TP RESUELTO AMINOACIDOS

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Ejercicios de resolución en clases de problemas.
1. En un caso de alcoholismo, la malnutrición crónica subyacente provocó que el paciente perdiera 18 kg de peso, un 6 % de los cuales fueron a expensas de la proteínacorporal.
0. Exprese esta pérdida en términos deKcal.
El rendimiento energético de las proteínas es 4 Kcal/gramo
18kg		100%
1,08kg		6%
Pasamos a gramos es decir 1,08kg es 1080 gr. Por lo que en términos de Kcal serian 4320 kcal. 
0. Analice el estado de su balancenitrogenado.
El balance nitrogenado es negativo hay perdida de proteínas disminuida ya que hay una malnutrición. Los aminoácidos no se almacenan su balance depende del equilibrio entre biosíntesis y degradación de las proteínas corporales.
0. ¿Cómo se modificarán enel tiempo los niveles de aminoácidos circulantes gluconeogénicos?
Primeramente, aumenta y después disminuye. Porque primero degrada glucógeno y triglicéridos pero después necesita elaborar glucosa para el cerebro por lo que utiliza los esqueletos carbonados de los aminoácidos glucogénicos.
0. ¿Por qué la administración endovenosa de Ala provoca disminución del β-hidroxibutiratoen sangre y, en cambio, no causa este efecto la infusión deLeu?
Porque la alanina es glucogénica por lo que disminuye la producción de β-hidroxibutirato es decir de cuerpos cetónicos, en cambio la leucina es cetogenica.
0. En los pacientes malnutrido-proteicos se suele recurrir a la administración de aminoácidos libres (o como sales) directamente en el torrente circulatorio. ¿Por qué no es conveniente administrar oralmente alimentoscompletos?
Porque al no tener proteínas no tienen las enzimas necesarias para su absorción, por ende es mejor directamente al torrente sanguíneo.
1. Principales transformaciones bioquímicas de losaminoácidos.
1. Esquematizar las reacciones que están involucradas en la eliminación del grupo α-amino de los aminoácidos.
1. ¿Cuálessonlosposiblesdestinosdelosproductosdedesaminacióndelosaminoácidos?
En la desaminación se produce nitrógeno que es liberado como amoniaco y como es muy toxico ya sea convirtiéndose en un compuesto no toxico al unirse con glutamato y glutamina.
El alfa cetoglutarato entra al ciclo de Krebs o da intermediarios carbonados para la producción de glucosa.
Además, producir urea.
1. Describa una reacción de transaminación indicando su importancia metabólica. Explique por qué estas reacciones tienen valores de Keqcercanas a 1.Ejemplifique.
No se produce una desaminacion neta sino que consiste en recoger los grupos aminos de muchos aminoacidos diferentes en forma de L-glutamato, el cual funciona como dador de grupos amonio tanto para rutasbiosinteticas como para rutas de excresion que conducen a la eliminacion de productos nitrogenados de desecho.
Tienen valores de Keq cercanas a 1 porque son reversibles dependiendo de su necesidad.
1. Describa una reacción de desaminación, detallando el mecanismo y cofactores intervinientes. Indique qué requisito estructural diferencia a los aminoácidos que sufren desaminación oxidativa de la no- oxidativa. Mencioneejemplos.
La desaminación es la eliminación de NH4+ , no hay transferencia.
Desaminación del glutamato: la desaminación oxidativa se produce en el hígado, por medio de la enzima glutamato deshidrogenasa hepática (GDH) que puede usar NAD+ o NADP+ y libera este nitrógeno como amoniaco. La conversión de nitrógeno alfa-amino en amoniaco por acción concertada de la glutamatoaminotransferasa y la GDH suele denominarse transdesaminacion. La actividad de la GDH en el hígado es inhibida de modo alostérico por ATP, GTP y NADH y activada por ADP. La reacción de GDH es libremente reversible.
Desaminación oxidativa: aminoácidos básicos y ácidos.
Le desaminación no oxidativa: ocurre en el hígado y en riñones y como su nombre lo indica es una forma de oxidación que no involucra reacciones redox o enzimas deshidrogenasas, sino desulfidrasas (para aa sulfatados como la cisteina), deshidratasas(parahidroxiaaminoacidos como la serina), e histidasas (para la histidina).El cofactor es el piridoxal fosfato PLP
Desaminación no oxidativa: aminoácidos que tienen un grupo OH en la cadena o grupo sulfidrilo y no requieren NADH etc.
