26 Destini anabolici degli aminoacidi

Destini anabolici

degli aminoacidi

Vengono utilizzati per produrre proteine, E se necessaria e per liberare i loro scheletri carboniosi.

Destini metabolici

degli aminoacidi Carnitina

(acido -trimetilammonio-β-idrossibutirrico)

Acido butirrico

(ac.carbossilico) con un

gruppo metilico in γ a cui si

legano un N che lega 3 gruppi

metilici.

Per la sua sintesi sono

lisina e metionina.

richieste

Nel nostro organismo si trova prevalentemente nel muscolo scheletrico e nel miocardio (92-97%);

l‛1,6% si trova nel fegato e nel rene e lo 0.4% nei fluidi extracellulari.

- fonti alimentari: la carnitina è fornita con gli alimenti di origine animale (20-200 mg) e, in

parte, è di origine endogena.

Le due fonti contribuiscono ciascuna per il 50%.

I precursori biosintetici sono gli aminoacidi essenziali metionina e lisina, e

la via di sintesi richiede Fe, vitamina C, vitamina B (PALP) e vitamina

6

B (niacina).

3 Carnitina

Biosintesi della

Lisina

Negli animali la proteica (ma non quella libera) fornisce il precursore per lo scheletro

S-adenosilmetonina

carbonioso della carnitina, mentre la (SAM) fornisce i tre gruppi metilici

convertendosi in S-adenosilomocisteina (SAO)

proteasi

metiltransferasi microsomiale

-N-trimetil-lisina

Lisina -N-trimetil-lisina

(inserita in una catena

polipeptidica) β-idrossilasi

(vitamina C)

1. aldolasi

2. ossidasi

β-idrossilasi

(vitamina C) glicina

Deossicarnitina

Carnitina -N-trimetil-β-

idrossilisina

Tutti i tessuti sono in grado di trasformare la -N-trimetil-lisina in deossicarnitina, ma

solo il fegato e i reni sono capaci di idrossilare la deossicarnitina in carnitina.

FEGATO e RENI SANGUE ALTRI TESSUTI

Proteina Proteina

metilata metilata

-N-trimetil-lisina -N-trimetil-lisina

deossicarnitina

deossicarnitina deossicarnitina

carnitina

carnitina carnitina

Metabolismo dei lipidi nelle lipoproteine: quadro riassuntivo

BIOSINTESI DELLA CARNITINA:

La lisina non è libera, ma messa a disposizione da altre proteine (catene polipeptidiche), i cui residui possono essere

trimetilati da specifici enzimi. La SAM dona il gruppo metilico, diventando SAO => si formano proteine con trimetil lisine

incorporate e, attraverso proteolisi, la proteina viene completamente degradata liberando tutti gli aa, tra cui la N-trimetil

aldolasi ossidasi

lisina, che può essere idrossilata sul Cβ: si forma N-trimetil-beta-idrossilina, sottoposta ad e che porta alla

rottura del leg Cα-Cβ, e ossidazione del C a gr.carbossilico: si forma deossicarnitina. Questa forma poi la carnitina.

Tutti i tessuti possono trimetilare la lisina, idrossilare la trimetillisina, scinderla in lisina e deossicarnitina. Questa, se prodotta

da tessuti extraepatici deve essere messa in circolo ed arrivare al fegato, perchè solo qui è presente l'enzima che la

converte in carnitina, messa poi in circolo e captata dai vari tessuti.

FUNZIONI DELLA CARNITINA

1. Trasporto degli ac.grassi a lunga catena dal citosol al mitcondrio attraverso lo shuttle della carnitina (=> fondamentale

per il met degli ac.grassi a livello mitocnonditale). NB: non è coinvolta nel trasporto di quelli a lunga catena nel

perossisoma.

