CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS

DESCARBOXILACIÓN

AMINOÁCIDOABREVIATU

RA

PRODUCTO DE SU DESCARBOXILACI

ÓN O DE SUS SUBPRODUCTOS

RELEVANCIA BIOLÓGICA

Histidina His Histamina

La histamina actúa en la respuesta inflamatoria, siendo sus células diana las células del músculo liso de bronquios y de intestino, produciendo broncoconstricción y aumento de los movimientos peristálticos, respectivamente. También actúa sobre las células endoteliales de vasos sanguíneos, provocando vasodilatación y aumento de permeabilidad con una llegada de mayor flujo de sangre a la zona y edema.En los leucocitos (neutrófilos, macrófagos y linfocitos) induce quimiotaxis. Esto ocurre gracias a que estas células expresan receptores de la histamina conocidos como receptores H1. Todo esto conduce a una respuesta inflamatoria con rubor, calor, picor y edema, entre otros signos, en la zona afectada.La histamina tiene otras funciones importantes en el cerebro, destacando la reducción del sueño y el aumento del estado de alerta, la estimulación de la liberación de varias hormonas (vasopresina, entre otras), la regulación de la ingesta de agua y comida, el aumento de la actividad motora y un efecto analgésico.> Quimiotaxis: Es el desplazamiento que realizan las células móviles en el medio líquido en el que se encuentran, a favor o en contra de un gradiente químico.

Glutamato Glu Ácido γ-aminobutírico (GABA) El GABA actúa como un freno de los neurotransmisores excitatorios que llevan a la ansiedad. La gente con poco GABA tiende a sufrir de trastornos de la ansiedad, y los medicamentos como el Valium funcionan aumentando los efectos del GABA.Si el GABA está ausente en algunas partes del cerebro, se produce la epilepsia.Es el principal neurotransmisor inhibitorio cerebral. Se produce en las neuronas gabaérgicas en el cerebelo, los ganglios basales y muchas áreas de la corteza cerebral, también en la médula espinal. Algunas sustancias como la benzodiazepina (diazepam) son depresoras del sistema nervioso central, provocan que se libere.

Actúa como un relajante natural al inhibir en el cerebro funciones que por estrés u otras circunstancias puedan encontrarse sobrecargadas produciendo hiperactividad, insomnio, problemas de concentración, de conducta o neuralgias. Inhibe la transmisión de señales a las terminaciones nerviosas y cumple así una función de guardián muy importante. Está presente en alrededor del 30% de todas las células nerviosas y si se inhibe su síntesis se producen ataques convulsivos.También ayuda a la recuperacion muscular en deportistas y mejora el sueño junto con la ornitina y favorece la liberación de somatotropina (la hormona del crecimiento),

Fenilalanina Phe Feniletilamina (Phea)

Es una sustancia producida en el cerebro que pertenece a la clase de las anfetaminas, estimulantes del sistema nervioso que permiten superarse durante un lapso limitado de tiempo, por sobreexcitación seguida de agotamiento. El estado de enamoramiento, según parece, aumenta la producción de feniletilamina, porque su tasa se incrementa en la orina mientras se este enamorado. Esto podría explicar la euforia, la pérdida del apetito y la capacidad de prescindir del sueño, tal como sucede en muchos enamorados.En las personas que son desdichadas en el amor, después de la euforia sigue un periodo de depresión con letárgica, llanto y en ocasiones bulimia de compensación: se trata del "mal de amores" en el sentido real del término, cuyos síntomas son idénticos a los de los drogados en estado de privación de anfetaminas.Los depresivos graves experimentan a menudo dificultades sentimentales, y es plausible que exista en ellos una alteración hereditaria o adquirida del mecanismo regulador de la producción de feniletilamina, que estaría sometida a fluctuaciones difíciles de soportar.Muchas veces, estos pacientes, confiesan atiborrarse de chocolate cuando padecen. El chocolate es un alimento rico en feniletilamina, Podría ser que esta ansia de chocolate, corresponda a la búsqueda del aporte alimenticio de una sustancia química que el cerebro ha dejado de secretar en cantidad suficiente.

