Metabolisme dels Aminoàcids: Catabolisme i Cicle de la Urea
Clasificado en Biología
Escrito el en 
catalán con un tamaño de 5,4 KB
Metabolisme dels Aminoàcids
Els aminoàcids són compostos de C, H, O i N, on el nitrogen té una disponibilitat limitada i pot generar compostos tòxics per les seves vies metabòliques.
Cicle del Nitrogen
NH3/NH4+ → aminoàcids (aa) i nucleòtids → proteïnes i àcids nucleics (AN).
Les plantes i els bacteris poden obtenir el nitrogen per al seu funcionament, però els animals l'hem d’incorporar per la dieta.
Catabolisme
Els 20 aminoàcids necessiten 20 rutes metabòliques diferents; per això, només ens centrarem en els principis comuns. El seu catabolisme genera fins a un 15% de l'energia en animals. Són precursors d’altres compostos nitrogenats.
Els 20 aminoàcids provenen de les proteïnes de la dieta o de proteïnes intracel·lulars. Primerament, hi ha una hidròlisi per passar de proteïna a aminoàcids.
Els passos principals del catabolisme són:
- Primer, una desaminació que separa el NH4+ i l'esquelet carbonat.
- El NH4+ l'utilitzem com a precursor de compostos nitrogenats o l'eliminem, ja que ens variaria el pH i això no ens interessa. Es pot eliminar en el cicle de la urea (al fetge) en la majoria de vertebrats.
- L'esquelet carbonat queda en forma d'alfa-cetoàcid i pot entrar al cicle de Krebs per generar energia o fer de precursor de la síntesi de glucosa (gluconeogènesi) o de la cetogènesi.
El 15% de l'energia provindrà del cicle de Krebs.
Catabolisme de les Proteïnes
Digestió (Proteïnes de la Dieta)
A l'estómac es produeix la desnaturalització de les proteïnes i a l'intestí s'acaben de dividir amb els enzims proteolítics pancreàtics. Posteriorment, passaran a la sang com a aminoàcids o pèptids.
Protòlisi
Es fa amb l'objectiu d'eliminar les proteïnes anòmales i regular el metabolisme. Hi ha dos mecanismes diferents:
- Mitjançant lisosomes (enzims no selectius).
- Mitjançant proteasomes (enzims selectius).
Catabolisme d’Aminoàcids
Es produeix al fetge. Són aminoàcids procedents de proteïnes cel·lulars o de la dieta.
L'aminoàcid pateix una transaminació: passa un grup amino a l'alfa-cetoglutarat, donant lloc a glutamat i alliberant un alfa-cetoàcid.
El glutamat, per una desaminació, cedirà el grup amino. Si el volem eliminar, anirà al cicle de la urea (només si es fa al fetge). Si l'aminoàcid està en un altre teixit, s'haurà de traslladar des del teixit fins al fetge per la sang en forma de glutamina o alanina, ja que altrament canviaria el pH de la sang.
L'alanina dona lloc a piruvat i allibera un amoni, i la glutamina allibera un glutamat i un amoni.
La transaminació està catalitzada per aminotransferases.
El NH4+ es condensa amb glutamat mitjançant la glutamat sintetasa i dona lloc a la glutamina. Aquesta (la glutamina) no és tòxica, travessa membranes i es pot transportar per la sang sense variar-ne el pH. A més a més, és una font de nitrogen.
La glutamina arriba al fetge i passa a glutamat i amoni, on l'amoni va al cicle de la urea. És una manera no tòxica de transportar l'amoni.
Per ser transportat per l'alanina, l'aminoàcid s'uneix a l'alfa-cetoglutarat (catalitzat per una transaminasa) i passa a alfa-cetoàcid i glutamat. El nitrogen del glutamat s'uneix a un piruvat per formar l'alanina; és l'enzim ALT (Alanina Aminotransferasa) el que catalitza aquesta reacció.
L'alanina permet formar el cicle glucosa-alanina entre el fetge i el múscul. El múscul fa la glucòlisi: de la glucosa obtenim piruvat. Així, el piruvat amb un amoni formen l'alanina, que va del múscul al fetge. Quan s'hidrolitza, allibera amoni i piruvat. Aquest piruvat, al fetge, pot tornar a formar glucosa (gluconeogènesi), que serà transportada per la sang al múscul per tornar a fer la glucòlisi.
Cicle de la Urea
Part del NH4+ que es forma en la degradació d'aminoàcids s'utilitza en la biosíntesi de compostos nitrogenats. En la majoria de vertebrats terrestres, es transforma en urea i és excretat. En aus i rèptils terrestres, es transforma en àcid úric per a l'excreció, mentre que en molts animals aquàtics s'expulsa directament com a amoni.
La urea se sintetitza mitjançant el cicle de la urea. Un dels àtoms de nitrogen de la urea sintetitzada per aquesta via s'obté per transferència des d'un aminoàcid, l'aspartat. L'altre àtom de nitrogen procedeix del NH4+ i l'àtom de carboni, del CO2 (o HCO3-). L'ornitina és el portador d'aquests àtoms de carboni i nitrogen. El precursor immediat de la urea és l'arginina, que s'hidrolitza en urea i ornitina per acció de l'arginasa.