1. Expliqueporquéla glutamato-deshidrogenasaesladesaminasade mayorimportanciabiológica.
El cetoácido más común que resulta de las transaminaciones es la alfa-cetoglutarato. La transferencia de nitrógeno amino hacia alfa-cetoglutarato forma L-glutamato, aminoácido proteico. La mayor parte de desaminación neta ocurre por medio del glutamato por los que la transaminación es muy importante de otra forma los otros aminoácidos no podrían desaminarse. Además recoge el amoniaco de tejidos extrahepáticos y los lleva al hígado.
 e-1) ¿En qué órganos se expresa? ¿Porqué?
En el hígado, porque los grupos aminos de muchos alfa-aminoácidos se recogen en el hígado en forma de grupo amino de moléculas de Lglutamato. A continuación, estos grupos amonios han de eliminarse del glutamato para prepararlos para la excreción. En los hepatocitos, el glutamato se transporta desde el citosol a la mitocondria en donde experimentan desaminación oxidativa por la GDH
e-2) Escriba la reacción que cataliza.
e-3) ¿Cómo es su regulación? Explíquela mediante un esquema.
Regulación alostérica negativa por ATP, GTP, NADH
Regulación alostérica positiva por ADP
1. Describa una reacción de decarboxilación. Mencione ejemplos de interésbiológico.
Por ejemplo la descarboxilacion de la histidina genera histamina que actua en la inflamacion aumentando la permeabilidad produce vasodilatacion.
1. Destino metabólico delamonio.
2. Los 20 aminoácidos necesarios para la síntesis de proteínas están presentes en el plasma en diferentes concentraciones. Explique por qué la alanina y la glutamina se encuentran en mayor proporción que el resto.
Porque transportan amonio de los diferentes tejidos al hígado. La síntesis de glutamina es el principal mecanismo de remoción de amonio del cerebro y también de otros tejidos como riñón musculo etc. Y la alanina es importante en tejido muscular.
2. Esquematice el ciclo de la glucosa-alanina. ¿Qué función cumple? Explique por qué la síntesis de glutamina no es la vía preferencial del transporte de amonio del músculo alhígado.
La función que cumple es transportar amonio del musculo al hígado. 
El uso de alanina demuestra la economía intrínseca de los organismos vivos. El musculo esquelético sometidos a contracción vigorosa operan de forma anaerobia, produciendo piruvato y lactato a partir de la glucolisis además de amoniaco por la degradación de proteínas. Estos productos deben ir al hígado en donde el piruvato y lactato se incorporan ala glucosa que es devuelta al musculo y el amoniaco se convierte en urea. Entonces la carga energética de la gluconeogénesis solo se usa para la contracción del musculo, además para la síntesis de glutamina requiere ATP y ese ATP lo necesita para la contracción por eso no es la via preferencial para el transporte de amonio.
2. Describa la reacción catalizada por la glutamina sintasa, la utilidad de la glutamina y la función de la glutaminasa. Indiquedistribucióntisular e importanciabiológica de lasmismas.
La glutamina sintetasa cataliza la reacción de amoniaco mas glutamato da glutamina, se produce en 2 pasos. El en el primero el glutamato y el ATP reaccionan formando ADP y un intermediario gama-glutamil fosfato que reacciona a continuación con el amoniaco produciendo glutamina y fosfato inorgánico. La glutamina es una forma no toxica de transporte del amoniaco además sirve como fuente de grupos aminos en diversas reacciones biosintéticas.
La reacción es prácticamente irreversible esta enzima glutamina sintetasa esta presente en cerebro riñón musculo y en los hepatocitos que circundan las venas centrales de los lobulillos. Y dado que la glutamina no es la solución definitiva al amoniaco debe poder liberarlo en el tejido que forma urea que es exclusivamente el hígado allí se encuentra la enzima glutaminasa, que hidroliza la glutamina a glutamato y amonio. Incluso parte delglutamato producido en la reacción de la glutaminasa puede aun ser modificado por la GDH liberando mas amoniaco y produciendo esqueletos carbonados para ser utilizados como combustible metabólico
2. Describaendetalleelciclodela ureaesquematizandosusetapas.Indique: 
d-1)Función.
Transformación del amonio en urea para ser eliminado
d-2) En que órgano y compartimiento intracelular tiene lugar.
En el hígado, en la mitocondria y en el citosol.
d-3) Escriba la fórmula de la urea identificando en la vía metabólica el origen de cada uno de sus átomos.
