METABOLISMOMETABOLISMOMETABOLISMOMETABOLISMO

DEDEDEDE

AMINOAMINOAMINOAMINOÁÁÁÁCIDOS Y CIDOS Y CIDOS Y CIDOS Y

PROTEPROTEPROTEPROTEÍÍÍÍNASNASNASNAS

H3N+ - CH - CO - NH - CH - CO - NH - CH - CO - NH - CH - CO - NH - CH - COO

-

R

R

R

R

R

H3N+ - CH - COO

-

R

H3N+

CADENA HIDROCARBONADA

( C, H y O)

AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

Proteína

Aminoácidos

n

DEGRADACIÓN DE AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS EN PLANTAS

� COMO RESULTADO DEL INTERCABIO DE PROTEÍNAS O DEGRADACIÓN DE PROTEÍNAS ALMACENADAS EN SEMILLA

� FINALIDAD EXCLUSIVA DE CUBRIR LAS NECESIDADES PARA LA BIOSÍNTESIS DE OTRAS PROTEÍNAS, ÁCIDOS NUCLEICOS Y OTRAS MOLÉCULAS NECESARIAS PARA EL CRECIMIENTO

� RECICLAN VIRTUALMENTE TODOS LOS GRUPOS AMINO (-NH2) POR LO QUE NO SE PRODUCE EXCRECIÓN.

DEGRADACIÓN DE PROTEÍNAS YAMINOÁCIDOS

PROTEÍNAS INTRACELULARES

AMINOÁCIDOS

DESTINO DE LA CADENA HIDROCARBONADA

DESTINO DEL GRUPO AMINO

Gluconeogénesis

GLUCOSA

αααα- CETOÁCIDOS

C. De Krebs

NH4+

Biosíntesis de: otros a.a, nucleótidos,aminas biológicas

HIDRÓLISIS(por medio de enzimas hidrolíticas)

aa α-cetoglutarato PLPR-CH-COO-

NH3+

+ -OOC-(CH2)2-C-COO-

Otransaminasa

R-C-COO-

O

+

NH3+

-OOC-(CH2)2-CH-COO-

α-cetoácido glutamato

ENZIMAS: transaminasas o aminotransferasas

COENZIMA: fosfato de piridoxal o piridoxalfosfato

TRANSAMINACIONES

GPT: Glutamato Piruvato transaminasa o Alaninaminotransferasa

CH3-C-COO-

O

piruvato

GPT

P.L.P.glutamato

-OOC-(CH2)2-CH-COO-

+NH3

-OOC-(CH2)2-C-COO-

O

αααα-cetoglutarato

CH3-CH-COO-

+NH3

alanina

+

GOT: Glutamato Oxalacetato transaminasa o Aspartatoaminotransferasa

-OOC-C-CH2-COO-

O

oxalacetato

+

glutamato

-OOC-(CH2)2-CH-COO-

+NH3GOT

P.L.P.

-OOC-(CH2)2-C-COO-

O

αααα-cetoglutarato

-OOC-CH-CH2-COO-

+NH3

aspartato

+

AMINOÁCIDOS α - CETOGLUTARATO

GLUTAMATO

TRANSAMINASAS

Dador de grupos aminos (NH2)

OTROS AMINOÁCIDOS

NUCLEÓTIDOS

AMINAS BIOLÓGICAS

NH4 +

GLUTAMATO

CADENAS HIDROCARBONADAS

AMINOÁCIDOS

PROTEÍNAS

Biosíntesis de proteínas: proceso complejo dondeparticipan el ADN, ARNm, ARNt y ribosomas.

SSSSÍÍÍÍNTESIS DE AMINONTESIS DE AMINONTESIS DE AMINONTESIS DE AMINOÁÁÁÁCIDOS Y PROTECIDOS Y PROTECIDOS Y PROTECIDOS Y PROTEÍÍÍÍNASNASNASNAS

NH3+

-OOC-(CH2)2-CH-COO-

BIOSÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS

Para la síntesis de los aminoácidos no solo son necesario C, H y O (Cadena Hidrocarbonada) como en los lípidos y glúcidos sino también NITRÓGENO.

