BIOQUIMICA / metabolismo cadena_carbonada_aminoácidos

1. Tema 27. Metabolismo de las cadenas hidrocarbonadas de los aminoácidos.
Panorámica de las rutas de degradación y destino de las cadenas de los aminoácidos .
Co-enzimas transportadoras de restos monocarbonados: tetrahidrofolato, S-adenosil-
metionina, cobalamina. Aminoácidos glucogénicos y cetogénicos. Destino metabólicos
de los aminoácidos. El glutamato como precursor. Degradación de la fenilalanina.
Fenilcetonuria, tirosinemias, alcaptonuria. Degradación de aminoácidos de cadenas
ramificadas. Metilmalonil mutasa y 5'-dexosiadenosil cobalamina. Patología asociada.
Esquema de la biosíntesis de los aminoácidos no esenciales. Aminoácidos como
precursores de otras aminas biológicas. Síntesis y degradación del grupo hemo.
Metabolismo del hierro. Porfirias.
BIOQUÍMICA-1º de Medicina
Departamento de Biología Molecular
UC J. León Javier León
Tema 27
1
Catabolismo de los esqueletos carbonados de los aminoácidos
Glucógeno
Acidos Lys, Leu
Pentosas- Glucosa Grasos Ile, Phe,Tyr, Trp
-fosfato
Gly, Ala, Ser
Cys, Trp
Piruvato Acetil CoA
Citrato
Asn, Asp OAA
Malato Isocitrato
Fumarato Ciclo de
Phe, Tyr
Krebs
Succinato α-ceto-
Val, Ile, Thr, Met Succinil-CoA glutarato
• Cetogénicos y glucogénicos: Glu
Ile, Phe, Tyr, Trp
Sólo glucogénicos: NADH
Gly, Ala, Val, Pro, +
Ser, Thr CO2
Cys, Met, Arg, His, Gln, Pro
+
Asp, Asn, Glu, Gln H2O
UC J. León
His, Arg
Sólo cetogénicos: Leu, Lys
Tema 27
2

2. Transportadores de restos monocarbonados: 1) Biotina
H
N
O= C
N
NH2 COO-
CO2 Biotina:
Cofactor Lys
transportador de ENZIMA
carboxilos
La biotina es la coenzima de enzimas (carboxilasas) importantes:
Propionil-CoA carboxilasa:
Propionil-CoA D-metilmalonil-CoA (catabolismo de Val, Ile, Met, Thr y de ácidos grasos impares)
¿Enzima??????:
Piruvato Oxalacetato (¿Ruta?) as? s?
enzim oceso
ué r
¿Q tas o p
¿Enzima??????: ru
¿ qué
Acetil-CoA Malonil-CoA (¿Ruta?)
UC J. León
Tema 27
3
Transportadores de restos monocarbonados: 2) Tetrahidrofolato
O COOH
1
H
COOH
El tetrahidrofolato es un transportador de
H2N N N NH fragmentos monocarbonados con
HN NH
diferentes estados de oxidación del átomo
N5 10 de carbono
H
O
Pteridina P- aminobenzoato Glutamato
H H
N
N H
H H
5
N CH2 N
CH2
N5-metil-tetrahidrofolato (poco usado)
H
10 N CH3 N transfiere
H H
-CH3
H
Tetrahidrofolato (THF, FH4)
N H H
N
N CH2 H
5 N
CH2 N5,N10-metilén-tetrahidrofolato
10N
H CH2 N
transfiere
Dihidrofolato H -CH2-OH
(DHF, FH2) N
H transfiere
N N
CH2
H
H
N N CH2
N5,N10-metenil-tetrahidrofolato
C CH N
O H
N10-formil-
H
tetrahidrofolato N
N5-formil-tetrahidrofolato
N CH2
UC J. León
transfiere
C HN
O H -C=O
Tema 27 H
4