Sigan el color del carbono y de los grupos amonio por los cuales esta conformado la urea así verán el origen de cada uno de sus átomos.
d-4) Describa en detalle la regulación.
A largo plazo mediante la velocidad de la síntesis de las enzimas del ciclo (según la dieta o el estado nutricional) cuando la dieta es mayoritariamente proteína la utilización de los esqueletos carbonados de los aminoácidos como combustible da lugar a la producción de mucha urea, y en la inanición prolongada en la que la degradación de proteína muscular empieza a suministrar gran parte de la energía metabólica también aumenta la producción de urea. Esto hace la regulación de la síntesis de enzimas 
A corto plazo regulación alostérica de la carbamil-fosfato sintetasa 1 que es activada alostericamente por N-acetilglutamato que se sintetiza a partir de acetil-CoA y glutamato por la N-acetilglutamato sintasa. Los niveles de N-acetilglutamato están determinado por la concentración de glutamato y de acetil-CoA y de arginina (un activador de la N-acetilglutamato sintasa y por ende un activador del ciclo de la urea)
d-5) ¿Cuál es la importancia del N-acetil glutamato para esta vía metabólica?
Es un activador de la enzima limitante del ciclo de la urea es una activador alostérico que aumenta la afinidad de la sintetasa por ATP 
d-6) ¿Cuál es el costo energético para sintetizar una molécula de urea? ¿De qué manera se compensa?
Coste energético es de 4 grupos fosfato de alta energía (3 ATP y 1 AMP). El ciclo de la urea también da lugar a una conversión neta de oxalacetato (vía aspartato) en fumarato, y la regeneración de oxalacetato produciendo NADH en la reacción malato deshidrogenasa. Cada molécula de NADH puede generar 2,5 ATP en la respiración mitocondrial reduciendo enormemente el coste del ciclo de la urea.
d-7) Realice un diagrama que relacione el ciclo de la urea con el ciclo de Krebs e identifique el metabolito que relaciona ambosciclos.
2. Indique la importancia del riñón en el metabolismo delnitrógeno.
La glutamina sintetizada en el hígado es transportada por la sangre a los riñones y constituye la fuente principal de la génesis renal del amonio. En los túbulos renales es hidrolizada de nuevo a ácido glutámico, que pierde su nitrógeno amínico en forma de ion amonio (NH4+) por acción de la glutaminasa que está localizada principalmente en riñón. Glutamina + H2O → Glutamato + NH4 +
El amonio así formado se excreta en la orina. Es decir la importancia del riñón es la eliminación de urea.
ENFERMEDADES RELACIONADAS CON EL CICLO UREA
1. Unanimalenayunoesalimentadoconalaninauniformementemarcada[14C].Alcabodeunas horas, el análisisdesangremuestra la presencia deglucosa [14C].
3. Explique esta observación esquematizando las reacciones que le permitenjustificarla.
Porque la alanina es un aminoácido glucogénico se transamina a piruvato y ser glucogénicos es decir dan los elementos carbonados para la síntesis de glucosa. Esquematizado en el ciclo de la glucosa alanina en ejercicio anterior.
3. Indiquesi sedetectaríaglucosa[14C]ensangresibajolasmismascondicionesenvezdealanina se suministrara:
b-1)Fenilalanina[14C]si ya que es un aminoácido glucogénico
b-2)Cisteína[14C]si ya que es un aminoácido glucogénico
b-3)Leucina[14C].no ya que es exclusivamente cetogénico
3. En uno de los casos anteriores se detectan grandes cantidades de acetoacetato en orina, ¿Encuál?
En la leucina ya que es cetogénico
1. Reacciones detransaminación.
4. Escriba las reacciones de transaminación de cada uno de los siguientes aminoácidos utilizando al α - cetoglutaratocomo aceptor nombrando las enzimascorrespondientes:
a-1)Alanina
a-2)Aspartato a-3)Leucina
a-4) Fenilalanina a-5) Tirosina.
Es exactamente eso pero cada aminoacido con α - cetoglutarato
4. ¿A partir de cuál de estos aminoácidos no puede sintetizarse glucosa en formaneta?
A partir de leucina 
4. Explique por qué la Aspartato aminotransferasa tiene la actividad específica más alta de todas las aminotransferasas hepáticas enmamíferos.