La Cadena Hidrocarbonada que recibe el grupo amino proviene de distintos metabolitos de diferentes vías según el aminoácido

FAMILIAS BIOSINTÉTICAS

1) αααα- cetoglutarato (C. de Krebs) Ej: Glutamato

2) 3-fosfoglicerato (Glicólisis) Ej: Glicina 3) Oxalacetato (C. de Krebs) Ej: Aspartato

4) Fosfoenolpiruvato (Glicólisis) + eritrosa-4-fosfato Ej: Triptófano

5) Piruvato (Glicólisis) Ej: Alanina

6) Ribosa-5-fosfato (C. de las Pentosas Fosfato) Ej: Histidina

(Origen de las Cadenas Hidrocarbonadas)

El Nitrógeno puede provenir de otros aminoácidos, pero en los vegetales principalmente proviene del medio como N2 de la atmósfera, NO3

- del suelo y, en menor %, NH4

+ también del suelo.

El primer compuesto orgánico nitrogenado que se forma es el Glutamato y es el principal dador de grupo amino

1º- Activación de la Fep

2º- Formación delComplejo transitorioFep- MoFep

1º Unión del N2 a la MoFep

4º-Reducción del sustrato

3º-Separación de Fep y MoFep

DinotrogenasaReductasa

DinotrogenasaPropiamente

dicha

Para síntesis

(N2 orgánico)

(de la bacteria)

SISTEMA DE LA NITROGENASA

ECUACIÓN:

N2 + 10 H+ + 8 e- + 16 ATP 2 NH4+ + 1H2 + 16 ADP + 16 Pi

REGULACIÓN:

1- O2 produce la destrucción de las enzimas

2- presencia de NO3-

3- Bajas concentraciones de ATP y NADH, disminuye la actividad

4- Altas concentraciones de ATP y NADH, aumenta la actividad

ORGANISMOS FIJADORES DE NITRÓGENO

Agentes no Simbióticosó de Vida Libre

Agentes Simbióticos

Algunas algas verdes Azuladas

Algunas levaduras

Algunas bacterias

Plantas leguminosas con bacterias (género Rizobium)

Plantas no Leguminosas con Hongos ó Algas

Plantas leguminosas con bacterias (género Rizobium)

(EN PLANTAS Y HONGOS)

REDUCCIÓN ASIMILATORIA DEL NO3-

1ª Etapa reducción de NO3- a NO2

-. Enzima: NITRATO REDUCTASA(citoplasma)

NAD(P) + H+ FAD Mo5+ NO3-

NAD(P) FADH2Mo6+ NO2

-

2ª Etapa reducción de NO2- a NH4

+. Enzima: NITRITO REDUCTASA(cloroplasto)

FERREDOXINA (Red.)(NADPH + H+)

FERREDOXINA (Oxid.)(NADP+)

NO2-

NH4+.

FORMACIÓN DE NITRÓGENO ORGÁNICO

-OOC-(CH2)2-C-COO-

O

αααα-cetoglutarato

NAD(P)H H++

NH3+

C-(CH2)2-CH-COO-O

NH2

glutamina

+ +

++

NH3+

C-(CH2)2-CH-COO-O

NH2

Pi + H+ADP

glutamina

-OOC-(CH2)2-CH-COO-

+NH3

NH4++ + ATP

glutamato

glutamato

NAD(P)+

2 -OOC-(CH2)2-CH-COO-

+NH3

+

+

αααα-cetoglutarato + NH4+ ATP+ NAD(P)H+ glutamato + ADP

Los animales poseen la glutamina sintetasa, pero no la glutamato sintasa

Los vegetales tienen 2 maneras de incorporar el Nitrógeno inorgánico (NH4+) al

α- cetoglutarato para transformarlo en Nitrógeno orgánico (glutamato)

glutamato

sintasa

glutamina

sintetasa

1) Vía de las dos enzimas

+ H2O

GD

Enzima: glutamato deshidrogenasa

Coenzima: NAD+ ó NADP+

+ NAD(P)+

NH3+

-OOC-(CH2)2-CH-COO-

glutamato

-OOC-(CH2)2-C-COO-

O

NAD(P)H+ + NH4+

α-cetoglutarato

FORMACIÓN DE NITRÓGENO ORGÁNICO

2) Vía de la Glutamato Deshidrogenasa

Las bacterias del suelo y los vegetales utilizan principalmente la vía de las dos enzimas para incorporar NH4

+. Esto se debe al alto Km por el amonio que presenta la Glutamato deshidrogenasa.

