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+
