METABOLISMO DE AMINOÁ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍ PROTEÍNAS

AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS R

R

+

H3N - CH - CO - NH - CH - CO - NH - CH - CO - NH - CH - CO - NH - CH - COO R

n

+

H3N - CH - COO R

+

H 3N

R

R

Proteína

-

-

Aminoácidos

CADENA HIDROCARBONADA ( C, H y O)

DEGRADACIÓN DE AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS EN PLANTAS


COMO RESULTADO DEL INTERCABIO DE PROTEÍNAS O DEGRADACIÓN DE PROTEÍNAS ALMACENADAS EN SEMILLA




FINALIDAD EXCLUSIVA DE CUBRIR LAS NECESIDADES PARA LA BIOSÍNTESIS DE OTRAS PROTEÍNAS, ÁCIDOS NUCLEICOS Y OTRAS MOLÉCULAS NECESARIAS PARA EL CRECIMIENTO




RECICLAN VIRTUALMENTE TODOS LOS GRUPOS AMINO (-NH2) POR LO QUE NO SE PRODUCE EXCRECIÓN.

DEGRADACIÓN DE PROTEÍNAS YAMINOÁCIDOS PROTEÍNAS INTRACELULARES HIDRÓLISIS (por medio de enzimas hidrolíticas)

AMINOÁCIDOS DESTINO DEL GRUPO AMINO

NH4+

DESTINO DE LA CADENA HIDROCARBONADA

α- CETOÁCIDOS

GLUCOSA Gluconeogénesis

Biosíntesis de: otros a.a, nucleótidos, aminas biológicas

C. De Krebs

TRANSAMINACIONES + NH3

O

O

transaminasa

R-CH-COO- + -OOC-(CH2)2-C-COOα-cetoglutarato aa

PLP

+ NH3

R-C-COO- +-OOC-(CH2)2-CH-COOα-cetoácido glutamato

ENZIMAS: transaminasas o aminotransferasas COENZIMA: fosfato de piridoxal o piridoxalfosfato

GPT: Glutamato Piruvato transaminasa o Alaninaminotransferasa +

NH3

CH3-CH-COO-

O -

OOC-(CH 2 )2 -C-COO

alanina

-

α-cetoglutarato

+

O

GPT

CH3-C-COO- +

P.L.P.

piruvato

NH3

-

OOC-(CH2)2-CH-COOglutamato

GOT: Glutamato Oxalacetato transaminasa o Aspartatoaminotransferasa +

NH3

-

OOC-CH-CH2-COO- + aspartato

O -

OOC-(CH2)2-C-COOα-cetoglutarato

GOT P.L.P.

O

+

NH3

OOC-C-CH2-COO- + OOC-(CH2)2-CH-COO

-

oxalacetato

glutamato

AMINOÁCIDOS

α - CETOGLUTARATO

TRANSAMINASAS

GLUTAMATO Dador de grupos aminos (NH2)

OTROS AMINOÁCIDOS NUCLEÓTIDOS

AMINAS BIOLÓGICAS

SÍNTESIS DE AMINOÁ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍ PROTEÍNAS CADENAS HIDROCARBONADAS

NH4 +

+ NH3 -

OOC-(CH2)2-CH-COO-

GLUTAMATO

AMINOÁCIDOS Biosíntesis de proteínas: proceso complejo donde participan el ADN, ARNm, ARNt y ribosomas.

PROTEÍNAS

BIOSÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS Para la síntesis de los aminoácidos no solo son necesario C, H y O (Cadena Hidrocarbonada) como en los lípidos y glúcidos sino también NITRÓGENO. El Nitrógeno puede provenir de otros aminoácidos, pero en los vegetales principalmente proviene del medio como N2 de la atmósfera, NO3- del suelo y, en menor %, NH4+ también del suelo. El primer compuesto orgánico nitrogenado que se forma es el Glutamato y es el principal dador de grupo amino La Cadena Hidrocarbonada que recibe el grupo amino proviene de distintos metabolitos de diferentes vías según el aminoácido

