Margherita Ruoppolo » 22.La degradazione degli amminoacidi

Transaminazione

Se gli aminoacidi non vengono utilizzati per formare proteine il loro gruppo amminico deve essere rimosso dallo scheletro carbonioso.
L’interconversione degli aminoacidi in chetoacidi rappresenta un tipo di reazione molto importante nel metabolismo.
Queste reazioni sono catalizzate da enzimi citoplasmatici o mitocondriali chiamati transaminasi o aminotransferasi. La reazione è rappresentata in prima figura. I dettagli della reazione sono riportati nel video.
Il gruppo prostetico delle transaminasi è il piridossalfosfato, la forma coenzimatica della vitamina B6 riportata in seconda figura.

Reazione di transamminazione

Durante la reazione di transaminazione si ha una deamminazione dell’alfa-amminoacido e amminazione dell’alfa-chetoglutarato. Il piridossalfosfato (PLP) è il cofattore dell’amminotransferasi.

Gruppo prostetico delle amminotransferasi

In figura è indicata la struttura del piridossal fosfato (PLP) e della sua forma amminata, la piridossammina fosfato.

Meccanismi coinvolti nella degradazione degli amminoacidi

Glutammato deidrogenasi

Il chetoacido accettore del gruppo amminico è molto spesso l’alfachetoglutarato e quindi l’aminoacido che si produce è il glutammato.
La reazione che permette di riottenere alfa-chetoglutarato dal glutammato è catalizzata dall’enzima glutammato deidrogenasi.
La glutammato deidrogenasi è un’enzima marker della matrice mitocondriale.
La glutammato deidrogenasi è inibito dal GTP ed attivato dall’ADP. I dettagli della reazione sono forniti nel video.

Ammoniaca

L’ammoniaca può :

Portare alla formazione dell’urea nel fegato (Lezione n. 23).
Essere trasportata sotto forma di glutammina da diversi tessuti. In particolare è trasportata dal cervello al fegato per la formazione dell’urea. I dettagli sono descritti nel video.
Essere trasportata attraverso il ciclo glucosio-alanina nel muscolo. I dettagli sono descritti nel video.

Metabolismo degli aminoacidi proteici

I venti aminoacidi sono degradati e formano:
- Intermedi del ciclo di Krebs (alfa-chetoglutarato, succinil-CoA, fumarato ed ossalacetato)
- Acetoacetato, acetilCoA e piruvato
Gli aminoacidi possono essere utilizzati per la sintesi di glucosio e sono detti glucogenici. Leucina e lisina non possono dare glucosio ma corpi chetonici, pertato sono definiti chetogenici. Triptofano, fenilalanina, tirosina ed isoleucina sono sia chetogenici che glucogenici.
Uno schema generale della connessione del metabolismo aminoacidico con il ciclo di Krebs è riportato in figura ed i dettagli sono forniti nel video.

Ingresso degli amminoacidi nel ciclo di Krebs

In figura sono indicate le principali vie cataboliche degli amminoacidi.

Ingresso degli amminoacidi nel ciclo di Krebs

Vie cataboliche degli aminoacidi

Alanina, triptofano, cisteina, serina, glicina e treonina sono degradati ad acetil-CoA.
Lo scheletro carbonioso di prolina, glutammato, glutammina, arginina ed istidina entra nel ciclo dell’acido citrico attraverso l’alfachetoglutarato.
Metionina, isoleucina, treonina e valina sono degradati in vie cataboliche che producono succinil-CoA.
Asparagina e aspartato entrano nel ciclo dell’acido citrico come ossalacetato.
Tutti i meccanismi sono descritti nel video.

Errori congeniti del metabolismo

Sono stati identificati nell’uomo molti difetti genetici a carico del metabolismo degli aminoacidi.
La maggior parte di questi difetti porta all’accumulo di specifici intermedi che a sua volta determina uno sviluppo nervoso difettoso e ritardo mentale.
La tabella riporta i principali difetti del metabolismo degli aminoacidi.
Nel video sono descritte le basi molecolari di un difetto genetico ad alta incidenza nei caucasici: la fenilchetonurea.