Biochimica degli amminoacidi

Le proteine ingerite con gli alimenti vengono idrolizzate nello stomaco e nell'intestino tenue per produrre amminoacidi liberi ed oligopeptidi. Questi prodotti vengono assorbiti dalle cellule dell'intestino tenue e riversati nel circolo sanguigno; la maggior parte degli amminoacidi viene quindi utilizzata dai vari organi e tessuti per i processi di rinnovamento cellulare (turnover proteico).

DEGRADAZIONE DEGLI AMMINOACIDI

Gli amminoacidi vanno incontro a degradazione:

1) per normale turnover delle proteine

2) quando il loro apporto con la dieta è eccessivo

3) in carenza di carboidrati

La prima tappa del catabolismo degli amminoacidi prevede l'allontanamento del gruppo amminico. Lo scheletro carbonioso viene così utilizzato nel ciclo di Krebs o nella gluconeogenesi.


Le amminotransferasi o transaminasi rappresentano gli enzimi chiave nella rimozione del gruppo amminico degli amminoacidi.


Le reazioni di transaminazione consistono nel trasferimento di un gruppo amminico da un amminoacido donatore all'alfa-chetoglutarato per formare glutammato. Durante questa reazioni il gruppo amminico donatore è convertito in α- chetoacido. Il glutammato convoglia i gruppi amminici verso il ciclo dell'urea o verso le vie biosintetiche degli amminoacidi.


Coenzima delle transaminasi è il piridossalfosfato, un enzima prodotto a partire dalla piridossina (Vitamina B6 ).

Le transaminazioni sono reversibili e possono funzionare nei due sensi, a seconda delle necessità della cellula .

ESCREZIONE DELL'AZOTO

Solitamente i gruppi amminici in eccesso vengono escreti oppure utilizzati per sintetizzare composti azotati.


Un importante processo a cui vanno incontro gli amminoacidi è la deamminazione ossidativa. Essa avviene nei mitocondri ed è catalizzata dalla glutammato deidrogenasi, un enzima che allontana il gruppo amminico dal glutammato e lo sostituisce con l'ossigeno proveniente dall'acqua.


Lo ione ammonio che si viene a formare reagisce col glutammato per formare glutammina, che funge da trasportatore di gruppi amminici al fegato. L'enzima che permette questa reazione ATP-dipendente è la glutammina sintetasi.


La glutammina entra nel circolo sanguigno e raggiunge il fegato dove, all'interno dei mitocondri epatici, viene riconvertita a glutammato con liberazione dello ione ammonio NH4 + .


L'alanina rappresenta il principale trasportatore di gruppi amminici dal muscolo al fegato. Essa viene formata per trasferimento del gruppo amminico dal glutammato all'acido piruvico o piruvato. Similmente a quanto avviene per la glutammina, una volta giunta all'interno dei mitocondri epatici, l'alanina libera il proprio ione ammonio generando glutammato e piruvato. Il piruvato è necessario al fegato nel processo chiamato gluconeogenesi.


Lo ione ammonio NH4 + è tossico per le cellule del corpo ed in particolare per il cervello. Come abbiamo visto, in sede extraepatica lo ione ammonio viene neutralizzato tramite il legame con il glutammato o con il piruvato. Nel fegato l'NH4 + viene incorporato nella molecola atossica dell'urea. L'urea prodotta dal fegato viene trasportata attraverso il sangue ai reni per l'escrezione urinaria.

IL CICLO DELL'UREA

Il ciclo dell'urea inizia con la formazione del carbamil fosfato ad opera dell'enzima carbamil-fosfato sintasi. Durante questa reazione vengono spese due molecole di ATP.

Le successive reazioni del ciclo dell'urea sono rappresentate in figura.


ciclo urea

Il ciclo dell'urea richiede un'elevata quantità di energia (4 ATP per ogni molecola di urea prodotta).

CATABOLISMO DELLO SCHELETRO CARBONIOSO DEGLI AMMINOACIDI

Lo scheletro carbonioso degli amminoacidi viene utilizzato nel ciclo di Krebs per produrre energia.


amminoacidi

Come riportato in figura gli scheletri carboniosi convergono in sette composti in grado di entrare direttamente o indirettamente nel ciclo di Krebs: piruvato, acetilCoA, acetoacetilCoA, α -chetoglutarato, succinilCoA, fumarato, ossalacetato.


Gli amminoacidi che vengono degradati ad acetilCoA o acetoacetilCoA sono detti chetogenetici e sono i precursori dei corpi chetonici .


Gli altri sono  glucogenetici e possono, una volta convertiti in piruvato ed ossalacetato, formare glucosio attraverso la gluconeogenesi.



Vedi anche: Amminoacidi, uno sguardo alla chimica

Proteine, uno sguardo alla chimica



Ultima modifica dell'articolo: 17/06/2016