Biología . 2º Bachillerato

Fisiología celular

Metabolismo celular
4.4.6 - Catabolismo de prótidos


Catabolismo de proteínas

Las proteínas son poímeros de aminoácidos unidos por enlaces amida.
Su catabolismo hidroliza estos enlaces y rinde aminoácidos libres
Aunque la energía química de los aminoácidos es menor, del paso de proteínas a aminoácidos no se obtiene energía útil.

Digestión de proteínas externas

Muchos heterótrofos sintetizan proteasas digestivas para digerir proteínas ajenas

Estas proteasas pueden ser vertidas al exterior celular produciendo una digestión externa
Pueden verterse en lisosomas intracelulares (Protistas y muchas células animales) o atravesar la membrana en bacterias
- Animales en órganos digestivos (Pepsina del estómago y Tripsina del páncreas de vertebrados)
- Los hongos segregan enzimas digestivas que vierten al medio.
- Las bacterias heterótrofas también segregan enzimas digestivas

Digestión de proteínas celulares

Todas las células tienen proteasas internas.
Sirven para:

  • Desechar proteínas mal plegadas, dañadas o desnaturalizadas
  • Limitar la vida de ciertas proteínas que deban actuar poco tiempo en la célula
  • Eliminar determinadas proteínas en estados celulares (ciclinas...)
  • Reciclaje general de las proteínas

    Existen un sistemas enzimáticos intracelulares que marcan las proteínas a eliminar y las destruyen

En el citoplasma el más importante es el Proteosoma

El proteosoma es un complejo multienzimático de gran tamaño
Es cilindrico y hueco y destruye proteínas previamente marcadas con una pequeña proteína llamada ubiquitina
Para ello las reconoce, destruye u conformación espacial y las hace pasar por su interior donde actúan proteasas liberando péptidos cortos.

Hay otros sistemas proteolíticos en citoplasma en el retículo y en otros orgánulos

Las proteínas internas eliminadas han de se reemplazadas por otras nuevas. En este proceso se invierte gran parte del metabolismo basal

En humanos se destruyen 400g de proteínas internas diarias . 100 g se utilizan para obtener energía que se compensan con los aa asimilados

Estructura del cilindro central de un Proteosoma y de la ubiquitina
Componentes del Proteosoma
Mecanismo de acción

Catabolismo de aminoácidos

Cada aminoácido tiene una ruta degradativa propia. Existen, por tanto, 20 rutas degradativas de los aminoácidos proteínicos
Las rutas degradativas son convergentes

Los productos finales de estas rutas son Piruvato, Acetil-CoA o intermediarios del ciclo de Krebs

En vertebrados los aminoácidos son procesados sobre todo en hígado y riñón

Antes de llegar a los productos finales el nitrógeno ha de eliminarse.
La eliminación del nitrógeno tiene dos fases:

    • Tasaminación
      Paso del nitrógeno a otra sustancia. Normalmente en forma de grupos amino que se intercambian por otros grupos funcionales.
      Un aminoáciodo intercambia su grupo amino con un cetoácido
      En humanos se trasfieren

    • Desaminación
      Transferencia del NH2 a los productos finales de excreción

 

En vertebrados la desaminación y formación de urea se realiza principalmente en el hígado por lo que los grupos amino han de ser transportados en forma de aminoácidos, principalmente alanina

Excreción de restos nitrogenados

Los productos de excreción son variables en diferentes seres vivos y dependen esencialmente de la cantidad de agua de la que se dispone para eliminarlo.

  • En organismos acuáticos suele excretarse amoniaco.
    Se invierte poco consumo de energía pero el amoniaco es un producto tóxico para las células por ello no es apropiado para organismos aéreos que necesitan reterer agua.
  • En organismo aéreos se sintetizan otros compuestos menos tóxicos.
    Requiere mayor cantidad de energía por lo que sólo se excreta si sobra N
    • Urea NH2-CO-NH2 . Mamíferos
    • Ácido úrico. Aves. Reptiles. Insectos. - Excreción casi en seco
    • Guanina y trimetilamina (CH3)3 N

 

 

 


Principales moléculas empleadas para la excreción de nitrógeno en los seres vivos
Amoniaco
Urea
Guanina
Ácido úrico
Trimetilamina

 


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