3. Transportadores de restos monocarbonados: 3) S-adenosilmetionina, AdoMet
NH2
COO
+ N
H3N CH N
CH2 N N
CH2 P CH2
S + P
O
CH3
P OH OH
Metionina
ATP
Metionina adenosil
PPi + Pi transferasa
COO
COO
NH2
R R-CH3 H3N
+
CH
N H2
+
H3N CH N
CH2 N
N
N
CH2 N
CH2 N
N N
CH2 S CH2
CH2
+S O
CH3 O
Varias Metil-transferasas
OH OH
OH OH
UC J. León
S-Adenosil homocisteína
S-Adenosil metionina (AdoMet): transfiere metilos
Tema 27
5
Transportadores de restos monocarbonados: 4) Cobalamina
Catabolismo AA y AG
- “Biochemistry”. 5ª ed. Berg, J.,
Tymoczko, J. Stryer, L. Ed. W.H.
Freeman. 2003.
Sintesis de Met y de AdoMet
Descubierta en estudios de anemia perniciosa en 1926
Estructura de la ciano-B12 resuelta por Dorothy Crowfoot Hodgkin
Se presenta en dos formas que participan en dos rutas del
metabolismo humano
Dorothy Crowfoot Hodgkin (1910-1994). Premio Nobel de
Química 1964 "for her determinations by X-ray techniques of the
UC J. León
structures of important biochemical substances“ (sobre todo
Penicilina y Vit. B12)
Tema 27
6

4. Regeneración de AdoMet (requiere Metil-cobalamina)
COO- COO
+
H3N CH
N H2 R R-CH3 + N H2
H3N CH
N N
CH2 N N
CH2
CH2 N N N N
CH2
+S CH2 CH2
S
CH3 O Varias Metil-transferasas O
OH OH OH OH
S-Adenosil metionina (AdoMet)
S-Adenosil homocisteína
PPi + Pi
Metionina adenosil H2O
ATP
transferasa AdoMet
COO
hidrolasa Adenosina
+
H3N CH
COO
CH2 +
H3N CH
CH2
CH2
S Metionina Sintasa CH2
CH3
SH
Metionina
Homocisteína
Cobalamina Metil-
Cobalamina
Vit B12
H
N
UC J. León N
H
5N-metil-THF THF (Tetrahidrofolato)
CH2
CH3 N
H
Tema 27
7
Fase final de la degradación de Trp, Ile, Val y Met (requiere
5’deoxiadenosil-cobalamina)
Val
CH3—CH2—C—SCoA Propionil-CoA AG de cadena impar
Ile
O
Thr
ATP + CO2
Met Propionil-CoA carboxilasa (Biotina) do
dia
e stu
ADP + Pi Ya
CH3
-
OOC—CH—C—SCoA D-Metil-malonil-CoA
O
Metil-malonil-CoA epimerasa
-
OOC—CH—C—SCoA L –Metil-malonil-CoA
CH3 O
Metil-malonil-CoA mutasa
(5’ Deoxiadenosil-Cobalamina)
OOC—CH2—CH2—C—SCoA Succinil-CoA
-
O
UC J. León
Tema 27
8

