Biosíntesis de Aminoácidos

La biosíntesis de aminoácidos representa el aspecto anabólico del metabolismo de los aminoácidos: la construcción de aminoácidos a partir de precursores más simples, derivados principalmente de las vías metabólicas centrales. En los seres humanos, esta capacidad es parcial, lo que explica por qué algunos aminoácidos son no esenciales y se producen internamente, mientras que otros son esenciales y deben obtenerse de la dieta.

Definition

La biosíntesis de aminoácidos es la síntesis de aminoácidos a partir de esqueletos de carbono proporcionados por el metabolismo central, junto con un grupo amino donado por otros transportadores de nitrógeno, produciendo en los seres humanos los aminoácidos no esenciales, mientras que los aminoácidos esenciales deben obtenerse de la dieta.

Scope

Esta entrada aborda cómo se sintetizan los aminoácidos no esenciales a partir de intermediarios de la glucólisis y del ciclo del ácido cítrico, el papel de los donantes de nitrógeno como el glutamato y la glutamina, y la distinción entre aminoácidos esenciales y no esenciales en humanos. La lectura y el ensamblaje de aminoácidos en proteínas se tratan en la entrada de traducción, y su degradación en la entrada de catabolismo.

Core questions

• ¿Qué esqueletos de carbono sirven como precursores para los aminoácidos no esenciales?
• ¿Cómo se suministra el nitrógeno durante la biosíntesis?
• ¿Por qué los seres humanos pueden producir algunos aminoácidos pero no otros?

Key concepts

• Aminoácidos esenciales versus no esenciales
• Precursores de la glucólisis y el ciclo del ácido cítrico
• Glutamato y glutamina como donantes de grupos amino
• Transaminación en dirección sintética
• Reacciones de amidación (síntesis de glutamina y asparagina)
• Aminoácidos condicionalmente esenciales

Mechanisms

Los aminoácidos no esenciales se construyen a partir de un número limitado de metabolitos centrales. El piruvato, el oxalacetato y el alfa-cetoglutarato se convierten por transaminación, en dirección sintética, en alanina, aspartato y glutamato, respectivamente, sirviendo el glutamato frecuentemente como donante del grupo amino. El 3-fosfoglicerato de la glucólisis es el precursor de la serina, de la cual pueden derivar la glicina y la cisteína. Las reacciones de amidación añaden un segundo nitrógeno para formar glutamina a partir de glutamato y asparagina a partir de aspartato, siendo esta última catalizada por la asparagina sintetasa. Por el contrario, los esqueletos de carbono y las rutas biosintéticas de los aminoácidos esenciales no están presentes en los seres humanos, por lo que estos deben ser suministrados por la dieta; el límite puede variar bajo estrés o en ciertas condiciones, dando lugar a aminoácidos condicionalmente esenciales.

Clinical relevance

La dependencia de algunos tejidos del suministro de aminoácidos, incluyendo el requisito de aminoácidos esenciales en la dieta, es fundamental para la ciencia de la nutrición y ayuda a explicar por qué ciertos tumores que no pueden producir aminoácidos específicos son sensibles a su agotamiento. Esta entrada describe la bioquímica y no constituye una base para decisiones dietéticas o de tratamiento individuales.

Evidence & guidelines

Las vías biosintéticas son bioquímica establecida y consolidada en textos y revisiones estándar; este es un tema de referencia más que un dominio de guía clínica.

History

Las rutas biosintéticas hacia aminoácidos individuales se cartografiaron a mediados del siglo XX mediante la enzimología y la genética microbiana, incluyendo el uso de mutantes biosintéticos para ordenar los pasos de las vías, un trabajo que estableció qué esqueletos de carbono y donantes de nitrógeno alimentan cada aminoácido.

Key figures

• David Greenberg
• Bernard Davis

Seminal works

• wu-2009
• lomelino-2017

Frequently asked questions

¿Qué hace que un aminoácido sea esencial?

Un aminoácido es esencial cuando el cuerpo carece de las vías para sintetizarlo en cantidades adecuadas, por lo que debe obtenerse de la dieta; los aminoácidos no esenciales pueden producirse internamente a partir de otros metabolitos.

¿De dónde provienen los esqueletos de carbono para los aminoácidos no esenciales?

Provienen en gran medida de intermediarios de la glucólisis y del ciclo del ácido cítrico, como el piruvato, el oxalacetato, el alfa-cetoglutarato y el 3-fosfoglicerato, que se convierten en aminoácidos mediante la adición de un grupo amino.