25 Metabolismo dei singoli aminoacidi

NADP

+

diidrobiopterina reduttasi

La Tirosina è precursore delle catecolamine

(dopamina, noradrenalina e adrenalina), della

melanina e degli ormoni tiroidei T e T .

3 4

Via catabolica della Fenilalanina e della Tirosina

Fe

++

Cu ++

Via catabolica alternativa della Fenilalanina nella

“fenilchetinuria”

fenilalanina idrossilasi

Se mancasse e non si

potesse sintetizzare tirosina, si

accumulerebbe fenil alanina, condizione per

fenil

cui si crea uno stato patologico =

chetinuria perchè la fenilala intraprende

un percorso catabolico alternativo che

produce composti che vengono eliminati Fenilalanina

con le urine: forma fenil piruvato, che può

subire decarbossilazione a fenil-acetato

oppure riduzione a fenil-lattato.

È una malattia che determina turbe mentali

e problemi nella trasmissione degli Insaturazione

impulsi nervosi, probabilmente per

demielinazione degli assoni (carenza di

guaina mielinica), probabilmente dovuta alla

presenza del fenilpiruvato che va a

competere con l'internalizzazione del Pir nel

riduzione della

mitocndrio, che provoca

sintesi di AcetilCoA => red di sintesi di

ac.grassi e colesterolo, importanti

costituenti delle guaine mieliniche.

Pazienti con questa patologia presentano

anche caratteristiche tipiche dell'albinismo

(mancanza di melanina). Glutammina prodotti

Sono tutti

solubili eliminati quindi

Urine

Fenilacetilglutammina con le urine; sono inoltre

acidi => acidosi a livello

urinario

Metabolismo del Triptofano

Eme, Cu ++

Triptofano

pirrolasi

N-formilchinurenina - è un aminoacido essenziale

Triptofano - è un amminoacido gluco-chetogenico

Formammidasi

Triptofano NAD e

Cortisolo NADPH Il Triptofano è precursore

dell‛acido nicotinico (vitamina B ),

3

della serotonina e

della melatonina.

Anche la sintesi endogena è importante: se

chinurenasi

manca si ha conversione in

Chinurenina 3- Chinurenina ac.xanturenico, eliminato con le urine; vengono

idrossilasi

3-idrossichinurenina inoltre a mancare nucleotidi piriminidinci.

Acido xanturenico

Chinure

ninasi Alanina Questa mancanza si ha anche se si ha un difetto

di vitB6 (vitaminosi) –> diminuiscono i livelli di

PALP niacina .

Acetoacetil-CoA La serotonina è un importante neurotrasmettitore

che deriva dal triptofano.

regolazione pirrolasi:

La avviene a livello della

NAD /NADP

+ +

3-idrossiantranilato elevati livelli di Trp aumenntano l'attività, inibita

invece da elevati livelli di NAD e NADP.

Acido nicotinico

Sintesi e destino metabolico delle VLDL: la formazione delle LDL

TRIPTOFANO

METABOLISMO DEL

Il catabolismo porta a liberazione di Alanina e di acetiacetilCoA. Prevede l'azione di

TG = trigliceridi

Pirrolasi

1. = ossigenasi che contiene Fe eme e provoca la scissione dell'anello indolico formando N-formil-chinurenina

2. Questa cede il gr.formilico liberando chinurenina. C = colesterolo libero

Permette la captazione per

3. La Chinurenina viene idrolssilata sull'anello benzenico e poi perde 3 C come alanina, precursore del pir, precursore a sua

CE = colesterolo estere

endocitosi delle IDL e delle

volta del Glu (glucogenico) PL = fosfolipidi

LDL nelle cellule dotate chetogenico

4. Il 3-OH andranilato può liberare invece acetiacetilCoA, precursore (reaz non note). 3-OH andranilato può

LCAT = lecitina colesterolo acil transferasi

sulla superficie di recettore

essere utilizzato anche sintetizzare ac.nicotinico che può essere convertito in nicotinammide, presente nei nucleotidi

