Biochimica - metabolismo dell azoto

Metabolismo dei composti azotati

Degradazione delle proteine

La biosintesi dei composti azotati ha due vie: quella dei nucleotidi e quella degli amminoacidi. Mentre i carboidrati possono accumularsi sotto forma di glicogeno, i grassi sotto forma di trigliceridi, i composti azotati non possono accumularsi. Quindi, quando è necessaria la loro presenza, vengono sintetizzati. Esiste un equilibrio tra azoto escreto e quello assunto con la dieta.

Nell'intestino sono presenti specifici enzimi che possono degradare le proteine; questi enzimi sono le peptidasi, che catalizzano l'idrolisi del legame peptidico. Le peptidasi si dividono in:

• Esopeptidasi
  • Carbossipeptidasi (con residuo carbossilico COOH)
  • Amminopeptidasi (con residuo amminico NH₂)
• Endopeptidasi
  • Pepsina (con amminoacidi aromatici)
  • Tripsina (con Lys e Arg)
  • Chimotripsina (con amminoacidi aromatici con COOH)

La degradazione delle proteine serve a riciclare amminoacidi o degradare proteine difettose, e queste ultime sono quelle che vengono degradate più rapidamente. Le proteine hanno un'emivita variabile da meno di 2 ore a più di 200 ore.

Le proteine endogene possono essere degradate tramite:

• Proteasi lisosomiali che degradano proteine a lunga vita, proteine extracellulari, proteine di membrana che agiscono su proteine a vita lunga, proteine di membrana. In questi lisosomi sono presenti più di 50 enzimi idrolitici (comprese le catepsine) e degradano in maniera non selettiva. Il pH interno di un lisosoma è circa 4/5.
• Proteasi citoplasmatiche che avvengono nel citosol e sono proteasi ATP-dipendenti. Degradano proteine a rapido turn-over, anomale o in quantità eccessive e degradano in maniera selettiva. L'azione di queste proteasi richiede l'ubiquitina che poliubiquitina la proteina di interesse che viene poi degradata dal proteasoma 26S.

Segnali di degradazione delle proteine

I segnali che favoriscono la degradazione delle proteine sono:

• Particolari sequenze amminoacidiche (PEST: Pro, Glu, Ser, Thr)
• AA sull'N-terminale
• Legame con l'ubiquitina

Ubiquitina

L'ubiquitina si lega a quelle proteine che devono essere degradate. È a sua volta una proteina composta da 76 amminoacidi, altamente conservata. La Gly C-terminale si lega ai residui di Lys della proteina da degradare. È una proteina che necessita l'idrolisi dell'ATP e il complesso dell'ubiquitinazione è composto da 3 enzimi:

• E1: enzima che attiva l'ubiquitina
• E2: enzima di coniugazione che si lega all'ubiquitina
• E3: è una ligasi che lega l'ubiquitina alla proteina bersaglio

La proteina bersaglio avrà legate molte ubiquitina.