AMMINOACIDI

METABOLISMO del GRUPPO AMMINICO

Flusso generale

NH4+

UREA

NH2

C=O NH2

DEAMINAZIONE OSSIDATIVAglutammato deidrogenasi

NAD+

glutammato -chetoglutarato

-amminoacidi O II C – O–

IH – C – NH3

+

I R

TRANSAMINAZIONEtransaminasi

piridossalfosfato

-chetoacidi O II C – O–

IH – C = O I R

glutammato+ +

-chetoglutarato

AMMINOTRANSFERASI (prendono il nome dall’a.a. che cede il gruppo -NH2 all’-chetoglutarato)

1. Alanina amminotransferasi2. Aspartato amminotransferasi

Denominate anche •TRANSAMINASI

1. Glutammato piruvato transaminasi2. Glutammato ossalacetato transaminasi

ENZIMI A PIRIDOSSALFOSFATO

MECCANISMO PING-PONG

E–C=O + H–C–NH2 E-NH2 + C=OI I

I I

IH COO– COO–

R1 R1

E–NH2 + C=O E–C=O + H–C–NH2 II

I I

IHCOO– COO–

R2 R2

Intermedio di reazione: base di Schiff

Vitamina B6 piridossina, piridossale, piridosammina

COFATTORI piridossalfosfato (PLP), piridossaminafosfato

ENZIMI A PLP

-Glicogeno fosforilasi 80-90% del totale

- Transaminasi

- Decarbossilasi (amminoacido ammina )glutammato (glutammato decarbossilasi) -aminobutirrico (GABA)istidina istaminatriptofano serotonina (5-idrossitriptamina)

tirosina noradrenalina

- Reazioni di addizione-eliminazione sulla catena laterale di a.a.

- -aminolevulinato sintasi (sintesi dell’eme)

- Metabolismo unità monocarboniosa (metionina cisteina)

NH3 deriva dal catabolismo degli amminoacidibasi puriniche (tramite deaminasi)basi pirimidiniche

Animali ammoniotelici (pesci) Animali uricotelici (rettili, uccelli)Animali ureotelici

AMMONIACA TOSSICA:

Composto basico

- TRASPORTO EMATICO : GLUTAMMINA, ALANINA- ELIMINAZIONE: UREA

glutammato + NAD(P)+ + H2O -chetoglutarato + NADH + H+ + NH4+

tramite

glutammato deidrogenasi

DEAMINAZIONE OSSIDATIVA

Intermedio di reazione: imminoacido

COO–

I

I

I

I

CH2

CH2

COO–

H –C–NH3+

+ NAD+

COO–

I

I

I

I

CH2

CH2

COO–

C=NH2+

+ NADH + H+

Incorporazione dell’NH4+

-chetoglutarato + NH4+ glutammato

glutammato + NH4+ + ATP glutammina + ADP + Pi

NH4+ + HCO3

– + 2 ATP carbamilfosfato

O OII II

I O–

2HN– C~O–P–O–

TRASPORTO DELL’ NH3 in forma non tossica

acidosi alcalosi

azotoammidico

azotoamminico

+ NH4+

glutammina sintasi

glutamminasiH2O

COO–

IC=O

I

I

I

CH2

CH2

C=OO–

H –C–NH3+

COO–

I

I

I

I

CH2

CH2

C=OO–

COO–

I

I

I

I

CH2

CH2

C=ONH2

RENE

CERVELLO

NH4+

+ NH4+

ATP ADP + Pi

H –C–NH3+

CERVELLO

Alti livelli di glutammato e glutammina per detossificazione da NH3

altrimenti

si può abbassare il livello di -chetoglutarato e quindi

ciclo di Krebs produzione di energia

IPERAMMONIEMIAdanno da alterazione del ciclo di Krebs e deplezione di ATP

Ciclo di Cori

Ciclo glucosio-alanina

sangue fegatomuscolo

glucosio

alaninaurea

piruvato

alanina

piruvato

NH4+

glicolisi

transaminazioneproteine muscolari

deaminazione

gluconeogenesiglucosio

UREANH4

+ glutammato amminoacidi

- Gruppi ammidici non dissociabili

- Estremamente solubile

- eliminata 10-30 grammi/die - dipende dalle proteine alimentari

NH4+ 0,4-1,2 g/die dipende equilibrio acido-base

Acido urico 0,2-0,7 g/die (deriva dal catabolismo delle basi puriniche)Amminoacidi 0,3 -1,2 g/die

Creatinina 0,3-0,8 g/die dipende dalla massa muscolare (indice del turnover proteico del muscolo)

C=O

NH2

NH2

aspartato amminoacidi

HCO3–

SINTESI UREA - nel fegato

CITOSOL

citrullina + aspartato + ATP argininsuccinato + AMP + P~Pi

3. ARGININOSUCCINATO SINTETASI

4. ARGININOSUCCINASI

1.CARBAMILFOSFATO SINTETASI

O OII II

I O–

NH4+ + HCO3

– + 2 ATP 2HN– C~O–P–O– + 2 ADP + Pi

ornitina + carbamilfosfato citrullina +Pi

MITOCONDRIO

2. ORNITINA TRANSCARBAMILASI

ciclo di Krebsurea + ornitina

argininsuccinato arginina + fumarato

5. ARGINASI

aspartato

AMMINOACIDI:metabolismo della catena carboniosa

BIOSINTESI DEGLI AMMINOACIDI NON ESSENZIALI

piruvato alanina

ossalacetato aspartato (+ glutammina) asparagina

-chetoglutarato glutammato + (NH3) glutamminaglutammato prolina, arginina

3-fosfoglicerato serina glicina

metionina cisteina (vedi 8° capitolo, vitamina B12)

fenilalanina tirosina

carenza Phe idrossilasi causa fenilchetonuria: porta a ritardo mentale1:10.000 - 2% popolazione portatori sani - screening di routine sui neonati - (si formano fenilpiruvato, fenillattato, fenilacetato 1-2 g/die nelle urine)Dieta povera in Phe e ricca in Tyr (aspartame Asp-Phe-metanolo)

piruvato

acetil-CoA

acetoacetil-CoA

citrato succinil~CoA

succinato

fumaratomalato

-chetoglutatotriptofanoleucina

glicina, alanina, serina,

cisteina,triptofano

arginina, glutammina, istidina, prolina

valina metioninatreonina

glutammato

leucina lisina

fenilalaninatirosina

aspartato, asparagina

isoleucina

isoleucina

fenilalanina tirosina

propionil~CoA

biotina B12

isocitrato

ossalacetato

in giallo a.a glucosio

in rosa a.a. glucosio e corpi chetonici

in celeste a.a. corpi chetonici