Biochimica e biologia molecolare - metabolismo degli amminoacidi

Metabolismo degli amminoacidi

Degradazione della glicina, serina, alanina e cisteina

Glicina, serina, alanina e cisteina sono degradate a piruvato.

Glutammato come amminoacido glucogenico

Il glutammato è un amminoacido glucogenico.

Struttura chimica del glutammato: O^- -OOC-C-CH₂-CH₂-C-NH₂ OOC-C-CH₂-CH₂-C-O₂H₂O NH₃.

Glutammina + NADP⁺ → NADPH + NH₃ + α-chetoglutarato.

α-Chetoglutarato e ruolo nel metabolismo

L'α-chetoglutarato è il punto di ingresso metabolico di molti amminoacidi che sono inizialmente trasformati in glutammato.

Ruolo del glutammato nel tessuto nervoso

Nel tessuto nervoso, il glutammato per decarbossilazione forma il GABA (acido γ-aminobutirrico).

Enzima coinvolto: glutammato decarbossilasi.

Funzione del GABA

Il GABA è il principale neurotrasmettitore inibitorio del cervello.

S-adenosilmetionina e metilazione

(Nel fegato) S-adenosilmetionina è il principale donatore di metili nella degradazione della metionina a succinil CoA.

La S-adenosil-metionina è il principale donatore di gruppi metilici.

Metilazione del DNA: SAM metila le basi dei nucleotidi del DNA formando, nei vertebrati, metilcitosina. I gruppi metilici si proiettano nella scanalatura maggiore del DNA dove interagiscono con le proteine che legano il DNA. La loro funzione è quella di spegnere l'espressione genica negli eucarioti.

Degradazione degli amminoacidi a catena ramificata

Amminoacidi: isoleucina, valina, leucina.

La mancanza dell'enzima α-chetoacido deidrogenasi causa la malattia delle urine a sciroppo d'acero (accumulo di α-chetoacidi di amminoacidi a catena ramificata nelle urine) con ritardo fisico e mentale.

Vie di degradazione del triptofano

• Formazione di acetoacetato.
• Formazione di serotonina, importante neurotrasmettitore nel cervello.

Morbo di Hartnup: alterato trasporto transmembrana del triptofano.

Melatonina: implicata nella regolazione dei ritmi circadiani. Inibisce la sintesi e la secrezione di altri neurotrasmettitori, quali DOPA e GABA.

Fenilalanina e fenilchetonuria

La mancanza dell'enzima fenilalanina idrossilasi o del coenzima tetraidrobiopterina provoca fenilchetonuria: in questo caso l'unica via degradativa della Phe è quella che porta a fenilpiruvato.

Tetraidrobiopterina nella reazione della fenilalanina idrossilasi

Formazione, utilizzo e rigenerazione della tetraidrobiopterina nella reazione della fenilalanina idrossilasi. Phe-idrossilasi = ossidasi a funzione mista.