El catabolismo de proteínas consiste en la transformación de las proteínas en aminoácidos y compuestos derivados simples para su transporte dentro de la célula a través de la membrana plasmática y, en última instancia, su polimerización en nuevas proteínas a través del uso de los ácidos ribonucleicos (ARN) y ribosomas. El catabolismo de proteínas, que consiste en la descomposición de macromoléculas, es principalmente un proceso digestivo.
Este proceso lo llevan a cabo normalmente endo- y exo-proteasas no específicas. Sin embargo, se utilizan proteasas específicas para partir las proteínas para funciones reguladoras. Los aminoácidos producidos por el catabolismo pueden ser reciclados directamente, utilizados para crear nuevos aminoácidos, o ser convertidos en otros compuestos a través del ciclo de Krebs.
¿Recuerdas la estructura de un aminoácido?
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| Imagen 14. Autor: YassineMrabet. Dominio público |
Como bien recuerdas está formado por un grupo amino y por un grupo carboxilo. Para oxidarlos, hay que degradar estas dos partes, por tanto se hará una eliminación del grupo amino y la oxidación del esqueleto carbonado.
a) Eliminación del grupo amino
Se diferencian dos etapas: transaminación y desaminación oxidativa.
- Transaminación: consiste en transferir el grupo amino desde un aminoácido a un cetoácido, en la mayor parte de los casos el
-cetoglutárico que se transforma en ácido glutámico. Esta reacción esta catalizada por las transaminasas. De esta manera, se recogen los grupos aminos de distintos aminoácidos en un sólo aminoácido, el ácido glutámico.
- Desaminación oxidativa: a continuación, el ácido glutámico, por acción de la glutamato deshidrogenasa, sufre una oxidación; los hidrógenos son recogidos por el NAD+ o NADP+, que se reducen, y se libera el grupo amino en forma deamoniaco, regenerándose al
b) Oxidación del esqueleto carbonado
Los esqueletos carbonados de los 20 aminoácidos, que quedan como resto cuando se elimina el grupo amino, se degradan siguiendo rutas específicas. Mediante estas rutas catabólicas diferentes se obtienen: ácido pirúvico, acetil-CoA u otros intermediarios del ciclo de Krebs. Estos compuestos pueden oxidarse completamente dando CO2 y H2O, o utilizarse para la síntesis de glucosa y ácidos grasos que posteriormente serán utilizados como combustibles.
En este vídeo tienes todo el proceso, no hace falta que te lo aprendas, fíjate cómo, tras los dos procesos nombrados, se continúa el proceso en el ciclo de Krebs que ya conoces.
El metabolismo oxidativo de proteínas se divide en tres etapas:
1) Los carbonos dan lugar a moléculas de acetil-CoA de dos carbonos, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos.
2) Ocurre el ciclo de Krebs.
3) La fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH2) generado se emplea para la síntesis de ATP según la teoría del acoplamiento quimiosmótico.
Síntesis de las proteínas (Anabolismo): Proceso que sintetiza un compuesto.
El cuerpo sintetiza ciertos aminoácidos y los aprovecha, junto con los que obtiene de los alimentos, para elaborar las proteínas que necesita. Y las desintegra, liberando con ello aminoácidos que son reciclados para la síntesis de proteínas o que se usan para conseguir energía. Es decir hay un recambio continuo de proteínas y por ello necesitamos ingerirlas. Es imprescindible mantener un equilibrio adecuado entre síntesis y degradación puesto que cada proceso depende y se apoya en el otro.
Además de las proteínas, otras macromoléculas experimentan recambios. Los ácidos nucléicos patrón o mensajeros constituyen buenos ejemplos. La vida total de estas sustancias es muy importante en la regulación de las cantidades de proteínas sintetizadas como respuesta a ellas.
Necesidades generales de aminoácidos
Para que tenga lugar la síntesis de proteínas:
El cuerpo sintetiza sin cesar nuevas proteínas y, al mismo tiempo, las degrada.
Estas sustancias se degradan en sus aminoácidos componentes por acción de las enzimas. Estosaminoácidospueden seguir varios caminos:
Cuando el hombre entra en inanición agota la grasa, recurriendo a continuación a las proteínas. El nitrógeno amino es obtenido en primer lugar de las proteínas plasmáticas, especialmente de la albúmina. Otros tejidos, con un metabolismo rápido (hígado y páncreas) tienden a perder con rapidez sus proteínas.
El músculo es lento en proporcionar el nitrógeno pero como representa el 60% de las proteínas, constituye el principal reservorio. Puede perder hasta un 6% de su masa proteica por día.