El segundo grupo amino introducido en la urea se transfiere desde el aspartato que se genera durante la transaminación de glutamato a oxalacetato, una reacción catalizada por la aspartato aminotransferasa. Aproximadamente la mitad de todos los grupos amino excretados en forma de urea deben pasar forzosamente a través de la reacción de la aspartato aminotransferasa lo que hace que esta sea la aminotransferasa mas activa
1. Si se adiciona ácido glutámico marcado con 14C en el carbono 2 y con 15N en el grupo amino a un homogenato de hígado. ¿Dónde aparecerán los isótopos en las siguientesmoléculas?:
a-1) Urea
a-2) Succinato
 a-3) Arginina 
a-4) Citrulina
a-5) Ornitina
a-6) Aspartato
la respuesta en orden de cada inciso con el esquema donde este marcado
b) Cuando se añade 15NH4+ a un homogenato de hígado se detecta urea marcada con 15N en un solo átomo de N a los pocos minutos. A tiempos más largos aparecen marcados los dos átomos de N. Escriba lasreaccionesqueexplicanporquéno aparecenlosdosátomosdeNmarcadosdesdeelprincipio.
primeramente, aparece en urea ya que es directamente añadido entonces directamente se añade a la urea, pero posteriormente ingresa por medio del aspartato. Vean el diagrama del ciclo de la urea es exactamente lo mismo solo que en ese caso está marcado
1. En un estudio se hizo ayunar a ratas de corta edad y luego se les suministró una sola comida completa en aminoácidos pero sin arginina. A las 2 h los niveles de amonio sanguíneo aumentaron desde un nivel normal de 18 g/L a 140 g/L y las ratas mostraron los síntomas clínicos de toxicidad del amonio. Un grupo control alimentado con una dieta completa en aminoácidos o una dieta completa en aminoácidos en la que se había sustituido la arginina por ornitina no mostraron sintomatología.
6. ¿Cuál era el objetivo del ayuno en elexperimento?
El ayuno dio lugar a una glucosa sanguínea baja, la administración posterior de la dieta experimental condujo a un rápido catabolismo de los aminoácidos glucogénicos.
6. ¿Qué es lo que hizo aumentar los niveles de amonio? ¿Es la arginina un aminoácido esencial para las ratas?Justifique
La desaminación oxidativa aumento los niveles de NH3+, la ausencia de arginina (un intermediario del ciclo de la urea) impidió la conversión de NH3+ en urea; la arginina no se sintetiza lo suficiente en la rata para soportar las necesidades impuestas por el estrés del experimento.
La arginina es un modulador alostérico de N-acetilglutamato sintasa que es la enzima que sintetiza el modulador alostérico N-acetiglutamato que activa a carbamil fosfato sitetasa1 que es el paso limitante para la formación de urea. Y en este caso para la rata la arginina si es esencial porque es un intermediario sino no tendríamos el ciclo de la urea. Y aumento el amonio porque no se podía eliminar mediante el ciclo de la urea entonces genero toxicidad.
6. ¿Por qué se puede sustituir arginina porornitina?
Porque es el primer precursor del ciclo de la urea generando arginina 
1. Los 3 carbonos del lactato y de la alanina presentan el mismo estado de oxidación y los animales pueden usar uno u otro como fuente de energía,indistintamente.
Compare el rendimiento en moles de ATP/ mol de sustrato para la oxidación completa a CO2 y H2O del
lactato y de la alanina teniendo en cuenta el gasto energético producido por la excreción del NH4+
El lactato pasa a piruvato luego a acetil-CoA que ingresa al ciclo de Krebs generando NADH por lo que se genera mas ATP. En cambio, la alaninapasa a piruvato pero no tiene NADH por lo que la cantidad de ATP es menor.
15 moles de ATP por mol de lactato y 13 moles de ATP por mol de alanina incluyendo la eliminación del nitrógeno.
1. En un paciente con insuficienciahepática:
8. ¿Qué espera que suceda con el ciclo de laurea?
Se frena y aumenta la excreción a nivel renal incrementan la modificación de la glutamina y es directamente eliminado por la orina. En el riñón el NH4+ forma sales con ácidos metabólicos, facilitando su eliminación en la orina. No se acumula amonio, pero al producirse una alcalosis metabólica se frena el ciclo de Krebs.
8. ¿Qué formas alternativas emplea el organismo para controlar el incremento de amonio ensangre?
En pacientes con insuficiencia hepática los músculos desempeñanun importante papel en la eliminación del amonio al convertirel glutamato en glutamina. Por esta razón, la concentración deamonio en sangre venosa reflejará no sólo la eliminación a nivelhepático sino también el aclarado por músculos, riñones y cerebro.En consecuencia, la concentración de amonio en sangre venosa serásiempre menor que en sangre arterial
8. ¿Cuál es el nivel aceptable de urea en sangre humana? ¿De qué manera influirá la dieta en estevalor?
