Proteinen metabolismoaEl metabolismo de las proteínas

Proteinak nitrogeno atomoa duten konposatu bakarrak dira. Elikaduran ez badira hartzen, ondorio larriak ekar ditzake.

Odoleko proteina kontzentrazioa jakiteko, nitrogeno kontzentrazioa neurtzea posible litzateke.

Gorputzean ez dago proteina erreserbarik, proteinen kontzentrazioa anabolismo eta katabolismoaren arteko orekan datza: Oreka nitrogenatua.

Negatiboa: Ahulezia, zenbait gaixotasun, proteinadun desnutrizioa, zahartzaroan, diabetes ez kontrolatuetan, neoplasiak, sukar handiak.

Positiboa: Hartutakoak iraitzitakoa gainditzen duenean, haurtzaroan, haurdunaldian, ahuleziaren ondorengo elikaduran.

Proteinak ekoizteko aminoazidoak beharrezkoak dira. Aminoazidoak dietaren eta proteinen apurketen bitartez lor ditzakegu. Organismoak aminoazidoak sintetizatzen ditu, baina esentzialak deritzenak, ezin ditu sintetizatu eta dieta bidez hartu behar ditu.

Balina

Isoleuzina

Leuzina

Lisina

Fenilalanina

Triptofanoa

Metionina

Treonina

Histidina

Arginina

Aminoazidoen elkarketez, proteinak sortuko dira. Aminoazido hauek lortzeko hainbat modu daude: Krebs zikloko zetoazidoari amino taldea lotuz (-3ATP), azido glutamikoa erabiliz (alanina) edo glikolisiko bitartekarien bidez (serina).

Aminoazidoen ekoizpenaren lehenengo pausua NH4+-aren (amonioa) sarrera izango da.

Glutamato deshidrogenasa entzimak burutzen duen ondoko erreakzioaren bitartez gertatzen da: α-zetoglutarato + NH4+ + NADPH + ATP L-glutamato + NADP+ + ADP + Pi Erreakzioetan ikusi daitekeenez, NADPH + H+ indar erreduzitzailea erabiltzen da: Glutamato + NH4+ + ATP Glutamina + ADP + Pi + H+ Aminoazidoaren arabera ekoizpen erreakzioak ezberdinak dira. Dena den, karbonozko hezurdurak glikolisiko, pentosen bideko edota Krebs zikloko bitartekariak dira:

Oxalazetatoa → Aspartatoa → Asparrigina, metionina, treonina, isoleuzina eta lisina.

Pirubatoa → Alanina, balina eta leuzina.

Erribosa-5P → Histidina

Fosfoenolpirubatoa + Eritrosa-4P → Fenilalanina, tirosina eta triptofanoa.

α-zetoglutaratoa → Glutamatoa → Glutamina, prolina eta arginina.

Glizeraldehido-3P → Serina → Zisteina eta glizina.

Beste alde batetik, glutamatoa erabiliz eta transaminasen bitartez, zenbait aminoazido ekoitz daitezke. Aminoazidoak erabiliz, beste biomolekula garrantzitsu asko ekoitz daitezke.

Serinatik lortzen da esfingosinaren bukaera erreaktiboa.

Histamina histidinaren deskarboxilaziotik dator.

Tiroxina, adrenalina eta melanina hormonak tirosinatik datoz.

Serotonina eta NADren nikotinamida eraztuna triptofanotik datoz.

Aitzindariaren arabera, familia biosintetiko desberdinetan sailkatu daitezke aminoazidoak:

PROTEINEN APURKETA:

Apurketa eta digestio-xurgapena.

Apurketa intrazelularra: Lisosomala.

Ubikitina-proteosoma sistema.

Apoptotikoa.

AMINOAZIDOEN KATABOLISMOA:

Desaminazioa.

Urearen zikloa.

Egitura karbonatuen oxidazioa.

DIGESTIOA ETA XURGAPENA 1. Digestioa: Arean ekoiztutako entzimen bidez burutzen da. Entzima desberdinek parte hartzen dute: Pepsina eta gastrina, tripsina, kimiotripsina, elastasa eta karboxipeptidasa.

2. Xurgapena: Proteinen apurketaren azken atala burutzen da. Heste meheko enterozitoetan gertatzen da.

3. Aminoazidoen askapena odolera.

Digestioa urdailean hasten da. Proteinen irenspenak gastrina hormonaren ekoizpena aktibatzen du, honek, aldi berean, pepsinogenoaren askapena bultzatzen du (pepsinaren forma inaktiboa).

Digestioak heste mehean jarraitzen du peptidasa pankreatikoei esker: Kimiotripsina eta tripsina. Hauek, proteolisia aktibatzen dute.