FAMILIAS BIOSINTÉTICAS (Origen de las Cadenas Hidrocarbonadas) 1) α- cetoglutarato (C. de Krebs)

Ej: Glutamato

2) 3-fosfoglicerato (Glicólisis) 3) Oxalacetato (C. de Krebs)

Ej: Glicina Ej: Aspartato

4) Fosfoenolpiruvato (Glicólisis) + eritrosa-4-fosfato 5) Piruvato (Glicólisis) 6) Ribosa-5-fosfato (C. de las Pentosas Fosfato)

Ej: Triptófano Ej: Alanina Ej: Histidina

(de la bacteria)

1º- Activación de la Fep Dinotrogenasa Reductasa

2º- Formación del Complejo transitorio Fep- MoFep

3º-Separación de Fep y MoFep Dinotrogenasa Propiamente dicha

1º Unión del N2 a la MoFep

4º-Reducción del sustrato

Para síntesis (N2 orgánico)

SISTEMA DE LA NITROGENASA ECUACIÓN: N2 + 10 H+ + 8 e- + 16 ATP

2 NH4+ + 1H2 + 16 ADP + 16 Pi

REGULACIÓN: 1- O2 produce la destrucción de las enzimas 2- presencia de NO33- Bajas concentraciones de ATP y NADH, disminuye la actividad 4- Altas concentraciones de ATP y NADH, aumenta la actividad

ORGANISMOS FIJADORES DE NITRÓGENO Algunas algas verdes Azuladas

Agentes no Simbióticos ó de Vida Libre

Algunas levaduras Algunas bacterias

Plantas leguminosas con bacterias (género Rizobium)

Agentes Simbióticos Plantas no Leguminosas con Hongos ó Algas

Plantas leguminosas con bacterias (género Rizobium)

REDUCCIÓN ASIMILATORIA DEL NO3(EN PLANTAS Y HONGOS) 1ª Etapa reducción de NO3- a NO2-. Enzima: NITRATO REDUCTASA (citoplasma) NAD(P) + H+

NAD(P)

FAD

Mo5+

FADH2

Mo6+

NO3NO2-

2ª Etapa reducción de NO2- a NH4+. Enzima: NITRITO REDUCTASA (cloroplasto) FERREDOXINA (Red.) NO2+ (NADPH + H ) FERREDOXINA (Oxid.) (NADP+)

NH4+.

FORMACIÓN DE NITRÓGENO ORGÁNICO Los vegetales tienen 2 maneras de incorporar el Nitrógeno inorgánico (NH4+) al α- cetoglutarato para transformarlo en Nitrógeno orgánico (glutamato) 1) Vía de las dos enzimas +

NH3

OOC-(CH2)2-CH-COO- + NH4+ + ATP

O

-

glutamato

O OOC-(CH 2 )2 -C-COO

sintetasa

C-(CH2)2-CH-COO- + ADP + Pi + H+

NH2

+ -

+ NH3

glutamina

-

α-cetoglutarato

+

O

glutamina

+ NH3 C-(CH2)2-CH-COO

+

-

+ glutamato

+ NAD(P)H + H

NH2

sintasa

NH3

2

-

OOC-(CH2)2-CH-COO-

glutamato glutamina

+ NAD(P)+ α-cetoglutarato +

NH4+ + ATP + NAD(P)H

glutamato + ADP

Los animales poseen la glutamina sintetasa, pero no la glutamato sintasa

FORMACIÓN DE NITRÓGENO ORGÁNICO 2) Vía de la Glutamato Deshidrogenasa O

+ NH3

GD

-

OOC-(CH2)2-C-COO- + NAD(P)H + NH4+

α-cetoglutarato

-

OOC-(CH2)2-CH-COO-

+ NAD(P)+ + H2O

glutamato

Enzima: glutamato deshidrogenasa Coenzima: NAD+ ó NADP+ Las bacterias del suelo y los vegetales utilizan principalmente la vía de las dos enzimas para incorporar NH4+. Esto se debe al alto Km por el amonio que presenta la Glutamato deshidrogenasa.