5. Reacciones en las que interviene la cobalamina
a) Síntesis de Met y regeneración de AdoMet
R
S-Adenosil metionina (AdoMet) S-Adenosil homocisteína
PPi + Pi
Metionina adenosil AdoMet
R-CH3
transferasa hidrolasa
ATP
COO COO
+ Metionina Sintasa H3N
+
H3N CH CH
Metionina Homocisteína
CH2 CH2
CH2 Metil- CH2
Cobalamina
S Cobalamina SH
CH3
5N-metil-THF THF
( Depleccion de Metil-H4folato si ausencia d B12)
b) Degradación de propionil-CoA
Acidos grasos impares
CH3—CH2—C0—SCoA Propionil CoA
CH3
Val, Ile, Thr, Met
-
OOC—CH—CO—SCoA D-Metil Malonil CoA
-
OOC—CH—CO—SCoA L -Metil Malonil CoA
CH3 Metil Malonil CoA Mutasa
UC J. León
5’ Desoxiadenosil-Cobalamina
-
OOC—CH2—CH2—CO—SCoA
Succinil CoA
Tema 27
9
Cinco aminoácidos se degradan a piruvato
Glucógeno
Lys, Leu
Fosfatos Ile, Phe,Tyr, Trp
Glucosa Acidos
de pentosa
Grasos
Gly, Ala, Ser
Cys, Trp
Piruvato Acetil CoA
Asn, Asp Citrato
OAA
Malato Isocitrato
Asp, Phe, Tyr Fumarato Ciclo de
Krebs
Succinato α-ceto-
Val, Ile, Thr, Met glutarato
Succinil-
CoA
Glu
NADH Arg, His, Gln, Pro
UC J. León
+
CO2 + H2O
Tema 27
10

6. Cinco aminoácidos se degradan a piruvato
COO-
PLP | Transaminasaminas
COO-
(p.e. ALT)
| Serina deshidratasa C =O
H2N— CH
| Ala
Ser |
CH2—OH NH4 CH3
H2O
Piruvato
THF
Serina hidroximetil 4
PLP
transferasa reacciones
Cys
N5N10 metilen-
tetrahidrofolato
COO-
|
Gly CH2 Acetoacetil-CoA
|
NH3+ 9 reacciones
NAD+ THF Trp
N5,N10-metilén-tetrahidrofolato
Glicina sintasa H
N
H
NADH + H+ N CH2
N5,N10-metilen-
HCO3- + NH4+ tetrahidrofolato CH2 N
H
UC J. León
Tema 27
11
Cinco aminoácidos (más Orn) se degradan a α-cetoglutarato
Pro
COO
+
H3N CH
Urea CH2
γ-Orn transaminasa CH2
Arg Orn* Glutamato C=O
Arginasa
γ-Semialdehido H
Glutaminasa 4 reacciones
Gln Glu His
THF NH4
Transaminasas
α-ceto-glutarato
COO-
C O
CH2
CH2
UC J. León
COO-
Tema 27
12

7. Asn y Asp se degradan a oxalacetato
H2O NH4+ α-KG Glu
COO COO-
+
H3N CH C O
CH2 Asn Asp Oxalacetato CH2
C Asparaginasa Transaminasa
COO-
H2N O
UC J. León
Tema 27
13
Cuatro aminoácidos se degradan a succinil-CoA
Met Val
5 reacciones
7 reacciones
CH3
-
-
OOC—CH —C—SCoA OOC—CH2—CH2—C—SCoA
CO2
CH3-CH2-CO-COO- O O
CH3-CH2-CO-S-CoA
α-cetobutirato Propionil-CoA Metil- Succinil-CoA
Biotina
NH4
malonil-CoA
Thr
deshidratasa 6 reacciones
H2O
(PLP)
Thr Acetil-CoA
Ile
4. Desaminación directa (Ser-dehidratasa y Thr dehidratasa)
orio
rdat
Ser Piruvato + NH4+ Reco a 26
Tem
UC J. León Thr α-cetobutirato + NH4+
Tema 27
14