Sortutako aminoazidoak, enterozitoetan xurgatzen dira eta odolaren bidez beste organoetara eta ehunetara bideratzen dira.

PROTEASAK: APURKETA INTRAZELULARRA (LISOSOMAK) Lisosomak, zelulen digestio aparatua ere deituak, organulu zelularrak dira. 4-5 inguruko pH dute barnean eta 50 entzima hidrolitiko baino gehiago. Hauen mutazioak Gaucher Gaixotasuna sor dezakete, glukozerebrosidasa falta.

Entzima garrantzitsuenak katepsinak dira:

Tiol-proteinasa ez oso espezifikoak.

pH azidoan lan egiten dute.

Zimogenoak bezala ekoizten dira (forma ez aktiboa) eta lisosomara garraiatzein dira, bertako inguru azidoak aldaketa konformazionala eragiten die.

uaQ UBIKITINA-PROTEASOMA SISTEMA Proteinen apurketa oso ondo bideratua dagoen prozesua da. Lehenik, zelulen baitan apurtu behar diren proteinak zein diren zehaztu beharra dago. Horretarako, apurtu diren proteinei ubikitina deritzan proteina txikiak atxikitzen zaizkie.

Proteinen amino bukaerako aminoazido sekuentziak eragin handia du ubikitinazio prozesuan.

Horrela, hurrengo aminoazidoak agertzen badira, ubikitinazioa bortitzagoa da eta beraz, proteina horren bizi-erdia askoz ere laburragoa da. 3 entzimak parte hartzen dute: 1. Entzima: Ubikitina ezagutu eta aktibatzen du ATParen laguntzaz.

2. Entzima: Ubikitinaren konjugatzailea da eta ubiktina garraiatzen du.

3. Entzima: Ubikitinak lotzen ditu. Proteina sustrato bezala ezagutu eta ubikitinizatzen ditu. Hortaz gain, ubikitinak garraiatzen ditu bigarren entzimatik proteinaren NH3 talderaino.

Behin ubikitinazioa gertatu ondoren, proteasoma deritzan entzimen multzoak apurtu egiten ditu (zelulen zitoplasman dauden proteasez eta peptidasez osaturiko konplexua). Proteinen apurketaz lortu diren aminoazido horiek ezin direnez metatu, une horretan beste proteina batzuk ekoizteko behar ez badira, deuseztatuak izan behar dira. Aminoazidoen deuseztapena gibelean gertatzen den prozesua da (desaminazioa).

ERREGULAZIOA:

Zenbait hormonek glukagoia eta glukokortikoideak bezala, proteinen deuseztapena bultzatzen dute.

Intsulinak ordea, proteinen apurketa gutxiarazten du.

APOPTOTIKOA Entzima proteolitikoek (Kaspasak) bideratutako prozesua da.

TNF errezeptoreen aktibazioaren ondorioz, kapasak aktibatzen dira. Hauek, proteinen sekuentzia tetrapeptidiko zehatz bat identifikatzen dute: Asp-X-X-Asp proteina degradatuz.

Proteinen digestioaren mailak: proteina → peptidoak → aminoazido askeak, proteasen eta peptidasen bidez. Endopeptidasek proteina barrutik hausten dute; amino eta karboxipeptidasek muturretatik, peptido txikiagoetatik aminoazido askeetara.

Egoera fisiologiko desberdinetan burutzen da. Animalietan, aminoazidoak oxidazioaren bidez apurtzen dira energia lortzeko.

1. Biosintesirako beharrezkoak ez diren aminoazidoak ez dira metatzen, deuseztatu egiten dira.

2. Dietaren bidez aminoazido gehiegi irensten badira, ez dira metatzen.

3. Ahulezia kasuetan, proteinak erabiltzen dira energia lortzeko, bere aminoazidoak degradatuz.

Katabolismoa bi pausutan ematen da. Lehenik amino taldea galtzen du, ura ziklora joango dena, gero kate karbonatua Krebs zikloan sartzen da, glukosa edota gorputz zetonikoak sortuz.

DESAMINAZIOA Amina taldea galtzeko era ezberdinak daude. Aminoazidoen talde aminoa kendu eta kate karbonatuak bitartekarietan bihurtzen dira bi etapen bidez: Transaminazioa eta desaminazio oxidatiboa.

TRANSAMINAZIOA Amino taldea α-zetoazido batera transferitzen da, hasierako aminoazidoko α-zetoazidoa sortzeko eta horrekin batera, aminoazido berri bat sortzeko (glutamatoa). Zitoplasman ematen da eta transaminasak edo aminotransferasak kontrolatzen dute.

