Metabolismo degli amminoacidi

Metabolismo degli amminoacidi

Il metabolismo degli amminoacidi (AA) prevede reazioni di sintesi e degradazione per ottenere precursori di proteine o energia metabolica. La fonte primaria di AA sono le proteine, la cui degradazione può essere:

• Lisosomiale, con cui sono idrolizzate le proteine che le cellule assumono per endocitosi ad opera delle proteasi, che idrolizzano il legame peptidico agendo a pH 5.
• Ubiquitina-dipendente, che prevede consumo di ATP e in cui sono coinvolti la proteina ubiquitina e un complesso multienzimatico detto proteasoma. L'ubiquitina etichetta le proteine plasmatiche che devono essere idrolizzate, le quali sono poi degradate dal proteasoma.
• Gastrointestinale, in cui sono idrolizzate proteine esogene della dieta ad opera di enzimi proteolitici quali pepsina, pancreatici come tripsina, chimotripsina ed elastasi o altre endo ed eso-peptidasi.

Lo scheletro carbonioso e il gruppo –NH₂ hanno destini diversi: il primo può diventare CO₂, glucosio, acetil-CoA e corpo chetonico; il secondo è escreto sotto forma di urea o ammoniaca.

Degradazione degli amminoacidi

La degradazione degli AA avviene essenzialmente nel fegato. La prima tappa è la rimozione di un gruppo α-amminico in due passaggi: transamminazione, con formazione di glutammato, e conseguente sua deamminazione ossidativa, con produzione di ammoniaca e α-chetoglutarato.

Nella transamminazione si trasferisce il gruppo α-amminico da un amminoacido ad un α-chetoacido, essenzialmente α-chetoglutarato, ossalacetato o piruvato, con formazione rispettivamente di glutammato, aspartato o alanina, ed un nuovo α-chetoacido. Queste reazioni reversibili sono catalizzate da enzimi citoplasmatici transaminasi o ammino-trasferasi, che utilizzano come cofattore il piridossal-fosfato (PLP), che è un derivato della piridossina ed è legato covalentemente ad una Lys dell'enzima, per formazione di una base di Schiff.

Il meccanismo prevede due fasi con tre reazioni intermedie:

• La fase 1 converte un amminoacido in un chetoacido: la transaminasi si lega a PLP grazie alla base di Schiff; questo complesso si lega poi ad un α-amminoacido e per transamminazione diventa amminoacido-PLP, che è una aldo-immina; questo tautomerizza diventando una chetoimmina che, per idrolisi, diventa piridossammina-fosfato (PMP), formando così un α-chetoacido.
• La fase 2 converte un α-chetoacido in un nuovo amminoacido, attraverso le reazioni della fase 1, ma in direzione opposta: PMP legato all'enzima reagisce con un altro chetoacido e forma una chetoimmina, che tautomerizza e si trasforma in amminoacido-PLP; il gruppo –NH₂ di una Lys dell'enzima provoca la transamminazione, rigenerando PLP e rilasciando il nuovo amminoacido.