Conversión de Aminoácidos en Productos Especializados
DERIVADOS DE AMINOÁCIDOS: Grupo hemo, Creatina, Glutatión, Neurotransmisores y aminas biógenas, Poliaminas y Óxido nítrico.
1. Grupo Hemo
Glicina: precursor principal de porfirinas, compuestos cíclicos que se forman por el enlace de cuatro anillos pirrol mediante puentes de metino. Formación de complejos con iones metálicos unidos al átomo de nitrógeno de los anillos pirrol. Núcleo de porfirina en hemoproteínas como hemoglobina y citocromos. El grupo Hemo deriva de la glicina.
Biosíntesis: Glicina + Succinil-CoA dan ALFA-AMINO-B-CETOADIPATO (mediante descarboxilación) que da lugar a AMINOLEVULINATO. DOS MOLÉCULAS DE AMINOLEVULINATO dan CUATRO MOLÉCULAS DE PORFOBILINÓGENO que dan PROTOPORFIRINA IX.
Enfermedad: Porfirias: Defectos genéticos o adquiridos en la biosíntesis de porfirinas. Síntomas controlables mediante cambios en la dieta o administración de hemo. Fotosensibilidad y problemas neurológicos. Fácil diagnóstico. En sangre y orina aumento de porfirinas o sus precursores.
Degradación del Hemo: La degradación de hemoproteínas libera aminoácidos y HIERRO (que se reutilizan) y BILIRRUBINA (que debe solubilizarse para su excreción). La albúmina plasmática transporta al hígado la BILIRRUBINA formada en tejidos periféricos. En el hígado: Captación de bilirrubina por las células parenquimatosas. Conjugación de bilirrubina con glucuronato en RE, hidrosoluble. Secreción de bilirrubina conjugada hacia la bilis. Enzimas bacterianas en intestino producen UROBILINÓGENO y UROBILINA a heces y orina. Si el CATABOLISMO DE HEMO ES DEFECTUOSO, acumulación de bilirrubina en sangre, produce ICTERICIA.
2. Biosíntesis de Creatina
La creatina tiene componentes de 3 aminoácidos. FOSFOCREATINA, derivada de creatina, importante amortiguador energético en músculo esquelético. La creatina se sintetiza a partir de GLICINA y ARGININA. La METIONINA, en forma de S-ADENOSIL-METIONINA, es dador del grupo metilo.
3. Glutatión
Formado por 3 aminoácidos (GLUTAMATO-CISTEÍNA-GLICINA). Amortiguador de oxidación-reducción. Activado con ATP para formar intermediarios acil-fosfato.
4. Neurotransmisores
- TIROSINA: da lugar a DOPAMINA, NORADRENALINA y ADRENALINA.
- GLUTAMATO: da lugar al neurotransmisor GAMMA-AMINOBUTIRATO (GABA) (GLUTAMATO DESCARBOXILASA).
- TRIPTÓFANO: da lugar al neurotransmisor SEROTONINA.
- HISTIDINA: da lugar a HISTAMINA (HISTIDINA DESCARBOXILASA).
5. Poliaminas
METIONINA y ORNITINA precursores de ESPERMINA y ESPERMIDINA.
6. Óxido Nítrico
ARGININA precursor de la síntesis biológica de óxido nítrico (Arginina-Hidroxiarginina- Citrulina + Óxido Nítrico).
Metabolismo de Nucleótidos
FUNCIONES:
- Precursores de ADN y ARN.
- Transportadores de energía química, ATP y GTP.
- Componentes de los cofactores NAD, FAD, S-adenosilmetionina y Coenzima A.
- Intermediarios biosintéticos activados como UDP-glucosa y CDP-diacilgicerol.
- Reguladores metabólicos y moléculas señal como AMPc y GMPc.
BIOSÍNTESIS DE NUCLEÓTIDOS:
- Vías de Novo: Síntesis de nucleótidos a partir de precursores: aminoácidos, ribosa 5-fosfato, tetrahidrofólico (THF), CO2 y NH3 (+ energía y NADPH).
- Vías de Recuperación o Salvamento: Reciclaje de bases libres y de nucleósidos liberados de la degradación de los ácidos nucleicos para la síntesis de nuevos nucleótidos.
Bases Púricas: AMP y GMP
Origen de los átomos del anillo de purina: Precursores: Fosforribosil Pirofosfato (PRPP) + Base (3 aminoácidos no esenciales: Aspartato, Glicina y Glutamina). CO2. 10-Formil-Tetrahidrofolato: derivado del ácido tetrahidrofólico (THF).
Bases Pirimidínicas: UMP y CMP
- Base pirimidínica: Se forma OROTATO (Aspartato y Carbamil fosfato (CO2 y NH3 (libre o glutamina)) Enzima: ASPARTATO TRANSCARBAMILASA.
- Unión base + PRPP: Orotato + PRPP, para dar OROTIDILATO (Nt)- UMP- UTP- CTP.
Degradación de Nucleótidos
- Catabolismo de nucleótidos púricos (AMP y GMP): AMP- Adenosina+Pi – Inosina+ Ribosa – Hipoxantina – XANTINA(..) GMP: Guanosina+Pi – Guanina + Ribosa – XANTINA. Y esta dará ÁCIDO ÚRICO (XANTINA OXIDASA).
- Catabolismo de nucleótidos pirimidínicos (UMP, CMP y TMP): Citidina se transforma en uridina. Uracilo y Timina se degradan en hígado.
PRODUCTOS DE DEGRADACIÓN DE LAS BASES PIRIMIDÍNICAS: Ión amonio- UREA. Succinil-CoA (timina) y B-ALANINA (uracilo) (Ambos se reciclan). CO2.
Enfermedades y Aplicaciones
Gota
Concentración elevada de ácido úrico en sangre y tejidos. Daño articular (inflamación, dolor y artritis). Daño renal en túbulos (ambos daños, depósito anormal de cristales de urato sódico). Causas: Defectos genéticos en enzimas del metabolismo de purinas. Vmáx alta, afinidad incrementada por R5P, resistencia a inhibición por retroalimentación. Producción y excreción excesiva de catabolitos de purina. Cifras séricas de ácido úrico exceden límite de solubilidad. Urato de sodio se cristaliza en tejidos blandos y articulaciones. Origina reacción inflamatoria.
Tratamiento Nutricional: Suprimir alimentos ricos en nucleótidos y ácidos nucleicos tales como hígado y marisco.
Tratamiento Farmacológico: Alopurinol, análogo de la hipoxantina. Inhibe xantina oxidasa, transformación de bases púricas en ácido úrico. Se acumulan xantina e hipoxantina, mucho más solubles en H2O, y se forman menos depósitos cristalinos.
Síndrome de Lesch-Nyhan
Carencia genética de hipoxantina-guanina fosforribosil transferasa. VARONES: Con 2 años, retraso mental y mala coordinación. Muy agresivos y con tendencias compulsivas autodestructivas. La hipoxantina y la guanina se generan continuamente como producto de degradación de los ácidos nucleicos.