Metabolismo de Proteínas y Aminoácidos
El metabolismo de proteínas y aminoácidos es la rama del metabolismo que rige cómo se producen los veinte aminoácidos proteinogénicos, cómo se unen para formar proteínas, cómo se degradan y cómo se elimina el nitrógeno que transportan. Vincula las instrucciones genéticas para la síntesis de proteínas con la economía energética de la célula y con el manejo de los desechos nitrogenados por parte del cuerpo.
Definition
El metabolismo de proteínas y aminoácidos comprende la síntesis de aminoácidos y de proteínas, la degradación de aminoácidos con transferencia y eliminación de su nitrógeno amino, y la integración de estas vías con el metabolismo energético y la excreción de nitrógeno.
Scope
Esta área orienta al lector a través de los principales procesos que manejan los aminoácidos y las proteínas construidas a partir de ellos: su catabolismo y la transferencia de sus grupos amino, la síntesis de aminoácidos no esenciales, el ensamblaje de polipéptidos en la traducción, la conversión del exceso de nitrógeno en urea y el manejo más amplio del nitrógeno y el amoníaco. Los trata como bioquímica de referencia, no como guía clínica.
Sub-topics
Core questions
- ¿Cómo se sintetizan los aminoácidos y cuáles deben obtenerse de la dieta?
- ¿Cómo se recupera el esqueleto de carbono de un aminoácido para energía o biosíntesis una vez que se elimina su grupo amino?
- ¿Cómo se traduce el código genético en una secuencia definida de aminoácidos?
- ¿Cómo se convierte el nitrógeno liberado de la degradación de aminoácidos en una forma no tóxica y excretable?
Key concepts
- Aminoácidos esenciales y no esenciales
- Transaminación y desaminación oxidativa
- El código genético y la traducción
- Balance de nitrógeno
- El ciclo de la urea
- Aminoácidos glucogénicos y cetogénicos
Mechanisms
Los aminoácidos se encuentran en una encrucijada del metabolismo. Sus grupos amino se canalizan, principalmente a través de la transaminación, hacia unos pocos transportadores como el glutamato, desde donde el nitrógeno se libera como amoníaco y, en mamíferos, se convierte en urea para su excreción. Sus esqueletos de carbono se incorporan a las vías centrales como precursores de glucosa (glucogénicos) o precursores de acetil-CoA y cuerpos cetónicos (cetogénicos). En la dirección opuesta, los aminoácidos no esenciales se construyen a partir de estos mismos intermediarios, y los veinte se cargan en los ARN de transferencia y se leen a partir de la plantilla de ARN mensajero durante la traducción para formar proteínas.
Clinical relevance
La comprensión de estas vías es fundamental para que los médicos interpreten los trastornos del manejo del nitrógeno y los errores innatos del metabolismo de los aminoácidos, y para evaluar la nutrición y el recambio proteico. Esta entrada es una descripción general de referencia sobre cómo funcionan las vías, no una base para decisiones individuales de diagnóstico o tratamiento.
Evidence & guidelines
La bioquímica aquí resumida es conocimiento establecido en libros de texto, consolidado en referencias y revisiones estándar. Cuando estas vías se cruzan con la práctica clínica, como los trastornos del ciclo de la urea, existen guías de consenso profesional que se describen en las entradas temáticas relevantes en lugar de aquí.
History
El campo surgió de estudios del siglo XIX y XX sobre la excreción de nitrógeno y la química de las proteínas. La descripción de 1932 del ciclo de la urea por Hans Krebs y Kurt Henseleit proporcionó el primer ciclo metabólico y un marco para la eliminación de nitrógeno; el desciframiento del código genético en la década de 1960 conectó la secuencia de aminoácidos con las plantillas de ácidos nucleicos, y décadas de enzimología mapearon la síntesis y degradación de aminoácidos individuales.
Key figures
- Hans Krebs
- Kurt Henseleit
- Marshall Nirenberg
Related topics
Seminal works
- wu-2009
- rennie-tipton-2000
Frequently asked questions
- ¿Cuál es la diferencia entre aminoácidos esenciales y no esenciales?
- Los aminoácidos no esenciales pueden ser sintetizados por el cuerpo a partir de otros metabolitos, mientras que los aminoácidos esenciales no pueden producirse en cantidades adecuadas y deben ser suministrados por la dieta.
- ¿Qué sucede con el nitrógeno cuando se degrada un aminoácido?
- El grupo amino se transfiere y finalmente se libera como amoníaco, que en mamíferos se convierte en urea a través del ciclo de la urea y se excreta, manteniendo bajos los niveles tóxicos de amoníaco.