Metabolismo dei composti azotati

Metabolismo dei composti azotati

AA (proteici e non proteici), peptidi, proteine

Nucleotidi, acidi nucleici

Ammine biogene (es. istamina, catecolammine, GABA, serotonina, colina ecc.)

Eme

Sfingosina (sfingolipidi)

Ammidi (es. urea)

Coenzimi

NO (ossido nitrico)

Altri composti azotati importanti non sintetizzati da animali: vitamine, alcaloidi

Ciclo dell’azoto:

N

L’azoto, , è molto abbondante nell’atmosfera, ma è troppo inerte per essere usato nella maggior

2

parte dei processi biochimici. Noi non riusciamo ad ottenerlo dall’atmosfera, lo eliminiamo in modo

NH

controllato. Solo pochi microrganismi possiedono enzimi che riducono l’azoto atmosferico ad 3

(fissano l’azoto).

NH

L’ è inserita in molecole organiche (aa), quindi introitiamo azoto quando mangiamo gli

3

amminoacidi. Reazione di riduzione e di grande dispendio energetico:

+¿

−¿ +¿

N + 8 + 16 ATP + 10 2 + 16 ADP 16 Pi +

→ ¿

¿ ¿ NH

e H

2 4

H 2 nitrogenasi dinitrogenasi

Enzima: = −¿

Catena respiratoria di microrganismi anaerobi: l’accettore di ¿

e

O N

non è ma .

2 2

Digestione delle proteine Avviene attraverso l’idrolisi del legame peptidico da parte di

proteasi dell’apparato digerente vengono degradate ad

⟹

amminoacidi liberi nel tratto gastrointestinale.

- Endoproteasi: tagliano le proteine all’interno

- Esoproteasi: tagliano le proteine all’esterno

La loro azione congiunta permette di avere i singoli amminoacidi.

zimogeni

Le proteasi vengono sintetizzate come (precursori inattivi).

Il pH acido dello stomaco dello stomaco denatura le proteine della dieta, attiva il pepsinogeno (zimogeno

inattivo) a pepsina (proteasi attiva) e ha un’azione batterica.

Il pH acido dello stomaco è dovuto all’HCl generato da attività della pompa sodio/potassio e dal sistema di

antiporto del bicarbonato.

endopeptidasi

Le (pepsina, tripsina, chimotripsina, elastasi, ognuna con propria specificità) idrolizzano i

legami peptidici interni della catena polipeptidica generando peptidi. esoproteasi

La digestione dei peptidi singoli ad amminoacidi liberi è completata da (carbossipeptidasi e

amminopeptidasi).

Gli amminoacidi possiedono diversi trasportatori per diversi gruppi di aa sulla base delle affinità chimiche:

- Intestino enterocita (fegato)

⟹

Mediante trasporto passivo mediato

- Enterocita sangue tessuti

⟹ ⟹

(sangue scorre aa trascinati con esso (solubili in acqua)

→

Gli aa a N-terminale indicano quanto breve dev’essere l’emivita:

- D(ac. Asp), R(arg), L(Leu), K(Lys), F(Phe) 2/3 min

→

- A(Ala), G(Gly), M(Met), S(Ser), V(Val) 10/20 ore

→

Degradazione delle proteine cellulari:

Ubiquitinazione: modifica post-traduzionale

L’ubiquitina etichetta le proteine destinate all’ubiquitinazione. La Gly C-

terminale dell’ubiquitina si lega ai gruppi amminici dei residui di Lys della

proteina da degradare.

Il complesso di ubiquitinazione è formato da 3 enzimi:

E1 enzima che ha ha SH nel sito attivo, attiva ubiquitina con un legame

→

tioestere

E2 si sostituisce a E1 legandosi all’ubiquitina

→

E3 riconosce la proteina, la lega e catalizza il legame tra la proteina

→

“condannata” e ubiquitina.

Se viene alterato E3 malattie di autodegradazione di proteine

→

Negli eucarioti le proteine ubiquinate vengono direzionate al proteasoma per essere degradate. Si tratta di

un complesso costituito da un gran numero di proteasi specifiche che degrada il substrato in maniera ATP-

dipendente in piccoli peptidi, mentre le ubiquitine vengono rilasciate grazie all’azione di idrolasi.

Tale complesso è formato da una struttura di forma cilindrica centrale (20S) e due cappucci agli estremi

(19S).

Nel proteasoma la proteina ubiquitinata puà essere deubiquitinilata con proteasi specifiche che modulano

la velocità di degradazione di una proteina (UBS)

Proteina + ubiquitina NO UBS DEGRAFAZIONE

⟹

Proteina + ubiquitina + UBS NO DEGRADAZIONE

→

Per evitare la degradazione di proteine nascenti non perfettamente foldate chaperonine

→

Altri ruoli ubiquitina:

1) Segnale per endocitosi

2) Degradazione di proteine compartimentalizzate che sono ritrasportate nel citosol

Una volta degradate le proteine arrivano a essere

amminoacidi singoli, che devono perdere il gruppo

amminico per ottenere lo scheletro carbonioso.

dev’essere eliminata dall’organismo come:

NH 3

Il

distacco del gruppo -amminico, la prima tappa del

α

catabolismo della maggior parte degli amminoacidi, è

amminotransferasi.

promossa da enzimi chiamati In

queste reazioni di transamminazione il gruppo -amminico viene trasferito all’atomo di carobonio dell’ -

α α α

chetoglutarato, generando l’ -chetoacido corrisponente all’am