Es muy importante tener en cuenta que un déficit prolongado de un aminoácido esencial aminora la capacidad del organismo para crecer y conservarse.
O porque esas necesidades de energía están aumentadas como sucede en el embarazo, crecimiento, etc. También si tomamos excesivas proteínas. Si nos faltan aminoácidos esenciales. Y en enfermedades infecciosas, cirugía, lesiones, diabetes mellitus.
La **inanición** es una grave reducción en los nutrientes, vitaminas e ingesta de energía. Es la forma más extrema de malnutrición, consecuencia de la prolongada insuficiencia de alimentos. Se caracteriza por pérdida extrema de peso, disminución de la tasa metabólica y debilidad extrema.
1) Los carbonos dan lugar a moléculas de acetil-CoA de dos carbonos, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos.
2) Ocurre el ciclo de Krebs.
3) La fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH2) generado se emplea para la síntesis de ATP según la teoría del acoplamiento quimiosmótico.
Síntesis de las proteínas (Anabolismo): Proceso que sintetiza un compuesto.
El cuerpo sintetiza ciertos aminoácidos y los aprovecha, junto con los que obtiene de los alimentos, para elaborar las proteínas que necesita. Y las desintegra, liberando con ello aminoácidos que son reciclados para la síntesis de proteínas o que se usan para conseguir energía. Es decir hay un recambio continuo de proteínas y por ello necesitamos ingerirlas. Es imprescindible mantener un equilibrio adecuado entre síntesis y degradación puesto que cada proceso depende y se apoya en el otro.
Además de las proteínas, otras macromoléculas experimentan recambios. Los ácidos nucléicos patrón o mensajeros constituyen buenos ejemplos. La vida total de estas sustancias es muy importante en la regulación de las cantidades de proteínas sintetizadas como respuesta a ellas.Necesidades generales de aminoácidos
Para que tenga lugar la síntesis de proteínas:
- Se requiere que el organismo tenga 20 de los aminoácidos en cantidades suficientes y simultáneamente en la célula (los otros dos, hidroxiprolina e hidroxilisina, se encuentran en unas cuantas proteínas y se pueden obtener a partir de prolina y lisina respectivamente, luego de haberse sintetizado las proteínas). La proteína es una combinación de estos 20 aminoácidos.
- Si hay deficiencia de algún aminoácido, es decir, está pero en una cantidad más pequeña de la necesaria, la síntesis sigue hasta que le falte ese aminoácido.
El cuerpo sintetiza sin cesar nuevas proteínas y, al mismo tiempo, las degrada.
Estas sustancias se degradan en sus aminoácidos componentes por acción de las enzimas. Estosaminoácidospueden seguir varios caminos:
- Algunos son reciclados produciendo así nuevas proteínas
- El resto de los aminoácidos pasa por otra degradación más y acaba produciendo energía, por cada gramo de proteína se generan 4 kilocalorías.
- Se separa el grupo amino que se convierte en urea y se elimina por la orina. Al perderse este grupo que lleva nitrógeno el equilibrio de nitrógeno es negativo.
- Por otro lado, la parte que queda sigue uno de los tres caminos:
- Se usa para producir energía directamente.
- El hígado transforma los aminoácidos glucogénicos en glucosa y se almacena como glucógeno.
- El hígado transforma los aminoácidos cetogénicos en ácidos grasos y se almacenan como triglicéridos.
Cuando el hombre entra en inanición agota la grasa, recurriendo a continuación a las proteínas. El nitrógeno amino es obtenido en primer lugar de las proteínas plasmáticas, especialmente de la albúmina. Otros tejidos, con un metabolismo rápido (hígado y páncreas) tienden a perder con rapidez sus proteínas.
El músculo es lento en proporcionar el nitrógeno pero como representa el 60% de las proteínas, constituye el principal reservorio. Puede perder hasta un 6% de su masa proteica por día.
Es muy importante tener en cuenta que un déficit prolongado de un aminoácido esencial aminora la capacidad del organismo para crecer y conservarse.
O porque esas necesidades de energía están aumentadas como sucede en el embarazo, crecimiento, etc. También si tomamos excesivas proteínas. Si nos faltan aminoácidos esenciales. Y en enfermedades infecciosas, cirugía, lesiones, diabetes mellitus.
La **inanición** es una grave reducción en los nutrientes, vitaminas e ingesta de energía. Es la forma más extrema de malnutrición, consecuencia de la prolongada insuficiencia de alimentos. Se caracteriza por pérdida extrema de peso, disminución de la tasa metabólica y debilidad extrema.
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