8. Fase final de la degradación de Met, Trp, Ile, Val (pero no Leu)
Met, Thr, Ile, Val CH3—CH2—C—SCoA Propionil-CoA AG impares
O
ATP + CO2 Propionil-CoA-carboxilasa Tem
(Biotina) a2
3
CH3
-
OOC—CH—C—SCoA D-Metil-malonil-CoA
O
Metil-malonil-CoA epimerasa
-
OOC—CH—C—SCoA L –Metil-malonil-CoA
CH3 O
Metil Malonil-CoA Mutasa
(5’ Desoxiadenosil-Cobalamina)
OOC—CH2—CH2—C—SCoA Succinil-CoA
-
O
UC J. León
Tema 27
15
Seis aminoácidos se degradan a acetil-CoA
Glucógeno
Ile
Trp Lys, Leu
Leu Phe,Tyr, Trp
Fosfatos
Glucosa Acidos
de pentosa
Grasos
Gly, Ala, Ser Acetoacetil-CoA
Cys, Trp
Tiolasa
Piruvato Acetil CoA
Asn, Asp Citrato
OAA
Malato Isocitrato
Asp, Phe, Tyr Fumarato Ciclo de
Succinato Krebs
α-ceto-
Val, Ile, Thr, Met glutarato
Succinil-
CoA
Glu
NADH Arg, His, Gln, Pro
UC J. León
+
CO2 + H2O
Tema 27
16

9. A
Seis aminoácidos se degradan a acetil-CoA
Phe
Lys
Trp Leu
5 Tyr
reacciones
9
reacciones 6
Ala reacciones
14 Fumarato
reacciones
Piruvato Aceto-acetato
Aceto-acetil-CoA
5 enfermedades
6 reacciones genéticas
Ile Acetil-CoA
Val Propionil-CoA Succinil-CoA
UC J. León Enfermedad genética comun al
catabolismo de Val, Ile y Leu
Tema 27
17
Degradación de la fenilalanina y tirosina (1)
NADH NH2
NAD+ + H+
NH2 + H2O |
|
+ O2
CH2— CH—COO-
Tetrahidro-
CH2— CH—COO-
biopterina
HO
Fenilalanina hidroxilasa
Fenil alanina (Reacción irreversible) Tirosina
La Dihidrobiopterina es un coenzima de las oxidasas de función mixta
NAD+ Dihidrobiopterina NADH + H+
reductasa
H H
H 2N N N HN N N
OH OH
a
a tur
te tru o
HN HN
op es r i
N N
rin c
bi l a s a
H O OH
la se ece
O OH
de der s n
5,6,7,8 Tetrahidrobiopterina
7,8 Dihidrobiopterina
n e
Oxidasa de función
re o
Ap N
mixta
R-OH
NH2
RH
NH2 CH2— CH—COO-
O2 H2O
CH2— CH—COO-
UC J. León HO
Tema 27
18

10. Seis aminoácidos se degradan a acetil-CoA
Phe
Lys
Trp Leu
5 Tyr
reacciones
9
reacciones 6
Ala reacciones
14 Fumarato
reacciones
Piruvato Aceto-acetato
Aceto-acetil-CoA
5 enfermedades
6 reacciones genéticas
Ile Acetil-CoA
Val Propionil-CoA Succinil-CoA
UC J. León Enfermedad genética comun al
catabolismo de Val, Ile y Leu
Tema 27
19
Fenilcetonuria (PKU)
NH2
NH2
|
|
CH2— CH—COO-
CH2— CH—COO-
HO
Fenilalanina hidroxilasa
Fenilalanina Tirosina
(SE ACUMULA) Transminasa
Piruvato O
CH2— C—COO-
Ala Fenilpiruvato
(se acumula en sangre y orina)
•1934 :Asbjorn Fölling (en Oslo) observa la coloración verde-oliva de la orina de dos gemelos con retraso mental
al añadirles FeCl3. Resultó ser fenilpiruvato. Posterioemente se encuentran más positivos en gemelos (3 parejas
de 8 casos): se sugiere el carácter genético de la enfermedad
•Autosómica recesiva. En la población general la frecuencia es de 1 cada 15.000 habitantes. Unas 20 mutaciones
diferentes ASIGNATURA DE GENETICA
•Hasta que se estableció el escrining neonatal los enfermos de fenil cetonuria representaban un 1% de los
internos de instituciones psiquiátricas (IQ medio 53%).
•La base molecular del retraso mental de los enfermos PKU es desconocida
•SE PUEDE CORREGIR SI SE DIAGNOSTICA PERINATALMENTE. Con tratamiento: dieta pobre (pero no
carente) de Phe IQ medio 93%
UC J. León
Tema 27
20