TRANSAMINACIONES

-OOC-(CH2)2-CH-COO-

NH3

+

R-C-COO-

O

-OOC-(CH2)2-C-COO-

O

glutamato

+

α-cetoácido

R-CH-COO-

+NH3

+

aminoácido α-cetoglutarato

TRANSAMINASA

P.L.P.

+ CH3-C-COO-

O

piruvato

-OOC-(CH2)2-C-COO-

O

glutamatoGPT

P.L.P.-OOC-(CH2)2-CH-COO-

+NH3

+

αααα-cetoglutarato

CH3-CH-COO-

+NH3

alanina

GPT: Glutamato Piruvato transaminasa o Alaninaminotransferasa

-OOC-C-CH2-COO-

O

oxalacetato

-OOC-(CH2)2-C-COO-

O

glutamato

+GOT

P.L.P.-OOC-(CH2)2-CH-COO-

+NH3

+αααα-cetoglutarato

-OOC-CH-CH2-COO-

+NH3

aspartato

GOT: Glutamato Oxalacetato transaminasa o Aspartatoaminotransferasa

P.L.P: Piridoxal fosfato

NH4 +

GLUTAMATO

CADENAS HIDROCARBONADAS(Familias biosintéticas)

AMINOÁCIDOS

PROTEÍNAS

Biosíntesis de proteínas: proceso complejo dondeparticipan el ADN, ARNm, ARNt y ribosomas.Etapas: Transcripción y Traducción.

SSSSÍÍÍÍNTESIS DE AMINONTESIS DE AMINONTESIS DE AMINONTESIS DE AMINOÁÁÁÁCIDOS Y PROTECIDOS Y PROTECIDOS Y PROTECIDOS Y PROTEÍÍÍÍNASNASNASNAS

NH3+

-OOC-(CH2)2-CH-COO-

BIOSÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS

Para la síntesis de los aminoácidos no solo son necesario C, H y O (Cadena Hidrocarbonada) como en los lípidos y glúcidos sino también NITRÓGENO.

La Cadena Hidrocarbonada que recibe el grupo amino proviene de distintos metabolitos de diferentes vías según el aminoácido

FAMILIAS BIOSINTÉTICAS

1) αααα- cetoglutarato (C. de Krebs) Ej: Glutamato

2) 3-fosfoglicerato (Glicólisis) Ej: Glicina 3) Oxalacetato (C. de Krebs) Ej: Aspartato

4) Fosfoenolpiruvato (Glicólisis) + eritrosa-4-fosfato Ej: Triptófano

5) Piruvato (Glicólisis) Ej: Alanina

6) Ribosa-5-fosfato (C. de las Pentosas Fosfato) Ej: Histidina

(Origen de las Cadenas Hidrocarbonadas)

El Nitrógeno puede provenir de otros aminoácidos, pero en los vegetales principalmente proviene del medio como N2 de la atmósfera, NO3

- del suelo y, en menor %, NH4

+ también del suelo.

El primer compuesto orgánico nitrogenado que se forma es el Glutamato y es el principal dador de grupo amino

αααα-cetoácidos 2Glutamato NADP+ Fd Red

Aa αααα-cetoglutarato NADPH+H+ Fd Ox

glutamina ADP + Pi

glutamato ATP

NH4+ Federroxina Ox

NO2- Federroxina Red

NAD(P) + H+ FAD Mo5+ NO3-

NAD(P) FADH2Mo6+ NO2

-

TransaminasasGlutamato sintasa

Glutamina sintetasa

Nitrito reductasa

Nitrato reductasa

TILACOIDE

CLOROPLASTO

N2 fijado por el Sistema de la Nitrogenasa

Síntesis deProteínas

PROTEÍNAS

SIN

TE

SIS

DE

GR

AD

AC

IÓN

(SE

NE

SC

EN

CIA

)

AMINOÁCIDOSNH4+

PROTEÍNAS DERESERVA

SIN

TE

SIS

FLOEMA

NO2- NH4

+NO3

- NO3- NH4

+

AMINOÁCIDOSPROTEÍNAS

NO3-

NO3-

NO2-

SEMILLA

AMINOÁCIDOS

Vacuola

HOJA

RAÍZ

XIL

EM

A

FL

OE

MA