2. Controlla la chetogenesi e ha azione tampone sui gr acetile: ac.grassi nel mitocondrio formano acetilCoA che entra nel

ciclo del TCA per produrre ATP. La β-ox mitocndriale è mlt attiva durante il digiuno, quando arriva un'elevata quantità di

ac.grassi al fegato. In cond di digiuno, dato che manca ossalacetato (diretto verso gluconeogenesi), si accumula

acetilCoA, dando corpi chetonici. L'epatocita ricava E soratt dall'ox degli ac.grassi => l'afflusso di ac.grassi nel

mitocondrio deve essere continuo per il funzionamento del ciclo del TCA. Gli ac.grassi devono essere attivati cm acilCoA

per la β-ox => serve disponibilità di acetilCoA. Con la β-ox non si libera CoA perchè si producono tanti acetilCoA e

quindi si continua a consumare CoA => se continuano ad entrare acili nel mitocondrio e continua la loro ox, il CoA tende

a diminuire => gli acili, una volta entrati, restano legati alla carnitina e non possono essere β-ox. Una parte di CoA si

recupera facendo in modo che gli acetilCoA in eccesso siano trasfromati in corpi chetonici (3acetilCoA che liberano

2CoA, che possono andare ad attivare gli acili). Se la β-ox è elevata gran parte dei CoA è sottratta dagli acetilCoA. Viene

tampone

quindi donato l'acetile alla carnitina, che diventa acetil canitina liberando CoA => la carnitina svolge un'azione

degli acetili perchè li conserva nel mitocondrio non come AcetilCoA ma come acetil carnitina, in modo che sia

disponibile per il ciclo del TCA e per i corpi chetonici => la carnitina controlla la chetogenesi perchè, sequestrando

temporaneamente gli acetili, regola la velocità del processo (non regola qualche enzima).

Il fatto che la carnitina attivi il metabolismo degli ac.grassi giustifica il fatto che venga somministrata agli sportivi (non è

stato dimostrato!); viene somministrata solo se manca endogenamente. Funzioni della carnitina

La carnitina svolge ruolo fondamentale nel

Attivazione dell‛acido grasso - metabolismo ossidativo

mitocondriale degli acidi grassi a

lunga catena

Sistema di trasporto dell‛acil-CoA ma contribuisce secondariamente anche a:

- controllo della chetogenesi

- azione tampone dei gruppi acetile

Acetil-

Carnitina carnitina CAT = Acetil-CoA:Carnitina acetil-

CAT transferasi

CoA

Corpi

chetonici Taurina

Sintesi della

Cisteina

diossigenasi

Cisteina Taurina

Creatina

Biosintesi di

È un aa che può essere sintetizzato dagli L-α-aa proteici e può

essere sintetizzata da cisteina. Contiene un gr amminico e uno

acido, non rappresentato da un gr.carbossilico, ma solfonico

(SO3-).

Arginina Bisogna ox il gr.tiolico e

promuovere la decarbossilazione:

• Con la 1ª reaz si ha ox del

gruppo SH a SO2- ed è comune

alle 2 vie,

• Poi si possono prendere 2 vie

Glicina amidino transferasi diverse che portano da SO2 a

SO3 e il gr.carbossile viene

eliminato con una

decarbossilasi.

Glicina

È un aa che serve per la conuigazione degli acidi biliari. Guanidino

Sembrava non essere importante perchè si può usare acetato metil

anche glicina per la conuigazione, invece si è visto che transferasi

una sua carenza causa cecità e deformazioni retiniche nei

topi, anche perchè sembra essere coinvolta nello Gli aa servono anche per sintetizzare

sviluppo del SN: è un neuromodulatore e sembra possa creatina: glicina, arginina, Met (come

avere funzioni nello stabilizzare le membrane, non è noto SAM).

ancora con quali meccanismi => è cmq importante. • Si ha trasferimento del gr ammidinio

guanidinio

sull'N della glicina:

È contenuta in alcune sostanze stimolanti acetato. L'arginina è convertina in

cm la redbull. ornitina, convertita a sua volta in

Un tempo si pensava che fornendo taurina si glutammato oppure entra nel ciclo

potesse abbassare il colesterolo perchè dell'urea

gli ac.biliari si occupano dell'eliminazione del • Il guanidinio acetato viene poi

colesterolo, ma non è stato scientificamente Creatina metilato sull'N che era della glicina

provato. dalla SAM per dare creatina in

fegato e rene.