Lisina Lys Cadaverina Sólo la realizan las bacterias. Se relaciona con el olor a putrefacción y a muerto.Tirosina Tyr

Primero se convierte en Dihidroxifenilamina (DOPA) Dopamina

DOPA (si se hidroxila en el riñon) Norepinefrina

DOPA. Ess un intermediario en la formación de melanina y catecolaminas.Dopamina. Es el neurotransmisor más comúnmente asociado con la sensación de placer. Actúa en los ganglios basales del cerebro. En el sistema nervioso, la dopamina cumple funciones de neurotransmisor, activando los cinco tipos de receptores de dopamina – D1, D2, D3, D4 y D5, y sus variantes. Es producida en muchas partes del sistema nervioso, especialmente en la sustancia negra. También una neurohormona liberada por el hipotálamo.Su función principal en éste, es inhibir la liberación de prolactina del lóbulo anterior de la hipófisis. Como fármaco, actúa como simpaticomimético (emulando la acción del sistema nervioso simpático) promoviendo el incremento de la frecuencia cardiaca y la presión arterial, a su vez, puede producir efectos deletéreos como taquicardia o hipertensión arterial.La noradrenalina (llamada norepinefrina cuando es sintética) es una catecolamina con doble función como hormona y neurotransmisor. Como hormona del estrés, la noradrenalina afecta a partes del cerebro donde se controlan la atención y las acciones de respuesta. Junto con la adrenalina, la noradrenalina también interviene en la respuesta "luchar o volar", aumentando de manera directa la frecuencia cardíaca, provocando la liberación de glucosa a partir de las reservas de energía, y aumentando el flujo sanguíneo al músculo esquelético.Sin embargo, cuando actúa como droga, aumenta la presión arterial por su destacado efecto sobre el tono vascular (por la estimulación de los receptores alfa-). Este aumento en la resistencia vascular es un reflejo de activación compensatorio que supera sus efectos directos estimulantes sobre el corazón. Este reflejo, llamado reflejo baroreceptor, resulta en una caída del ritmo cardíaco que se conoce como reflejo de bradicardia.

Triptófano Trp

Serotonina (5 -hidroxitriptamina)

La serotonina es un neurotransmisor monoamina que se encuentra principalmente en el tracto gastrointestinal (GI) y el sistema nervioso central (SNC). Aproximadamente el 80 por ciento de la serotonina total del cuerpo humano se encuentra en las células enterocromafines en el intestino, donde se utiliza para regular los movimientos intestinales. El resto se sintetiza en las neuronas serotoninérgicas en el sistema nervioso central, donde tiene varias funciones, incluyendo la

Triptamina

regulación del estado de ánimo, apetito, sueño, la contracción muscular, y algunas funciones cognitivas como la memoria y el aprendizaje, y en las plaquetas sanguíneas, donde ayuda a regular la hemostasia y la sangre coagulación.Derivados de la triptamina producen potentes efectos psíquicos y están clasificados como drogas alucinógenas. Una de ella es la psilocina que se encuentra (generalmente en forma de éster fosfórico) en algunas especies de hongos mexicanos. Una estructura del mismo tipo pero más compleja es la del ácido lisérgico producido en el centeno en forma de derivados peptídicos. La dietilamida del ácido lisérgico (no se encuentra en la naturaleza) es conocida popularmente como LSD y es el alucinógeno más efectivo conocido hasta ahora; la dosis efectiva es por debajo de 1 mg.> Células enterocromafines: Son un tipo de células entereoendocrinas presentes en el epitelio que cubre el lumen del tracto gastrointestinal.