TRANSAMINACIONES + NH3

O R-C-COO

-

α-cetoácido

+

NH3

TRANSAMINASA

-

+ OOC-(CH2)2-CH-COO

-

O

R-CH-COO- +

P.L.P.

glutamato

-

OOC-(CH2)2-C-COO-

aminoácido

α-cetoglutarato

P.L.P: Piridoxal fosfato

GPT: Glutamato Piruvato transaminasa o Alaninaminotransferasa +

O

NH3

-

CH3-C-COO- + OOC-(CH2)2-CH-COO piruvato

-

+

NH3

P.L.P.

O

CH3-CH-COO-+ OOC-(CH 2 )2 -C-COO -

GPT

alanina

glutamato

-

α-cetoglutarato

GOT: Glutamato Oxalacetato transaminasa o Aspartatoaminotransferasa O

+

NH3

-

OOC-C-CH2-COO- + -OOC-(CH2)2-CH-COOoxalacetato

glutamato

+

GOT P.L.P.

NH3

O

-

OOC-CH-CH2-COO- + -OOC-(CH2)2-C-COOaspartato

α-cetoglutarato

SÍNTESIS DE AMINOÁ AMINOÁCIDOS Y PROTEÍ PROTEÍNAS CADENAS HIDROCARBONADAS (Familias biosintéticas)

NH4 +

+ NH3 -

OOC-(CH2)2-CH-COO-

GLUTAMATO

AMINOÁCIDOS Biosíntesis de proteínas: proceso complejo donde participan el ADN, ARNm, ARNt y ribosomas. Etapas: Transcripción y Traducción.

PROTEÍNAS

BIOSÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS Para la síntesis de los aminoácidos no solo son necesario C, H y O (Cadena Hidrocarbonada) como en los lípidos y glúcidos sino también NITRÓGENO. El Nitrógeno puede provenir de otros aminoácidos, pero en los vegetales principalmente proviene del medio como N2 de la atmósfera, NO3- del suelo y, en menor %, NH4+ también del suelo. El primer compuesto orgánico nitrogenado que se forma es el Glutamato y es el principal dador de grupo amino La Cadena Hidrocarbonada que recibe el grupo amino proviene de distintos metabolitos de diferentes vías según el aminoácido

FAMILIAS BIOSINTÉTICAS (Origen de las Cadenas Hidrocarbonadas) 1) α- cetoglutarato (C. de Krebs)

Ej: Glutamato

2) 3-fosfoglicerato (Glicólisis) 3) Oxalacetato (C. de Krebs)

Ej: Glicina Ej: Aspartato

4) Fosfoenolpiruvato (Glicólisis) + eritrosa-4-fosfato 5) Piruvato (Glicólisis) 6) Ribosa-5-fosfato (C. de las Pentosas Fosfato)

Ej: Triptófano Ej: Alanina Ej: Histidina

CLOROPLASTO α-cetoácidos

NADP+

2Glutamato

Transaminasas

Aa

Fd Red

Glutamato sintasa

α-cetoglutarato

NADPH+H+

Fd Ox

glutamina Síntesis de Proteínas

Glutamina sintetasa

glutamato

N2 fijado por el Sistema

NH4+

de la Nitrogenasa

FADH2

Mo6+

NO2-

Nitrato reductasa

NAD(P) + H+

FAD

ATP Federroxina Ox

Nitrito reductasa

NO2-

NAD(P)

ADP + Pi

Mo5+

NO3-

Federroxina Red

T I L A C O I D E

HOJA

SEMILLA

NH4+

SINTESIS

PROTEÍNAS DE RESERVA

DEGRADACIÓN (SENESCENCIA)

SINTESIS

PROTEÍNAS

FLOEMA

AMINOÁCIDOS

AMINOÁCIDOS

NO2-

XILEMA

FLOEMA

NO3NO3Vacuola

RAÍZ PROTEÍNAS

NO3-

NO3-

AMINOÁCIDOS

NO2-

NH4+

NH4+