Fosfocreatina

Sintesi e catabolismo della

Creatina Creatina fosfato Urine

Creatinina

Creatina fosfato

Reazione catalizzata dalla lecitina-colesterolo acil-transferasi (LCAT)

FOSFOCREATINA

La creatina viene rilasciata in circolo e captata sopratt a livello cerebrale e muscolare, dove viene fosforilata a creatina-P (P

creatina fosfochinasi – CPK).

si lega ad N tramite la È una reaz all'equilibrio che, se diretta verso la creatina-P, dà un

composto ad alto contenuto E, tanto che la reaz inversa può portare a liberazione del P liberando un'E tale che può

risintetizzare ATP. L'importanza di questo composto sta nel fatto che è ad alto contenuto E e può dare ATP senza

deposito E,

coinvolgere la fosforilazione ossidativa => rappresenta un utilizzato da muscolo e cervello nelle prime fasi,

quando l'apporto di O2 risulta essere non sufficiente per la prod di ATP con la fosforilazione ox: produce ATP necessaria

per fare contrazione nel muscolo in modo che arrivi più O2 e possa avvenire la fosforilazione ossidativa, che fornisce ATP

utilizzati sia per la contrazione, sia per rifosforilare la creatina. creatinina,

La creatina-P è soggetta ad una reaz irreversibile che porta alla sua ciclizzazione: diventa escreta con le urine.

GLUTATIONE

Non può essere riassorbita a livello renale => si ritrova tutta nelle urine (~ 1,5 gr) => il suo dosaggio è utilizzato per verificare

gr.tiolico

Formato da glutammato, glicina e cisteina. Si associano tra loro a dare il glutatione che, presentando il è detto

l'efficienza di filtraggio renale. Si può usare per questa valutazione perchè la quantità di creatinina è proporzionale alla

GSH. Si formano semplici leg peptidici (condensazione fra i vari aa), tutte reaz che consumano ATP per formare il leg

massa muscolare (soggetto muscoloso ha livelli più elevati)

ammidico. Si legano prima cisteina e glutammato con formaz di un leg peptidico tra il gr carbossilico in catena laterale del

glutammato e il gr.amminico della cisteina (è un legame ammidico non peltidico). Dopo si forma un leg peptidico tra il

gr.amminico della glicina e quello carbossilico della cisteina.

• Serve per rimuovere specie reattive dell'O2 e limitare lo stress ox

• Quello sontetizzato nel fegato viene immesso in circolo e trasportato ai tessuti

• Può essere considerato trasportatore di cisteina

• Può servire per la captazione di alcuni aa come cisteina e glutammina: può essere riconoscito da una proteina di

γ- glutammil transpeptidasi

trasporto presente nelle membrane = che consente l'internalizzazione di alcuni aa (come

cisteina e glutammina). Questa proteina si lega al glutatione nella faccia citosolica della membrana: il carbossile in γ si

γ-glutammil-aa.

stacca dalla proteina e si lega al gr.amminico dell'aa che deve essere internalizzato: si forma Glicina e

cisteina possono poi essere riutilizzate. Lo scheletro carbonioso del glutammato ciclizza dopo che rilascia l'aa, e viene

poi riaperto. ↓

La concentrazione intracellulare di GSH dipende dall'equilibrio che si instaura tra il suo consumo e la sua sintesi,

quest'ultima regolata dall'apporto di amminoacidi costituenti. La GGT è l'unico enzima che può dare inizio alla

degradazione del GSH extracellulare rendendo possibile la successiva captazione degli amminoacidi che lo compongono

del γ- glutammile).

da parte della cellula (ciclo La GGT trasferisce il gruppo glutammilico del GSH su accettori

amminoacidici o dipeptidici; i γ- glutammil-amminoacidi e i γ-glutammil-dipeptidi sono quindi trasportati all'interno della

cellula dove diventano substrato dell'enzima γ-glutammil-ciclotransferasi che li scinde nei corrispettivi amminoacidi e 5-

oxoprolina, la quale può essere convertita a glutammato e usata per la sintesi del GSH intracellulare. Dalla reazione

catalizzata dalla GGT è liberato anche il dipeptide cisteinilglicina (CysGly). Le dipeptidasi di membrana idrolizzano la CysGly

a cisteina (Cys) e glicina (Gly) che, t