Arginina Arg Ar Agmantina y putrscina(via ADS) Espermina y Espermidina

Espermidina. Regula la actividad de algunas enzimas de unión a membrana y algunos canales iónicos, como los que causan el cambio de voltaje por la entrada de calcio. La espermidina está fuertemente ligada a la vida celular.Cuando está presente en la célula a un nivel moderado ayuda a estabilizar la estructura del ADN y las histaminas, protegiéndolo de nucleasas y manteniendo su actividad de transcripción. Son necesarias para la diferenciación de los linfocitos y están involucradas en la respuesta inflamatoria.Se ha descubierto que la concentración de espermidina y espermina afectan la tasa de crecimiento de tumores. El grado de malignidad de un tumor está directamente relacionado a la expresión del gen que codifica para la ornitina decarboxilasa (ODC), enzima necesaria para la biosíntesis de las poliaminas. Adicionalmente, se ha demostrado que la sobreexpresión de ODC puede causar un desarrollo tumoral.

Serina Ser Etanolamina Es el segundo grupo más abundante en la cabeza polar de los fosfolípidos, que se encuentran en las membranas biológicas. En la mielina abundan los plasmalógenos de etanolamina.La fosfatidiletanolamina (PE) o cefalina esta compuesta por un glicerol esterificado en los hidroxilos 1 y 2 por dos ácidos grasos, y en el

hidroxilo 3 con un grupo fosfato que se esterifica con etanolamina. Se le encuentra en el tejido nervioso, tal como la materia blanca del cerebro, tejido neural, y la medula espinal. Su principal funcion, es la trasmision de impulsos nerviosos.

Glicina Gly H-proteína-S-aminometildihydrolipoil-lisina

La enzima Glicina deshidrogenasa (descarboxilante) (GLDC) EC 1.4.4.2 cataliza la reacción de descarboxilación de la glicina utilizando como segundo sustrato H-proteína-lipoil-lisina.La GLDC forma parte del sistema de segmentación de la glicina en donde se llama Proteína P. Las otras enzimas/proteínas constituyentes de este complejo son: Proteína L. Dihidrolipoil deshidrogenasa. Proteína T. Aminometiltransferasa. Proteína H.La deficiencia en GLDC es causa de hiperglicemia no cetótica (NKH), también conocida como encefalopatía de la glicina.

Metionina Met Metionina + ATP S-Adenosil metionina

La S-adenosil metionina (SAM) es una coenzima que participa en la transferencia de grupos metilo. Aunque estas reacciones anabólicas se producen en todo el cuerpo, la mayoría de SAM se produce y se consume en el hígado. El grupo metilo (CH3) adjunto al átomo de azufre de la metionina en la SAM es químicamente reactivo.La SAM se descarboxila mediante la adenosilmetionina descarboxilasa (EC 4.1.1.50) para formar S-adenosil-5'-3-metilpropilamina. Este compuesto dona su grupo n-propilamina en la biosíntesis de poliaminas tales como la espermidina y la espermina a partir de la putrescina.La SAM es necesaria para el crecimiento y la reparación celular. Participa también en la biosíntesis de diversos neurotransmisores y hormonas que afectan al estado de ánimo, como la dopamina y la serotonina. Las metiltransferasas también son responsables de la adición de grupos metilo a los hidroxilos 2' del primer y segundo nucleótidos próximos al tope 5' del ARN mensajero.Bajos niveles de SAM endógena se relacionan con el Alzheimer.

Aspartato Asp β - Alanina Es un componente de la de biosintesis natural péptidos carnosina y anserina y también de ácido

pantoténico (vitamina B 5), que en sí es un componente de la coenzima A.β-alanina es precursor limitante de la carnosina , es decir, los niveles de carnosina están limitados por la cantidad disponible de β-alanina. La suplementación con β-alanina se ha demostrado que aumenta la concentración de carnosina en los músculos, disminuir la fatiga en los atletas y aumentar el trabajo muscular total realizado.

