Metabolismo de Aminoácidos y Ácidos Grasos: Síntesis de Purinas y Vía de las Pentosas Fosfato

Metabolismo de los Aminoácidos

El exceso de aminoácidos se utiliza en el metabolismo como combustible. El primer paso de su degradación consiste en la eliminación de sus grupos alfa-amino mediante transaminación, con lo que se generan alfa-cetoácidos. El grupo alfa-amino se incorpora al alfa-cetoglutarato formando glutamato, que después se desamina oxidativamente por la glutamato deshidrogenasa (GDH) formando amonio y alfa-cetoglutarato. En esta reacción, el aceptor de electrones es el NAD+ o el NADP+.

• El amoniaco es muy tóxico para los tejidos de los animales.

Ciclo de la Urea

En el ciclo de la urea, la ornitina se combina con el amoniaco, en forma de carbamil fosfato, para formar la citrulina. Un segundo grupo amino se transfiere a la citrulina desde el aspartato para formar la arginina, el precursor de la urea. La arginasa cataliza la hidrólisis de la arginina a urea y ornitina (así se regenera la ornitina).

• Del ciclo de la urea resulta una conversión neta de oxalacetato en fumarato (ambos intermediarios del ciclo del ácido tricarboxílico).
• La actividad del ciclo de la urea está regulada al nivel de la síntesis de enzimas y por regulación alostérica del enzima que cataliza la formación de carbamil fosfato.

Catabolismo de Ácidos Grasos y Formación de Cuerpos Cetónicos

¿Cuándo se forman los cuerpos cetónicos?

En el catabolismo de ácidos grasos, los cuerpos cetónicos se producen a partir de acetil CoA en las mitocondrias del tejido hepático, cuando la velocidad de la β-oxidación supera a la velocidad de oxidación del acetil CoA en el ciclo de Krebs, por ejemplo, en situaciones de ayuno.

Síntesis de Purinas

Explique los pasos principales de la síntesis de purinas

La síntesis de los nucleótidos purínicos comprende la construcción del anillo, átomo por átomo, sobre un derivado de ribosa fosfato activada. El producto de la vía es el nucleótido inosina 5’-fosfato o inosina 5’-monofosfato (IMP), precursor común de los nucleótidos de guanosina y adenosina. Todas las enzimas necesarias para la síntesis de nucleótidos de purina se encuentran en el citoplasma celular. Los productos son AMP y GMP. La regulación se lleva a cabo por retroalimentación a varios niveles en la vía.

Vías de Síntesis de Purinas

• Vía de novo: la propia base se sintetiza a partir de materiales sencillos, entre los que se incluyen aminoácidos. Esta vía requiere la hidrólisis de ATP y necesita la ribosa 5-P. Es una ruta común desde bacterias hasta seres humanos.
• Vía de salvamento: la base vuelve a unirse a una ribosa, activada en forma de 5-fosforribosil-1- pirofosfato (PRPP), ligada a la vía de degradación de ácidos nucleicos en organismos superiores. Utilizan productos intermedios comunes para la síntesis de nuevos nucleótidos.

Catabolismo de los Aminoácidos: Transaminación y Desaminación

El catabolismo de los aminoácidos ocurre en dos etapas:

• Transaminación: Las aminotransferasas (hay una por cada aminoácido) catalizan la transferencia del grupo amino de un α-aminoácido a un α-cetoácido (α-cetoglutarato para la formación de glutamato).
• Desaminación: El grupo amino, ahora en el glutamato, se elimina como amonio por desaminación oxidativa por acción de la glutamato deshidrogenasa con utilización de NAD+ o NADP+.

Clasificación de los Aminoácidos: Glucogénicos y Cetogénicos

¿Qué significa que un aminoácido sea glucogénico? ¿Y cetogénico?

Considerando el producto final de la degradación de su esqueleto carbonado, los aminoácidos se clasifican en: cetogénicos (generan en su degradación acetil CoA, que se transforma en cuerpos cetónicos) y glucogénicos (originan en su degradación compuestos que se transforman en glucosa, piruvato, oxalacetato, etc.).

Vía de las Pentosas Fosfato

¿Qué es la vía de las pentosas fosfato?

La ruta de las pentosas fosfato es una ruta catabólica que parte de la glucosa. La glucosa se oxida y se obtiene energía, pero no en forma de ATP. La ruta de las pentosas fosfato, clásicamente, se divide en dos fases: la fase oxidativa, donde se produce el NADPH + H+, y la fase no oxidativa, donde se generan diversos monosacáridos. Las reacciones tienen lugar en el citoplasma celular.

Transporte de Ácidos Grasos a través de la Membrana Mitocondrial

¿Cómo atraviesan la membrana mitocondrial los ácidos grasos de cadena larga? ¿Y los de cadena corta?

Los ácidos grasos de cadena corta son transportados directamente a la matriz mitocondrial, mientras que los ácidos grasos de cadena larga necesitan un mecanismo de transporte especial para pasar a través de la membrana interna mitocondrial: la conjugación a carnitina.