Metabolismo degli aminoacidi
Quando gli aminoacidi provenienti dalla digestione gastrica e intestinale, non
vengono utilizzati per la costruzione di nuove proteine vengono demoliti
Transaminazione
Per transaminazione si intende staccare il gruppo
dall’aminoacido che dovrà, come sempre avere un accettore
amminico
Se gli aminoacidi non vengono utilizzati per formare proteine il loro
gruppo amminico deve essere rimosso dallo scheletro carbonioso.

L’interconversione degli aminoacidi in chetoacidi rappresenta un tipo di
reazione molto importante nel metabolismo.

Queste reazioni sono catalizzate da enzimi citoplasmatici o mitocondriali
chiamati transaminasi o aminotransferasi. La reazione è rappresentata in
prima figura

Il gruppo prostetico delle transaminasi è il piridossalfosfato, la forma
coenzimatica della vitamina B6

Reazione di transamminazione
Durante la reazione di transaminazione si ha una deamminazione dell’alfaamminoacido e amminazione dell’alfa-chetoglutarato. Il piridossalfosfato
(PLP) è il cofattore dell’amminotransferasi.
Glutammato deidrogenasi
Il chetoacido accettore del gruppo amminico è molto spesso
l’alfachetoglutarato e quindi l’aminoacido che si produce è il glutammato.

La reazione che permette di riottenere alfa-chetoglutarato dal
glutammato è catalizzata dall’enzima glutammato deidrogenasi.

La glutammato deidrogenasi è un’enzima marker della matrice
mitocondriale.

La glutammato deidrogenasi è inibito dal GTP ed attivato dall’ADP e
Ammoniaca.

La glutammina è un ottimo trasportatore di ammoniaca attraverso il sangue
L’ammoniaca può :
1.
2.
3.
Portare alla formazione dell’urea nel
fegato Essere trasportata sotto forma
di glutammina da diversi tessuti. In
particolare è trasportata dal cervello
al fegato per la formazione dell’urea
Essere trasportata attraverso il ciclo
glucosio-alanina nel muscolo.FIG.
Nei pesci, la glutamminasi è
presente nelle branchie. Attraverso
queste viene escreta, direttamente
nell’acqua, NH4+.
Metabolismo degli aminoacidi proteici
I venti aminoacidi sono degradati e
formano:
o
Intermedi del ciclo di Krebs (alfachetoglutarato, succinil-CoA, fumarato
ed ossalacetato)
o
Acetoacetato, acetilCoA e piruvato

Gli aminoacidi possono essere
utilizzati per la sintesi di glucosio e sono
detti glucogenici. Leucina e lisina non
possono dare glucosio ma corpi chetonici, pertato sono definiti chetogenici.
Triptofano, fenilalanina, tirosina ed isoleucina sono sia chetogenici che
glucogenici.

Uno schema generale della connessione del metabolismo aminoacidico
con il ciclo di Krebs.

Ingresso degli amminoacidi nel ciclo di Krebs
In figura sono indicate le principali vie cataboliche degli amminoacidi.
Vie cataboliche degli aminoacidi
Alanina, triptofano, cisteina, serina, glicina e treonina sono degradati ad
acetil-CoA.

Lo scheletro carbonioso di prolina, glutammato, glutammina, arginina ed
istidina entra nel ciclo dell’acido citrico attraverso l’alfachetoglutarato.

Metionina, isoleucina, treonina e valina sono degradati in vie cataboliche
che producono succinil-CoA.

Asparagina e aspartato entrano nel ciclo dell’acido citrico come
ossalacetato.

Errori congeniti del metabolismo
Sono stati identificati nell’uomo molti difetti genetici a carico del
metabolismo degli aminoacidi.

La maggior parte di questi difetti porta all’accumulo di specifici
intermedi che a sua volta determina uno sviluppo nervoso difettoso e ritardo
mentale.

La tabella riporta i principali difetti del metabolismo degli aminoacidi.

Eliminazione dell’azoto
E’ possibile classificare le specie animali in base al prodotto di
escrezione attraverso cui eliminano l’azoto:
o
Gli animali amminiotelici eliminano l’azoto sotto forma di ammoniaca
o
Gli animali ureotelici eliminano l’azoto sotto forma di urea
o
Gli animali uricotelici eliminano l’azoto sotto forma di acido urico

Le piante riciclano i gruppi amminici senza alcun tipo di escrezione.

Ciclo dell’urea
Nell’uomo l’ammoniaca è tossica anche a concentrazioni piuttosto
modeste. Essa viene incorporata nell’urea, così da essere eliminata senza
danni.

Il ciclo dell’urea è stata la prima via metabolica di cui è stata
riconosciuta la natura ciclica.
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Il ciclo dell’urea si ha soltanto nel fegato.
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Questa via ciclica utilizza due compartimenti cellulari: inizia nel
mitocondrio e prosegue per tre tappe nel citoplasma.

Reazioni che riforniscono il ciclo dell’urea di gruppi amminici
Il ciclo dell’urea inizia all’interno dei mitocondri degli epatociti. Tre tappe
del ciclo avvengono nel citosol.
Reazioni del ciclo dell’urea
L’inizio del ciclo è rappresentato dalla reazione catalizzata dall’ornitina
transcarbamilasi.
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Il prodotto della prima reazione, la citrullina, esce dal mitocondrio in
scambio con l’ornitina che entra e dà luogo alla seconda reazione catalizzata
dall’arginosuccinato sintetasi.
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La terza reazione porta alla formazione del fumarato e dell’arginina ed è
catalizzata dall’arginosuccinato liasi.
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La quarta reazione della via ciclica prevede l’idrolisi dell’arginina ad
urea e ornitina ed è catalizzata dall’arginasi.

Costo energetico del ciclo dell’urea
La reazione complessiva del ciclo dell’urea è la seguente:
o
NH4+ + HCO3- + 4ATP + H2O → UREA + 4ADP + 4Pi
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In realtà il costo della sintesi di una molecola di urea è inferiore perché
dalla reazione della malato deidrogenasi a ossalacetato si forma un NADH
che produce 3 ATP nella fosforilazione ossidativa.
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