Cisteína Cys Cisteamina

La cisteamina es una amina biógena que es componente fundamental de la coenzima A mediante la combinación con trifosfato de adenosina y pantotenato.En USA se encuentra desde hace bastantes años como medicamento huérfano ya que se utiliza para una grave y rara enfermedad (cistinosis nefropática) para la que no había otro tratamiento más que el quirúrgico.La cistinosis es una enfermedad metabólica autosómica recesiva que cursa con acumulación de cistina en los lisosomas de las células de determinados tejidos (riñón, córnea, músculo, etc.) formando cristales que destruyen las células y como consecuencia los tejidos lo que da lugar a: retraso en el crecimiento, raquitismo, insuficiencia renal, episodios agudos de acidosis y fotofobia.En 2008, Raptor Farmacéuticos comenzó ensayos clínicos de fase II prueba una preparación de liberación retardada de bitartrato de cisteamina para la enfermedad de Huntington.

Cofactores necesarios para el metabolismoVITAMINAS B

VITAMINA

NOMBRE COMÚN

FORMA COENZIMÁTICA

ACTIVAFUNCIONES BIOLÓGICAS

B1 Tiamina TPP: Tiamina PirofosfatoLa TPP es necesaria como cofactor para las reacciones catalizadas de piruvato deshidrogenasa y α-cetoglutarato como también las reacciones catalizadas de transcetolasa de la vía de la pentosa fosfato.

B2 Riboflavina FMN y FAD Transporte electrónico en procesos de óxido-reducción, como en: > Cadena respiratoria

> Ciclo de Krebs> β oxidación de ácidos grasos> Descarboxilación oxidativa> Formación de ácido urico> Glutatión reductasa

B3 Niacina NAD y NADP

Transporte electrónico en procesos de óxido-reducción, pero solo durante el transcurso de la reacción, la mayor parte del tiempo se encuentran libres en la célula., como en:> Glucolisis> Ciclo de Krebs> Cadena respiratoria> Ruta de las pentosas fosfato> Desaminación de aminoácidos> Metabolismo del etanol

B5 Ácido pantotenico Coenzima A Para el metabolismo del ciclo del TCA de la vía de los carbohidratos y de todas las grasas y proteínas. Se han identificado al menos 70 enzimas que requieren CoA o los derivados de ACP para su función.

B6 Piridoxina PLP: Fosfato de piridoxalReacciones del transaminación requeridas para la síntesis y el catabolismo de los aminoácidos así como también en la glucogenólisis como un cofactor para la glucógeno fosforilasa.

B7 Biotina Requerida de las enzimas que están implicadas en las reacciones de carboxilación, por ejemplo, acetil-CoA carboxilasa y piruvato carboxilasa.

B9 Ácido fólico Tetrahidrofolato: THF

Lleva y transfiere varias formas de unidades de carbono durante las reacciones biosintéticas. Las unidades de un carbono son tanto grupos metil, metileno, metenil, formil o formimino, como en:> Síntesis de DNA> Síntesis de purinas> Metabolismo de la histidina> Síntesis de metionina, SAM y 5-metil tetrahidrofolato

B12 Cobalamina Metilcobalamina Durante el catabolismo de los ácidos grasos con un número impar de átomos de carbono y de los aminoácidos valina, isoleucina y treonina, el propionil-CoA resultante se convierte a succinil-CoA para la oxidación en el ciclo del TCA. Una de las enzimas en esta vía, la metilmalonil-CoA mutasa, requiere de la vitamina B12 como cofactor en la conversión del metilmalonil-CoA al succinil-CoA.La segunda reacción que requiere vitamina B12

cataliza la conversión de la homocisteína a la metionina y es catalizado por la metionina sintasa. Esta reacción da lugar a la transferencia del grupo metílico de N5- metiltetrahidrofolato a hidroxicobalamina generando el tetrahidrofolato (THF) y la metilcobalamina durante el proceso de la conversión.

Metabolismo de los lípidosCLASIFICACIÓN DE LÍPIDOS

TIPO CARACTERÍSTICAS REPRESENTACIÓN FUNCIONES BIOLÓGICAS Y/O INDUSTRIALES

Acilgliceridos

Los acilglicéridos o acilgliceroles son ésteres de ácidos grasos con un glicerol, formados mediante una reacción de condensación llamada esterificación. Una molécula de glicerol (o glicerina, son equivalentes en la nomenclatura) puede reaccionar con hasta 3 moléculas de ácidos grasos, puesto que tiene tres grupos hidroxilo.Se nombran de 2 maneras, usando el nombre del ácido graso + “-IL” e indicando la posición en que está unido el ácido graso (Con más de 1 ác. graso igual, y si son iguales, podemos decir, por ejemplo, di-oleil-glicerol, tri-palmitoil-glicerol).La otra manera es con el sufijo “-INA”. Por ejemplo, con un oleico y dos palmíticos, diríamos momo-oleil,di-palmitoina.