11. Degradación de fenilalanina y tirosina (1)
Phe hidroxilasa NHç O
||
|
(Tetrahidrobipterina) CH2— CH—COO- CH2— C—COO-
Phe Aminotransferasa
HO HO
p-Hidroxifenilpiruvato
Tirosina
αCG Glu
Fenilcetonuria
Tirosinemia II Oxidasa Tirosinemia
COO-
HC
(vit. C) tradel recién
Cis O nacido
HC OH
C— 2—C—CH2—COO-
CH
O HO CH2—COO-
Maleil Acetoacetato
Alcaptonuria Ácido Homogentísico
Isomerasa
O
-
OOC CH3—C—CH2—COO-
CH
Trans HC O Acetoacetato
C — CH2—C—CH2—COO- Hidrolasa
O -OOC
Fumaril Acetoacetato CH
HC
ario COO-
neces tos Tirosinemia I
No es s compues Fumarato
s
derse lo las enzima
Apren dios ni
UC J. Leóninterme
Tema 27
21
Alcaptonuria
Compuesto de
Tyr color negro
HC
COO-
Oxidación espontánea
HC
O Oxidasa OH
C— 2—C—CH2—COO-
CH
O HO CH2—COO-
Maleil Acetoacetato
Alcaptonuria Ácido Homogentísico
Nature Genetics 1996
volume 14 number 1 page 19
The molecular basis of alkaptonuria
José M. Fernández-Cañón*,1, Begoña Granadino*,2, Daniel Beltrán-Valero de Bernabé2, Mónica Renedo3,
Elena Fernández-Ruiz3, Miguel A. Peñalva1 & Santiago Rodríguez de Córdoba2
1
Departamento de Microbiología Molecular and
2
Departamento de Inmunología, Centro de Investigaciones Biológicas, Consejo Superior de Investigaciones Científicas,
Velázquez 144, 28006-Madrid, Spain
3
Unidad de Biología Molecular, Hospital de la Princesa, Universidad Autónoma de Madrid, 28006-Madrid, Spain
*J.M.F.-C. & B.G. contributed equally to this work.
Correspondence should be addressed to M.A.P.
e-mail: cibma15@cc.csic.es
UC J. León
Tema 27
22

12. Fenilalanina
Resumen de enfermedades
Fenilcetonuria (PKU)
del catabolismo de la Phe
Tirosina
Albinismo
p-hidroxifenilpiruvato
Tirosinemia II
Melanina
Ac. Homogentísico
Alcaptonuria
ario
neces los
No es tructura ni s
der la es pu esto Maleil acetoacetato
apren s com
s de lo
n ombre termedios
in
Fumaril acetoacetato
Tirosinemia I
Fumarato Acetoacetato
F enilcetonúricos
Leu –
Phe – Phe
Val -
Tyr - Cromatografía en capa fina de
Tyr – muestras de sangre de recién nacido
Glu –
His –
UC J. León
Tema 27
23
Degradación de aminoácidos alifáticos ramificados (1)
Phe
Lys
Trp Leu
5 Tyr
reacciones
9
reacciones 6
Ala reacciones
14 Fumarato
reacciones
Piruvato Aceto-acetato
Aceto-acetil-CoA
6 reacciones
Ile Acetil-CoA
Val Propionil-CoA Succinil-CoA
UC J. León
El fallo en esta reacción supone una enfermedad genética
comun al catabolismo de Val, Ile y Leu
Tema 27
24