TG

specifico, fegato incluso

pirimidinici NAD e NADP. C, CE,

VALINA, LEUCINA e ISOLEUCINA

METABOLISMO DI PL

Contengono una catena laterale con più atomi di C: propilico, isopropilico e dimetilico.

transaminazione

• Possono tutti e 3 subire ad opera di una transaminasi specifica che cede gr.amminico a α-

TG

chetoglutarato. C, CE, complesso

deamminaz ox

• Si formano i chetoacidi corrispondenti che possono subire mediante utilizzo di un

A (soprattutto muscolo e

PL

deidrogenasico, simile alla α-chetoglutarato DH del ciclo del TCA => ci sono 3 enzimi diversi; anche questo complesso

TG, CE, tessuto adiposo)

CII

CII

è attivato/inattivato tramite fosforilazione e defosforilazione (glucagone per la prima e insulina per la seconda). Si ha

C, PL C e PL

rimoz di gr.carboss come CO2 e red di NAD a NADH. ox:

• Si formano i corrispondenti acilCoA. Questi subiscono quindi ulteriore metabolizzazione dello scheletro carbonioso a

Trigliceridi, CII

discoidali

dare i prodotti terminali

colesterolo, nascenti

=> il catabolismo di questi aa porta alla formaz di un n° variabile di coenzimi ridotti come FADH2 o NADH => sono

fosfolipidi Degrada i trigliceridi dei

TG

importanti per produrre E. digiuno:

Questo è importante sopratt nei casi di gli aa ramificati contenuti nelle proteine

chilomicroni

C, CE,

Lipasi

muscolari sono liberati in grandi quantità e utilizzati dal muscolo stesso per produrre E e in parte immessi in circolo,

epatica PL

capatati e utilizzati a scopo E dai diversi tessuti. Se raggiungono fegato e rene però il loro catabolismo non si ferma, ma

TG, C, CE

CE, PL

sono sono utilizzati per produrre glucosio (propionilCoA, intermedio del ciclo di Krebs) o corpi chetonici (AcetilCoA e

E

glucogenici chetogenici.

Acetoacetato) => e HDL

(soprattutto gonadi e surrene)

Metabolismo dei tre aminoacidi ramificati: Valina, Leucina e Isoleucina

- sono aminoacidi essenziali

- possono essere aminoacidi gluco e/o chetogenici

Aminotransferasi

attiva sugli aminoacidi

con catene ramificate

Complesso della

deidrogenasi attiva sugli

da aminoacidi

α-chetoacidi

con catene ramificate

Gli aa ramificati sono somministrati agli sportivi

illegalemnte perchè si pensa che possano

contribuire ad aumentare la massa muscolare e

inoltre, dato che il loro metabolismo produce molta

E, possono migliorare la prestazione.

Sono fuorilegge perchè il loro assorbimento, sopratt

a livello cerebrale, va a competre con quello del Trp

che serve per produrre E. Diminuendo serotonina si

pensa che venga meno anche l'effetto fatica, ma

causa alterazione a livello di altri processi. Chetogenici

Glucogenici

Metabolismo dei tre

aminoacidi ramificati:

Valina, Leucina e Isoleucina

solforati:

Aa cisteina e metionina. I loro

metabolismi sono correlati perchè

• la cisteina può essere ottenuta solo dalla

metionina che, perdendo il gr.metilico nella

catena laterale, dà l'omocisteina.

• Questa, condensando con la serina, dà la

cistiatonina (formazione di un leg tioetere).