Ejemplo: Triacilglicerido (Triglicerido)

Constituyen la principal reserva energética del organismo animal (como grasas) y en los vegetales (aceites). El exceso de lípidos se almacena en grandes depósitos en los animales, en tejidos adiposos. Son buenos aislantes térmicos que se almacenan en los tejidos adiposos subcutáneos de los animales de climas fríos como, por ejemplo, las ballenas, el oso polar, etc. Son productores de calor metabólico. Dan protección mecánica, como los constituyentes de los tejidos adiposos que están situados en la planta del pie, en la palma de la mano y rodeando el riñón (acolchándolo y evitando su desprendimiento). Los diacilgliceroles son importantes segundos mensajeros celulares, encargados de la activación de la protein kinasa C.

Ceras Las ceras son ésteres de los ácidos grasos con alcoholes de peso molecular elevado, es decir, son moléculas que se obtienen por esterificación, reacción química entre un ácido carboxílico y un alcohol.

Las ceras tienes esencialmente función de impermeabilización y protección.* La cutícula de la epidermis de las plantas evita la deshidratación de las partes no leñosas. Esta cutícula es notablemente más gruesa en las hojas de muchas plantas adaptadas a climas secos, lo que les ofrece un aspecto brillante.*Las glándulas sebáceas de aves y mamíferos producen una secreción formada por grasas, ceras y otros lípidos que colaboran en la impermeabilización y protección de la piel.

*La cera del oído externo de los mamíferos realiza una función de retención de partículas, limpieza y mantenimiento de la humedad parecida la mucosidad en las vías respiratorias.* Para industria cosmética.

Esfingolípidos

Los esfingolípidos, son componentes importantes de las membranas, derivados del aminoalcohol insaturado esfingosina o dihidroesfingosina (C18). Este alcohol, se une a un ácido graso de cadena larga por medio de un enlace amina para formar una ceramida.Los esfingoglicolípidos pueden ser:Cerebrósidos. Monoglucosilceramidas, ceramida con monohexosa, comúnmente galactosa o glucosa. Sulfátidos. Ésteres sulfúricos de galactosilceramida.Globósidos = oligoglicosilceramidas, ceramida con oligosacárido.Gangliósidos = oligoglicosilceramidas con ácido siálicoglosario. Tienen carga negativa a pH neutro.Los cerebrósidos y los sulfátidos tienen normalmente ácidos grasos de 22 a 26 carbonos.

Las esfingomielinas, son los esfingolípidos más comunes; son ceramidas esterificadas con fosforilcolina o fosforiletanolamina. Aunque las esfingomielinas difieren químicamente de la fosfatidilcolina y la fosfatidiletanolamina, sus conformaciones y distribuciones de carga son muy similares. La mielina que rodea y aísla eléctricamente a muchos axones en las neuronas del tejido nervioso, es particularmente rica en esfingomielinas.En la industria cosmética se ocupan para shampoos, cremas, tratamientos, etc.Tienen un papel importante en la formación de membranas biológicas. Algunos de los glucoesfingolípidos se encuentran en la superficie de los eritrocitos y el resto de células actuando como antígenos y constituyendo los grupos sanguíneos.Los esfingolípidos tienen importancia biológica por el papel de señalización celular que desempeñan. Así, por ejemplo, la ceramida es ampliamente conocida por inducir apoptosis en las células.