Aumentos de amonio en sangre.
VN: 30 -60 uM
> 200 uMsíntomas: visión borrosa, pérdida de conciencia, letargo, lesiones cerebrales,
coma.
10- Caso clínico 6: Fenilcetonuria como una de las patologías que forman parte del screening neonatal.
Sol, lactante de 4 meses de edad recién llegada de la Unión Soviética, de padre ruso y madre argentina, fue normal en su nacimiento. Sin embargo, en las últimas semanas ha estado menos atenta que lo normal al medio que la rodea, presentando además un retraso aparente de madurez psicomotriz y temblor en sus extremidades. Cuando su madre la encontró en la cuna realizando fuertes movimientos espasmódicos la llevó al servicio de urgencias del hospital. Un pediatra la examinóeinmediatamentenotóunolorrancio enelpañalhúmedodeSol.Seletomóunamuestrade sangre del talón que dio como resultado un exceso de fenilalanina (Phe) ensangre.
1. ¿Qué patología puede tener Sol? Fundamentesurespuesta.
Dado que los aminoacidos son neurotransmisores o precursores de neurotransmisores un defecto genético del metabolismo de aminoacidos pueden producir un desarrollo neuronal defectuoso en este caso el defecto esta en la enzima fenilalanina hidroxilasa, que es la primera en la ruta catabólica de la fenilalanina provocando la enfermedad fenilcetonuria PKU
Para corroborar el diagnostico se evaluó la actividad enzimática de la enzima fenilalanina hidroxilasa (PHA) en una muestra del paciente (biopsia hepática) y se la comparó con una muestra control.
1. ¿Qué reacción cataliza estaenzima?
Gráfico de la actividad de PAH. Muestra control (círculos); muestra paciente (cuadrados).
Hidroxialcion simultanea de un sustrato por un atomo de oxigeno del O2 y la reduccion del otro de oxigeno a H2O
Tiene menor actividad ya que pacientes con fenilcetonuria ya que entra en juego una ruta secundaria que normalmente es baja.
1. Interprete el gráfico de actividad enzimática y saque conclusiones respecto del diagnóstico. Mencione posibles causas que justifiquen la diferencia de actividad en ambas muestras. Teniendo en cuenta este resultado, indique la base molecular de laPKU.
La PKU está incluida en el programa de screening neonatal de nuestro país y, considerando que los requisitos para que una patología sea incluida en este programa son:
-Causar daños graves e irreversibles.
-Carecer de signos clínicos en el período neonatal.
-Poseer un tratamiento efectivo ante la instalación precoz.
-Poseer una prevalencia lo suficientemente alta como para justificar su investigación.
-Existir un conocimiento acabado del curso clínico de la enfermedad.
-Contar con métodos bioquímicos de diagnóstico y confirmación sensibles, específicos, sencillos y de bajo costo.
-Contar con un sistema adecuado de recolección, transporte y almacenamiento de muestras.
1. JustifiquelaincorporacióndelaFenilcetonuriadentrodelscreeningneonatalanalizando: 
d.1.¿Cuál es suprevalencia?
8 a 10 casos por cada 100000 nacimientos
d.2.Considerando que se trata de una enfermedad metabólica, ¿qué metabolito se acumula?¿Existen vías metabólicas alternativas para su utilización? 
 Y la ruta alternativa es en la cual la fenilalanina se transamina con el piruvato dando fenilpiruvato. La fenilalanina y fenilpiruvato se acumulan en la sangre y los tejidos y se excretan en la orina como fenilcetonuria. Parte del fenilpiruvato se descarboxilasa produciendo fenilacetato dando un olor característico en la orina para detectar fenilcetonuria (PKU)
d.3.¿Cómo se diagnostica la enfermedad?
Mediante el olor característico de la orina y análisis de laboratorios específicos como la medición de la actividad de ciertas enzimas
d.4.¿Cuáles son los signos clínicos? 
Decaimiento, retraso en la madurez psicomotriz, espasmos orina con un olor particular
d.5.¿Cuál es el tratamiento?
Dieta rígida, se debe suministrar solo la fenilalanina y la tirosina suficiente para cubrir la síntesis proteica. Restringir el consumo de alimentos ricos en proteínas. Las proteínas de la leche como la caseína de la leche se debe hidrolizar previamente y eliminar la mayor parte de fenilalanina. Restringir el consumo de edulcorantes.