Eskema orokor horren bi adibide GOT (Glutamato-Oxalazetato transaminasa) eta GPT (Glutamato-Pirubato transaminasa) transaminasek bideratzen dituztenak dira: GOT: Aspartatoa + α-zetoglutaratoa → Oxalazetatoa + Glutamatoa GPT: Alanina + α-zetoglutaratoa → Pirubatoa + Glutamatoa Aminoazido guztientzat daude transaminasak, treonina eta lisinarentzat ezik.

Nitrogenoaren garraioa muskulu ehunetatik gibelera egiten da, alanina eran. Gibelean, NH3-a, zetoglutaratoari pasatzen zaio, pirubatoa sortuz. Pirubatotik glukosa sor liteke. Honi glukosa-alanina zikloa deritzo, muskuluko nitrogenoa askatzen da eta energia lortzen da, glukosa sortuz.

DESAMINAZIO OXIDATIBOA Glutamatotik amino taldea ezabatu eta amoniako moduan askatzen da, α-zetoglutaratoa sortzen da. Mitokondrioen matrizean ematen da.

Glutamato deshidrogenasak ahalbidetzen du. NAD(P)ren menpekoa da, ADPak aktibatzen du eta ATPak zein GTPak inaktibatu egiten dute.

UREAREN ZIKLOA Aminoazidoen katabolismoan sortutako nitrogeno sustantziekin bukatzen da, urea modura iraitziz. Urearen biosintesia 4 fasetan burutzen da: 1. Transaminazioa 2. Desaminazio oxidatiboa 3. Amoniakoaren garraioa 4. Urearen zikloa Amonioa urean bilakatzeko, urearen zikloa jartzen da martxan. Amonioa toxikoa da eta kanporatu egin behar da. Urearen sintesia gibelean ematen da.

Ornitina mitokondriara garraiatu.

Bertan, ATP, HCO3 eta NH3 elkartzen dira Karbamoil-P sortzeko.

Zitrulina sortzen da bien loturaz eta zitosolera garraiatu behar da.

Aspartatoa sartu eta fumaratoa atera.

Azkenik, arginasak, arginina urean eta ornitinan bihurtzen du.

Urearen zikloak arazoak baditu, orduan amonio ioiak pilatzen joaten dira hiperamonemia emanez. Sintoma nagusiak goragalea, garunean kalteak eta koma dira.

ERREGULAZIOA:

Karbamoil fosfato sintetasa I: N-azetilglutamatoa dagoenean aktibatzen da.

Indukzio entzimatikoa: Amoniakoa edo aminoazido mailak gibelean handitzen direnean.

FISIOLOGIKOKI:

Uremia: Urea izatea odolean. Sindrome uremikoa, batez ere giltzurrunen hutsegiteagatik edo gibelean urearen ekoizpena handituta dagoenean. Giltzurrunen funtzioa neurtzeko erabiltzen da.

Amonemia: Amoniako maila altuak izatea odolean urea zikloan akatsak eman direlako.

Hiperamonemia I: Karbamoil fosfato sintetasa I akatsa.

Hiperamonemia II: Ornitina transkarbamilasaren akatsa.

Biak akats genetikoak dira eta gibelaren funtzioaren adierazle dira.

Urea zikloaren edozein entzimen defizitak hiperamonemia eta arnas alkalosia ekar dezake.

EGITURA KARBONATUEN OXIDAZIOA Aminoazidoen kate karbonatuak, karbohidratoetan, gantzean edo bietan bihurtu daitezke.

20 aminoazidoak 7 metabolito desberdinetara bideratzen dira. Aminoazidoak bere kate karbonatuaren helmugaren arabera klasifikatzen dira: Glukogenikoak eta zetogenikoak.

Zetogenikoak: Kate karbonatua Azetil-CoA edo azetoazetatoan degradatzen dira eta gantz azidoetan edo gorputz zetonikoetan bihurtzen dira.

Thr, Leu, Phe, Tyr, Trp, Lys

Glukogenikoak: Kate karbonatuak pirubato, fumarato, α-zetoglutamikoa, sukzinil-CoA edo OAAn bihurtzen dira gero glukosa emanez.

Oxido nitrikoa, oxido nitriko sintasa entzimak ekoizten du arginina erabiliz. Gas garrantzitsu honek mezulari funtzioak betetzen ditu. Oxido nitrikoak guanilato ziklasa (GMPz ekoizten duena) entzima aktibatzen du eta ondorioz zelulen aktibitatean eragiten du, neuronetan neurotransmisore bezala funtziona dezake, makrofagoetan, zakilaren zutitzean… Muskulua erlaxatzea eragiten du. Nitroglizerina bularreko angina arintzeko hartzen da.