BIOSÍNTESIS Y DEGRADACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS

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BIOSÍNTESIS Y DEGRADACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
METABOLISMO DE LAS PROTEÍNAS DE LA DIETA Y ENDÓGENAS
Relación con el metabolismo central
Las proteínas del músculo y los lípidos del tejido adiposo se consumen para respaldar la gluconeogénesis durante el ayuno y la inanición.
Aunque las proteínas corporales representan una proporción significativa de las reservas potenciales de energía, en circunstancias normales no se utilizan para producir energía. En el ayuno prolongado, la proteína muscular se degrada a aminoácidos para la síntesis de proteínas esenciales y los cetoácidos para la gluconeogénesis con el fin de mantener la concentración de glucosa sanguínea y aportar carbonos para la producción de energía. Esto explica la pérdida de masa muscular durante el ayuno. Las proteínas de la dieta deben proporcionar cantidades adecuadas de los aminoácidos que no pueden fabricarse con el fin de mantener la síntesis proteica normal. 
Digestión y absorción de las proteínas de la dieta
Las proteínas deben digerirse hasta el nivel de aminoácidos libres o pequeños péptidos y absorberse a través del intestino. La digestión de las proteínas empieza en el estómago con la acción de la pepsina, una proteasa de grupo carboxílico, que es activa al pH bajo hallado en el estómago. La digestión continúa al vaciarse el contenido del estómago en el intestino delgado y mezclarse con las secreciones pancreáticas. Estas secreciones son alcalinas y contienen precursores inactivos de varias serinas proteasas, como tripsina, quimotripsina y elastasa, junto con carboxipeptidasas. El proceso de la digestión se completa con enzimas en el intestino delgado. Después de que los dipéptidos y tripéptidos restantes se fragmenten en los enterocitos, los aminoácidos libres se transportan a la vena porta y son conducidos al hígado para el metabolismo energético o biosintético, o bien se distribuyen a otros tejidos para satisfacer necesidades similares.
Recambio de las proteínas endógenas
Las proteínas del organismo tienen una determinada vida media y son degradadas de forma sistemática a aminoácidos y reemplazadas por proteínas nuevamente sintetizadas. Este proceso se lleva a cabo en los lisosomas o por la acción de las proteasomas. En el caso de la digestión lisosomal, el recambio de proteínas empieza con la introducción de la proteína o del orgánulo en vesículas conocidas como autofagosomas, mediante un proceso conocido como autofagia. Las vesículas se fusionan luego con los lisosomas y las proteínas, lípidos y glucanos son degradados por hidrolasas lisosomales ácidas. Las proteínas citosólicas son degradadas principalmente por los proteosomas, que son complejos de elevado peso molecular que presentan múltiples actividades proteolíticas. Éstas pueden seguir vías dependientes de la ubiquitina o vías independientes de ubiquitina para la degradación de las proteínas citoplasmáticas.
DEGRADACION DE LOS AMINOACIDOS
Los aminoácidos destinados al metabolismo energético deben desaminarse para proporcionar el esqueleto carbonado. Existen tres mecanismos para la eliminación del grupo amino de los aminoácidos: 
· Transaminación: transferencia del grupo amino a un aceptor cetoácido apropiado. 
· Desaminación oxidativa: eliminación oxidativa del grupo amino, que produce cetoácidos y amoníaco. 
· Eliminación de una molécula de agua por una deshidratasa: por ejemplo, serina o treonina deshidratasa; esta reacción produce un intermediario imina inestable que se hidroliza espontáneamente para producir un a-cetoácido y amoníaco. 
El principal mecanismo para la eliminación de los grupos amino de los aminoácidos corrientes se hace mediante la transaminación o la transferencia del grupo amino desde el aminoácido hasta un a-cetoácido aceptor apropiado, principalmente al a-cetoglutarato o al oxaloacetato, formando glutamato y aspartato, respectivamente. Varias enzimas, denominadas transferasas, son capaces de eliminar el grupo amino de la mayoría de los aminoácidos y producir el correspondiente a-cetoácido. Las aminotransferasas utilizan fosfato de piridoxal, un cofactor derivado de la vitamina Bf (piridoxina), como componente fundamental de su mecanismo catalítico; la piridoxamina es un intermediario en la reacción. 
Los átomos de nitrógeno se incorporan en la urea a partir de dos fuentes, glutamato y aspartato. Cuando se considera la naturaleza de los principales cetoácidos aceptores que participan en estas reacciones (a-cetoglutarato y oxaloacetato) y de sus productos (glutamato y aspartato) queda clara la lógica de este metabolismo. Los dos átomos de nitrógeno en la urea derivan sólo de estos dos aminoácidos, enlazando con ello el catabolismo de los aminoácidos y el metabolismo energético. El amoníaco, que procede principalmente del glutamato por la reacción del glutamato deshidrogenasa (GDH), entra en el ciclo de la urea como carbamil fosfato. El ácido aspártico aporta el segundo nitrógeno de la urea. En este proceso se genera fumarato, que puede ser reciclado a oxaloacetato mediante el ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Este oxaloacetato puede aceptar otro grupo amino y reentrar en el ciclo de la urea, o bien puede utilizarse el fumarato para el metabolismo energético o para la gluconeogénesis. Así, la canalización de los grupos amino procedentes de otros aminoácidos hacia glutamato y aspartato proporciona el nitrógeno para la síntesis de urea en una forma apropiada para el ciclo de la urea. Las otras vías que conducen a la liberación de grupos amino desde algunos aminoácidos a través de la acción de aminoácido oxidasas o de deshidratasas aportan contribuciones relativamente menores al flujo de grupos amino desde los aminoácidos a la urea.
Papel central de la glutamina
El amoníaco se destoxifica por la incorporación a la glutamina, y a la larga a la urea.
Además del papel del glutamato como portador de grupos amino para la reacción de la GDH, el glutamato sirve como precursor de la glutamina, un proceso que consume una molécula de amoníaco. Esto es importante porque la glutamina, junto con la alanina, es un transportador clave de los grupos amino entre diversos tejidos y el hígado, y está presente en la sangre a concentraciones mayores que la mayoría de otros aminoácidos. Las tres formas del mismo esqueleto carbonado, a-cetoglutarato, glutamato y glutamina, se convierten unas en otras mediante aminotransferasas, la glutamina sintetasa, la glutaminasa y la GDH. Esta glutamina puede servir como tampón para la utilización del amoníaco, como fuente de amoníaco y como portadora de grupos amino. Dado que el amoníaco es muy tóxico, debe mantenerse un equilibrio entre su producción y su utilización.