Terpenos Son compuestos orgánicos considerados como derivados del isopreno. Sin embargo, aun cuando el decir que son derivados del isopreno ha ayudado a clasificar a estos compuestos, en

> Monoterpenos: Son aceites esenciales de muchas plantas, a las que dan su olor y sabor característicos: mentol, geraniol, limoneno, pineno, alcanfor, etc.> Sesquiterpenos: El alcohol sesquiterpenico es

realidad el precursor de estas moléculas es el Ácido Meválonico, que proviene del Acetil CoA.Los terpenos se clasifican según el número de dímeros de isopreno que forman su estructura, considerando que la unidad terpénica consta de dos isoprenos.

también conocido como farnesol se utiliza en perfumería para enfatizar los olores de perfumes florales dulces.> Diterpenos: Forman base de importantes compuestos biológicos tales como el retinol, retinal, y el fitol.> Triterpenos: El triterpeno lineal escualeno es el mayor constituyente del Aceite de Hígado de Tiburón.> Tetraterpenos: Biológicamente están el licopeno, γ y β caroteno. La mayor parte son carotenoides; se dividen en carotenos (coloración rojiza o naranja) y xantofilas.> Politerpenos: Utilizados para la producción de hule natural, caucho, latex y en general objetos de goma.

Esteroides

Los esteroides, son lípidos simples no saponificables, en su mayoría de origen eucarionte, derivados del ciclopentanoperhidrofenantreno.El colesterol es el esteroide más abundante en los animales, se clasifica como un esterol por la presencia de un hidroxilo (OH) en el C3 y su cadena lateral alifática de 8 a 10 átomos de carbono.

El colesterol es un componente mayoritario de las membranas plasmáticas animales y se encuentra en menor cantidad en las membranas de los organelos. EL colesterol es el precursor metabólico de las hormonas esteroides, que son substancias que regulan una gran variedad de funciones fisiológicas, que incluyen el desarrollo sexual y el metabolismo de los carbohidratos.Los derivados del colesterol son: los ácidos biliares, las hormonas esteroides –estrógenos, progestágenos, glucocorticoides, mineralocorticoides y andrógenos- y la vitamina D, que deriva del colesterol aunque propiamente no es un esteroide

Fosfogliceridos

Los Fosfogliceridos, Glicerofosfolipidos, o fosfoacilgliceroles pueden definirse como lipidos anfipaticos formados por esteres de acilglicerol con fosfato y otro compuesto hidroxilado. Dependiendo de la identidad de X, el fosfoglicerido puede ser: • Fosfatidato (si X es un Hidrogeno)• Fosfatidil colina, tambien conocida como Lecitina (si X es colina)• Fosfatidil etanolamina (si X es etanolamina)• Fosfatidil serina (si X es serina)• Fosfatidil glicerol (si X es otro glicerol)• Fosfatidil inositol (si X es inositol)• Cardiolipin (si X es un glicerofosfatido)

• Estructura de las membranas celulares• Reserva de mensajeros intracelulares• Anclaje de algunas proteinas a las membranes celulares• Estabilizacion de la estructura de las proteínas• Cofactores de enzimas• Detergentes biológicos– Surfactantes pulmonares– Solubilizacion de lipidos no polares en las lipoproteinas.

Eicosanoides Este término agrupa a una serie de compuestos derivados de ácidos grasos poliinsaturados de 20 átomos de carbono (de donde deriva su nombre), como el ácido araquidónico.Como la diversidad de los eicosanoides es grande, estos compuestos se clasifican en función de las enzimas que intervienen en su síntesis:Si son productos de la ruta de la ciclooxigenasa: prostaglandinas y tromboxanos

Ácido araquidónico Intervienen en procesos alérgicos, inflamatorios, provocan la contracción del músculo liso (en la menstruación y en el parto). Son el prototipo de mediadores locales, liberados in situ ante diversos estímulos. Aunque son compuestos que funcionan como señales químicas, difieren de las hormonas en dos aspectos importantes:Se sintetizan prácticamente en todos los tejidos, no en una glándula endocrinaQuímicamente son muy inestables y, por tanto, sólo actúan a nivel local.

Si son productos de la ruta de la lipoxigenasa: leucotrienos.