13. Degradación de aminoácidos alifáticos ramificados (2)
COO COO COO
+ + +
H3N H3N CH H3N CH
CH
CH3—CH CH3—CH CH2
CH2 CH3—CH
CH3
CH3 CH3
Valina Isoleucina Leucina
Aminoácido ramificado
Aminotransferasa (Músculo, riñón, SNC, tej adiposo)
COO
COO COO
C O
C O C O
o tos CH3—CH
ari es
CH2
CH3—CH
es mpu CH3—CH
ec o
sn sc s CH3 CH2
CH3
o e e lo edio
N rs m CH3
e r α Cetoisovalerato
nd inte α Ceto β Metil α CetoIsocaproato
Apre
Butirato
CoASH α- Cetoácido ramificado DH
NAD+
= decarboxilasa + transacetilasa + lipoilDH
CO2 (complejo similar a Piruvato DH y αCG DH)
NADH + H+
SCoA SCoA
SCoA
C O C O
C O
CH3—CH CH2
CH3—CH
CH2 CH3—CH ~ Acetil –CoA
CH3
UC J. León
CH3 CH3 (producto de la PDH)
Isobutiril CoA 2-Me- Butiril CoA Isovaleril CoA
Tema 27
25
Enfermedades congénitas de la degradación de aminoácidos ramificados
COO COO COO
+ + +
H3N H3N CH H3N CH
CH
CH3—CH CH3—CH CH2
CH2 CH3—CH
CH3
CH3 CH3
Valina Isoleucina Leucina
Aminoácido ramificado
as s
Aminotransferasa
zim sto
la m io
en e
ni c o r
(Músculo, riñón,SNC, tej
s pu
s s sa
COO
io lo ce
COO COO adiposo)
ed se ne
C O
rm er s
C O C O
te d e
in ren No
CH3—CH CH2
CH3—CH
CH3—CH
CH3 CH2
Ap
CH3
CH3
α Cetoisovalerato α Ceto β Metil α CetoIsocaproato
Butirato
CoASH
NAD+
α- Cetoácido ramificado DH
= decarboxilasa + transacetilasa
+ lipoilDH
CO2 (complejo similar a PirDH)
NADH+H+
SCoA SCoA SCoA
C O O C O
C
CH3—CH CH3—CH CH2
CH3—CH
Orina en jarabe de arce
CH3 CH2
UC J. León CH3
CH3
Isobutiril CoA Isovaleril CoA
2-Me- Butiril CoA
Tema 27
26

14. Degradación de aminoácidos alifáticos ramificados (3)
Val Ile Leu
SCoA SCoA SCoA
C O O C O
C
CH3—CH CH3—CH CH2
CH3 CH3—CH
CH2
CH3 CH3
Isobutiril CoA 2-Metil-Butiril CoA Isovaleril CoA
Complejo Acil-CoA DH (FAD)
FADH2 FADH2 FADH2
S-CoA S-CoA S-CoA
C O C O C O
CH3—C CH3—C CH3—C
CH2 CH
CH3
CH3
Metilacrilil CoA Tiglil CoA β- Metil crotonill CoA
Propionil CoA Acetil CoA Acetoacetato
UC J. León
-OOC—CH
2—CH2—C—SCoA
Succinil CoA O
Tema 27
27
Fase final de la degradación de Met, Trp, Ile, Val (pero no Leu)
Met, Thr, Ile, Val CH3—CH2—C—SCoA Propionil-CoA AG impares
O
ATP + CO2 Propionil-CoA-carboxilasa
(Biotina)
CH3
-
OOC—CH—C—SCoA D-Metil-malonil-CoA
O
Metil-malonil-CoA epimerasa
-
OOC—CH—C—SCoA L –Metil-malonil-CoA
CH3 O
Metil Malonil-CoA Mutasa
(5’ Desoxiadenosil-Cobalamina)
-
OOC—CH2—CH2—C—SCoA
O
UC J. León
Succinil-CoA Acidmia metilmalónica
Tema 27
28

