25.3: Catabolismo de Aminoácidos- El Grupo Amino

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Objetivos de aprendizaje

Describir cómo se conserva el nitrógeno de los aminoácidos.

El hígado es el sitio principal del metabolismo de los aminoácidos, pero participan otros tejidos, como el riñón, el intestino delgado, los músculos y el tejido adiposo. Generalmente, el primer paso en la descomposición de los aminoácidos es la separación del grupo amino del esqueleto de carbono, generalmente mediante una reacción de transaminación. Los esqueletos de carbono resultantes de los aminoácidos desaminados se utilizan para formar glucosa o grasas, o se convierten en un intermedio metabólico que puede ser oxidado por el ciclo del ácido cítrico. Esta última alternativa, el catabolismo de aminoácidos, es más probable que ocurra cuando los niveles de glucosa son bajos, por ejemplo, cuando una persona está ayunando o muriendo de hambre.

Transaminación

La transaminación es un intercambio de grupos funcionales entre cualquier aminoácido (excepto lisina, prolina y treonina) y un α-ceto-ácido. El grupo amino generalmente se transfiere al átomo de carbono cetogénico del piruvato, oxaloacetato o α-cetoglutarato, convirtiendo el\(alpha\) -cetoácido en alanina, aspartato o glutamato, respectivamente. Las reacciones de transaminación son catalizadas por transaminasas específicas (también llamadas aminotransferasas), que requieren fosfato de piridoxal como coenzima.

LibreTextos Figura 1 Capítulo 25.3.jpg — Figura\(\PageIndex{1}\)): La transaminación implica el intercambio de un grupo amino y un grupo cetogénico.

En un\(alpha\) -cetoácido, el grupo carbonilo o ceto se localiza en el átomo de carbono adyacente al grupo carboxilo del ácido.

LibreTextos Figura 2 Capítulo 25.3.jpg — Figura\(\PageIndex{2}\): La alanina aminotransferasa (ALT) cataliza la transferencia de un grupo amino de alanina a\(alpha\) -cetoglutarato, formando piruvato y glutamato.

Desaminación oxidativa

En la descomposición de los aminoácidos por energía, el aceptor final del grupo\(alpha\) -amino es\(alpha\) -cetoglutarato, formando glutamato. El glutamato puede entonces sufrir desaminación oxidativa, en la que pierde su grupo amino como un ion amonio (NH ₄ ⁺) y se oxida de nuevo a\(alpha\) -cetoglutarato (listo para aceptar otro grupo amino):

Esta reacción ocurre principalmente en las mitocondrias hepáticas. La mayor parte del ion NH ₄ ⁺ formado por la desaminación oxidativa del glutamato se convierte en urea y se excreta en la orina en una serie de reacciones conocidas como el ciclo de la urea.

La síntesis de glutamato ocurre en las células animales al revertir la reacción catalizada por la glutamato deshidrogenasa. Para esta reacción nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADPH) actúa como agente reductor. La síntesis de glutamato es significativa porque es una de las pocas reacciones en animales que pueden incorporar nitrógeno inorgánico (NH ₄ ⁺) a un α-ceto-ácido para formar un aminoácido. El grupo amino puede entonces ser pasado a través de reacciones de transaminación, para producir otros aminoácidos a partir de los α-cetoácidos apropiados.