Metabolismo delle proteine e degli amminoacidi
Il metabolismo delle proteine e degli amminoacidi è la branca del metabolismo che governa come i venti amminoacidi proteinogenici vengono prodotti, uniti in proteine, degradati e come l'azoto che trasportano viene smaltito. Collega le istruzioni genetiche per la sintesi proteica all'economia energetica della cellula e alla gestione da parte dell'organismo dei rifiuti azotati.
Definition
Il metabolismo delle proteine e degli amminoacidi comprende la sintesi degli amminoacidi e delle proteine, la degradazione degli amminoacidi con trasferimento e smaltimento del loro azoto amminico, e l'integrazione di queste vie con il metabolismo energetico e l'escrezione di azoto.
Scope
Quest'area orienta il lettore attraverso i principali processi che gestiscono gli amminoacidi e le proteine da essi costruite: il loro catabolismo e il trasferimento dei loro gruppi amminici, la sintesi degli amminoacidi non essenziali, l'assemblaggio dei polipeptidi nella traduzione, la conversione dell'azoto in eccesso in urea e la gestione più ampia dell'azoto e dell'ammoniaca. Li tratta come biochimica di riferimento, non come guida clinica.
Sub-topics
Core questions
- Come vengono sintetizzati gli amminoacidi e quali devono essere ottenuti dalla dieta?
- Come viene recuperato lo scheletro carbonioso di un amminoacido per energia o biosintesi una volta rimosso il suo gruppo amminico?
- Come viene tradotto il codice genetico in una sequenza definita di amminoacidi?
- Come viene convertito l'azoto rilasciato dalla degradazione degli amminoacidi in una forma non tossica ed escretabile?
Key concepts
- Amminoacidi essenziali e non essenziali
- Transaminazione e deaminazione ossidativa
- Il codice genetico e la traduzione
- Bilancio dell'azoto
- Il ciclo dell'urea
- Amminoacidi glucogenici e chetogenici
Mechanisms
Gli amminoacidi si trovano a un crocevia del metabolismo. I loro gruppi amminici vengono convogliati, in gran parte attraverso la transaminazione, su alcuni trasportatori come il glutammato, da cui l'azoto viene rilasciato come ammoniaca e, nei mammiferi, convertito in urea per l'escrezione. I loro scheletri carboniosi confluiscono nei percorsi centrali come precursori del glucosio (glucogenici) o precursori di acetil-CoA e corpi chetonici (chetogenici). In direzione opposta, gli amminoacidi non essenziali sono costruiti a partire da questi stessi intermedi, e tutti e venti vengono caricati sugli RNA transfer e letti dal modello dell'RNA messaggero durante la traduzione per formare proteine.
Clinical relevance
La comprensione di queste vie è fondamentale per interpretare i disturbi della gestione dell'azoto e gli errori congeniti del metabolismo degli amminoacidi, e per valutare la nutrizione e il turnover proteico. Questa voce è una panoramica di riferimento che descrive il funzionamento delle vie, non una base per decisioni diagnostiche o terapeutiche individuali.
Evidence & guidelines
La biochimica qui riassunta è una conoscenza consolidata nei testi standard e nelle revisioni. Laddove queste vie intersecano la pratica clinica, come nei disturbi del ciclo dell'urea, esistono linee guida di consenso professionale che sono descritte nelle voci pertinenti piuttosto che qui.
History
Il campo è cresciuto a partire dagli studi sulla escrezione di azoto e sulla chimica delle proteine del XIX e XX secolo. La descrizione del ciclo dell'urea nel 1932 da parte di Hans Krebs e Kurt Henseleit fornì il primo ciclo metabolico e un quadro per lo smaltimento dell'azoto; la decifrazione del codice genetico negli anni '60 collegò la sequenza amminoacidica ai modelli di acido nucleico, e decenni di enzimologia mappano la sintesi e la degradazione dei singoli amminoacidi.
Key figures
- Hans Krebs
- Kurt Henseleit
- Marshall Nirenberg
Related topics
Seminal works
- wu-2009
- rennie-tipton-2000
Frequently asked questions
- Qual è la differenza tra amminoacidi essenziali e non essenziali?
- Gli amminoacidi non essenziali possono essere sintetizzati dall'organismo a partire da altri metaboliti, mentre gli amminoacidi essenziali non possono essere prodotti in quantità adeguate e devono essere forniti dalla dieta.
- Cosa succede all'azoto quando un amminoacido viene degradato?
- Il gruppo amminico viene trasferito e infine rilasciato come ammoniaca, che nei mammiferi viene convertita in urea attraverso il ciclo dell'urea ed escreta, mantenendo bassi i livelli tossici di ammoniaca.