• Questa, tramite l'azione idrolitica di una liasi porta

alla liberazione di uno ione ammonio e alla

scissione del leg toetereo C-S liberando α-

cisteina.

chetobutirrato e Metabolismo della Cisteina

Metionina - non è un aminoacido essenziale

- è un aminoacido gluconeogenico

gluconeogenico

È perchè la cisteina può dare origine al

Pir tramite 2 vie, dove la prevalenza di una o dell'altra

dipende dalle richieste di ioni solfato:

Omocisteina Serina 1. Deamminaz non ox catalizzata dalla sulfidrasi che

rimuove SH cm ac.solforico: si liberano ioni solfato

Cistiatonina β-sintasi importanti per introdurre questi atomi di S nei derivati

2. Possono esserci poi successive ox a carico del

gr.tiolico della cisteina a dare cisteinil sulfinato, che

perde il gr.amminico con transaminazione: si forma 3-

sulfinil Pir, che può portare a rimozione degli SO2 ox

a solfiti e poi solfati e liberazione dei 3C come Pir.

Cistiatonina Gli ioni solfato sono escreti in buona parte con le urine

(una delle vie di eliminaizone dello S), oppure possono

andare a costituire i solfatidi: aggiunti alle glicoproteine,

Cistiatonina -liasi glicosamminoglicani e formazione del PAPS (composto

formato da adenina + ribosio, fosforilato in 5 e 3 a cui si

lega il solfato) che cede i gr.solfato ai derivati solfatidici

liberando 3,5 fosfo adelnosina, che può essere

defosforilata a dare AMP. La sua sintesi parte dall'ATP

ad opera di un enzima che trasferisce gr.fosfato sul Cα

dell'ATP

Cisteina

α-chetobutirrato Metabolismo della Cisteina

- non è un aminoacido essenziale

- è un aminoacido gluconeogenico

H S

2 PALP

Cisteina

desulfidrasi CH

CH 3

3 piruvato

Cisteina

Cisteina

diossigenasi Solfito solfato

solfito ossidasi

GOT ?

(glutammato

ossalacetato

cisteina-sulfinato transferasi)

3-sulfinil-piruvato

La Cisteina è precursore di altri composti, piruvato

quali: glutatione, taurina (utilizzata, come la

glicina, per la sintesi di acidi e sali biliari

coniugati), e anche di selenocisteina.

Metabolismo della Selenocisteina

Selenocisteina = 21º aa proteico con strutt chimica uguale a quella della cisteina ma contiene al posto dello zolfo il selenio,

sostituzione che non avviene sull'aa libero, ma quando la cisteina che deve convertirsi è già stata incorporata nella catena

enzimi selenio dipendenti:

polipeptidica (NB: essenzialità del selenio, che deve essere introdotto con la dieta). I 3

glutatione perossidasi deionidasi

(importante nello stress ossidativo), (importante nel metabolismo dello iodio e nella sintesi

tioreduxina reduttasi

degli ormoni steroidei), (reazioni riduttive). …………

tRNA Sec

(UGA) …………

Allungamento

H O

2 polipeptide

Aminoacil-

tRNA =

H-Se-PO

sintetasi SeH

3

Cisteinil-tRNA Sec

Cisteina Selenocisteina

=

Se + ATP AMP + Pi + H-Se-PO

3

Il tRNA inserito in corrispondenza della tripletta a livello della quale si deve avere la sostituzione cn selenio, lega

normalmente cisteina. L'anticodone è un codone UGA, codone di stop. In questo caso questo codone è all'interno di una

nucleotidico)

seq specifica (intorno => non viene riconosciuto come codone di stop, ma viene legato dal tRNA particolare

che lega cisteina => la traduzione non si interrompe, si inserisce cisteina e a livello di questa cisteina viene sostituito lo

zolfo con il selenio, attivato nella sua forma fosfata =>l'intorno nucleotidico permette ad un enzima di riconoscere l'RNA,

staccare zolfo e aggiungere selenio –> è un EVENTO COTRADUZIONALE (avviene nel corso della traduzione).

Biosintesi del PAPS (3‛-fosfoadenosin-fosfosolfato)