15. Todos los aminoácidos AA no esenciales = BIOSINTETIZADOS
Aromáticos: Fenilalanina, Triptófano, Tirosina
Aminoácidos esenciales
Alifáticos: Glicina, Alanina, Prolina
Aromáticos: Fenilalanina, Triptófano
Alifáticos ramific.: Valina, Leucina, Isoleucina Alifáticos ramific: Valina, Leucina, Isoleucina
Con azufre: Metionina
Con azufre: Metionina, Cisteína
Alcohol: Treonina
Alcohol: Serina, Treonina Básicos: Histidina, Lisina
“Esenciales condicionales”:
Básicos: Arginina, Histidina, Lisina Arginina, Glutamina, Cisteina,
Glicina, Prolina, Tirosina
Acidos: Aspartato, Glutamato
Amidas: Asparagina, Glutamina
UC J. León
Tema 27
29
Biosíntesis de aminoácidos no esenciales
PRECURSOR RUTA AMINOACIDO
Piruvato transaminasa Ala
α-Cetoglutarato transaminasa Glu
Glu Gln sintetasa Gln
Glu (4 pasos) Pro
OAA transaminasa Asp
Asp Asn sintetasa Asn
Phe Phe hidroxilasa Tyr
3-fosfoglicerato (3 pasos) Ser
Met + Ser (3 pasos) Cys
Ser Serhidroximetiltransferasa Gly
HCO3- + NH4+ Gly sintasa Gly
(Asp + Orn Arg-succinato liasa Arg)
UC J. León
Tema 27
30

16. Biosíntesis de aminoácidos no esenciales
Glucosa Glicina HCO3- + NH4+
Asparragina
3-Fosfoglicerato Serina Cisteína
Glu Metionina
Piruvato
Glutamina
Aspartato OAA AcetilCoA Alanina
Citrato
Ciclo Isocitrato
Krebs Glutamina
Alfa- cetoglutarato Glutamato
Glutamato semialdehido
Fenilalanina Tirosina
UC J. León
Prolina
Tema 27
31
Sintesis de serina y glicina
COO- COO- COO-
| Serina deshidratasa
| NADH+H+ αKG Pi |
CH-OH H2N— CH C=O
| | H2O + NH4+ |
CH2-O- P CH2—OH CH3
Serina
3-Fosfoglicerato THF
Piruvato
Serina hidroximetil transferasa
N5N10- metilen-
COO-
tetrahidrofolato
|
CH2
rio
rdato |
Reco NH2 H
N
Glicina H
NAD+ THF N
CH2
CH2 N
Glicina sintasa H
NADH + H+
N5,N10-metilen-tetrahidrofolato
- +
HCO3 + NH4
Proteínas, especialmente colágeno
Glicina
UC J. León
Glutation, creatina, porfirina, purinas
Tema 27
32

17. Síntesis de cisteína: Adomet como donadora de átomos de azufre
COO NH2
COO N H2
+ +
H3N CH N N
H3N CH N
N
CH2 CH2
N N
N N CH2
CH2 CH2
Met +S CH2 S
O
CH3 O
ATP PP+Pi
OH OH OH OH
S-Adenosil homocisteína
S-Adenosil metionina (AdoMet)
Adenosil
homocisteína
COO COO hidrolasa
+ +
H3N CH H3N CH Serina
COO COO
CH2 CH2OH +
+ H3N CH
CH2 H3N CH
S CH2 CH2
Cistationina βsintasa CH2
β-Cistationina (PLP)
H2O SH
NH4+ Homocisteína
Cistationina liasa
(PLP)
COO- COO- Homocistinuria
+
O C H3N CH
CH2 CH2
UC J. León CH3 SH
Alfa cetobutirato
Cisteína
Tema 27
33
Enfermedades del metabolismo de aminoácidos
Enfermedad Incidencia Enzima defectiva Efectos
(por 105 nac.)
Albinismo 3 Tirosinasa No pigmentación
Alcaptonuria 0,4 Homogentísico oxigenasa Orina oscura
Homocistinuria 1 Cistationina sintasa Retraso mental
Orina en jarabe de arce 0.4 Complejo deshidrogenasa de α- Retraso mental, convulsiones,
cetoácidos ramificados muerte temprana
Acidemia metilmalónica 0.5 Metilmalonil-CoA mutasa Retraso mental, convulsiones,
muerte temprana
Fenilcetonuria 8 Phe hidroxilasa Retraso mental
Hartnup 7 Transportador de Val, Leu, Ile, Tyr, Trp, Fotosensibilidad, ataxia,
Phe seudo-pelagra
Hiperamonemia tipo I 0.5 Carbamilfosfato sintetasa I (ciclo de la Letargia, convulsiones, muerte
urea) prematura
ario
neces s
No es s incidencia
erse la
d
apren
UC J. León
Tema 27
34

