può essere donatore dei suoi

atomi di C. Glicina N-dimetilglicina

Nb: Questa reazione non è importante tanto

per la formaz di glicina, qnt per la formaz di

Acido betaina, che può sintetizzare metionina.

formico

Metabolismo della Glicina La Glicina è anche

precursore di altri

Glicina composti, quali:

serina, glutatione,

Glicina ossidasi eme, creatina, basi

α-chetoglutarato CO azotate puriniche, ed

2

CO è utilizzata nei

2

Carbossi processi di

ligasi coniugazione epatici

Gliossalato - -

OOC-CH -CH -CH -C-CH-COO

2 2 2 per la sintesi di acidi e

deidrogenasi -

=

Serina O sali biliari coniugati e

α-idrossi-β-chetoadipato OH per eliminare composti

tossici (es. l‛acido

Può essere degrata da un'ossidasi a gliossalato ,che può benzoico si coniuga con

essere successivamente ox a dare ossalato. Il gliossalato può la glicina per formare

α-

ligasi

essere sottoposto anche ad una che lo lega al

chetoglutarato => formazione di una molecola che può benzoilglicina o acido

autocatalizzarsi per ripristinare i livelli di chetoglutarato ippurico).

(decarbossilaz sponatnea).

La glicina può essere usata anche cm precursore di altri

composti. Importante anche nelle reaz di

detossificazione per eliminare a

livello urinario alcuni composti

tossici.

Metabolismo della Alanina

- non è un aminoacido essenziale

- è un aminoacido gluconeogenico

amminoacido α-chetoacido

PALP

PALP

Transamminazione a dare

glucogenica

Piruvato. È perchè

si forma appunto Pir Alanina

(ALT) Glutammato-piruvato

PALP aminotransferasi

(GPT)

Metabolismo della Serina

- non è un aminoacido essenziale

3-Fosfoglicerato - è un aminoacido gluconeogenico

Nn essenziale perchè si può sintetizzare dalla glicina e

dall'intermedio glicolitico 3-fosfoglicerato, che viene ossidato a

Fosfoglicerato fosfoidrossipiruvato. ll gr.amminico viene ceduto dal glutammato

deidrogenasi transamminazione.

attraverso una reazione di

3-Fosfoidrossipiruvato La Serina è anche precursore di

Fosfoserina altri composti, quali: glicina,

ammino cisteina, ed è utilizzata in alcune

α-chetoglutarato

transferasi reazioni connesse al metabolismo

dei fosfolipidi e degli sfingolipidi.

3-Fosfoserina Precursore per la sintesi

Fosfoserina ceramide

di insieme al

Perdita del gruppo

fosfatasi palmitoilCoA.

fosfato.

Serina Serina

deidratasi

Serina

idrossimetil-

transferasi deamminazione non ox

Attraverso può essere converita in Pir =>

gluconeogenica

Glicina Metabolismo della Treonina

- è un aminoacido essenziale NON suscettibile di transaminazione (è uno dei 3 aa che non può

subirla)

- è un aminoacido gluco/chetogenico A seconda della via catabolica che

intraprende deamminazione

Subisce

non ox ad opera della

deidratasi => si trasforma in

α-chetobutirrato e questo,

per successiva

Treonina decarbossilazione

ossidativa, viene

trasformato in PropionilCoA

glucogenico.

=> è un aa

Decarbossilazione

ossidativa: viene eliminato

un C come CO2 e il C=O si

ox a gr carbossilico. Propionil-CoA Acetil-CoA

Glicina

Succinil-CoA Glucogenico

Metabolismo della Lisina

- è un aminoacido essenziale

NON suscettibile di transaminazione

Lisina - è un aminoacido chetogenico

α-cheto NO TRANSAMMINAZIONE => Non può

glutarato eliminare il gr.amminico in α al gr.carbossilico.

reduttasi

Lisina CHETOGENICO

È però perchè genera

acetiacetilCoA. Si parla di chetogenico

nonostante l'elevato destino anabolico

dell'acetilCoA.

Saccaropina deidrogenasi La Lisina negli animali è

precursore della carnitina.

Semialdeide è utilizzata per la sintesi endogena di

aminoadipato carnitina.

deidrogenasi

Transaminasi Acetoacetil-CoA

α-chetoacido

deidrogenasi

LISINA:

METABOLISMO DELLA

Ha 2 gr amminici: reduttasi

• Viene prima eliminato il gr.amminico della catena laterale mediante 2 reazioni: la prevede a condensare la lisina

Albumina

con l'α-chetoglutarato: formazione leg C-N con contemporanea riduzione del C cheto, che forma il leg C-N con il C ε

della lisina => in presenza di NAPH si forma un composto di addizione (saccaropina)

• Si ha poi scissione del leg C-N con ox dell'ultimo C della catena a gruppo aldeidico. Si ha liberazione di glutammato –>

deidrogenasi demolizione ossidativa

attraverso una NAD-dipendente si ha della saccaropina in glutammato e

semialdeide.

Nb: queste 2 reazioni portano alla rimozione del gr.amminico in ε della lisina e all'amminazione dell'α-chetoglutarato in

transaminazione indiretta

glutammato => si tratta in sostanza di un processo di che sostituisce quella diretta, non possibile

per la lisina in quanto manca la transaminasi relativa.

transaminazione:

• L'α-amminoadipato subisce una reaz di cede il gruppo amminico all'α-chetoglutarato, trasformandosi in

decarbossilazione ossidativa,

α-chetoadipato che, attraverso una reazione di viene trasformato in GlutarilCoA

chetogenica.

• Gli atomi di C del Glutaril-CoA poi libereranno acetoacetilCoA => la lisina è

PROLINA

METABOLISMO DELLA

imminoacido

La prolina è => è difficile sottrarre l'N in α => non può essere nè deaminata, nè transaminata. È un aa

glucogenico perchè la degradazione della prolina porta a glutammato. Questo avviene tramite reaz reversibili.

sintesi

La prevede dispendio E come ATP e NADPH.

1. Fosforilazione del gr.carbossilico del glutammato (da cui deriva, per cui non è essenziale) => C attivato

2. Riduzione del gr.carbossilico attivato a gr.aldeidico

3. Si ottiene una semialdeide che spontaneamente può ciclizzare a dare un derivato pirrolinico

4. Deidrogenazione NADPH dipendente dà la prolina

glutammato.

La prolina con le reaz opposte può dare

Si parla di aa glucogenico perchè l'α-chetoglutarato entra nel ciclo del TCA, dà ossalacetato che può