18. Sintesis de prolina
Citrato
Isocitrato
Ciclo de
Krebs Rec
α-ceto- orda
Succinil- glutarato to rio
CoA
Glu
Arg, His, Gln, Pro
Prolina
*sei
s co COO
n la +
O rn H3N CH
CH2
Arg Orn Glutamato CH2
Arginasa
γ-Semialdehido C=O
H
Purinas Glutaminasa
4 reacciones
Glutamina Glu His
Pirimidinas NH4
Transaminasas
α-ceto-glutarato
UC J. León
Tema 27
35
Biosíntesis de aminoácidos no esenciales: Tyr a partir de Phe
NAD+ + H+ NADH
+ O2 + H2O
Tetrahidro- NH3+
NH3+ biopterina CH2— CH—COO-
CH2— CH—COO-
HO
Fenilalanina hidroxilasa
= Fenilalanina monoxigenasa Tirosina
Fenilalanina (Reacción irreversible)
R ec
orda
torio
UC J. León
Tema 27
36

19. Los aminoácidos son precursores de otras moléculas importantes en la fisología
Glutamato GABA, poliaminas (putrescina, espermidina)
Triptofano Niacina, Serotonina
Histidina Histamina
Tirosina Dopamina, adrenalina, melanina
Lisina Carnitina
Serina Etanolamina, colina
Arginina Creatina, creatinina, oxido nítrico
Glicina Porfirinas, creatina, glutation
UC J. León
Tema 27
37
El glutamato como precursor de otras moléculas
Glutamina Dador de NH2 a
otros cetoácidos
Alfa-cetoglutarato Glutamato GABA
Glutamato Prolina
semialdehido
Ornitina Poliaminas
COO- CO2 COOH
CH2
CH2 Gamma-aminobutirato
CH2
H2N - CH - COO-
CH2 (GABA)
PLP H2N CH2
UC J. León Glutamato
Tema 27
38

20. Síntesis de poliaminas
H3N+
H3N+ CO2 CH2
CH2 CH2
CH2 CH2
CH2 Ornitina descarboxilasa H2N CH2
H2N – CH - COO-
Putrescina
Ornitina
H3N+ COO-
+ N H2
CH2 H3N CH
N
CH2 CH2 N
CH2 CH2 N N
CH2 +S CH2
CO2 CH3
HN O
CH2 N H2
N OH OH
CH2 N
CH2 N N
H3N+ S S-Adenosil metionina (AdoMet)
CH2
CH3 O
Espermidina
OH OH
UC J. León
Metil-tioadenosina
Tema 27
39
El Trp es precursor de serotonina y niacina
Triptófano +
NH
3 Cofactor de otra
- enzima importante
COO
que ya hemos visto
N
H
O2 Trp hidroxilasa =
COO-
Trp monooxigenasa
N (Tetrahidrobiopterina)
NH3+
Niacina (Nicotinato)
HO
COO-
N
5-hidroxi-triptófano
NAD+ , NADP+ H
DOPA Descarboxilasa =
Decarboxilasa de AA aromáticos
(PLP)
NH3+
HO
5- hidroxitriptamina
UC J. León N (Serotonina)
H
Tema 27
40