catabolismo de proteínas

En biología molecular , el catabolismo proteico es la descomposición de las proteínas en péptidos más pequeños y, finalmente, en aminoácidos . El catabolismo proteico es una función clave del proceso digestivo . Este proceso suele comenzar con la pepsina , que convierte las proteínas en polipéptidos. Estos polipéptidos se degradan posteriormente. En los seres humanos, las proteasas pancreáticas incluyen la tripsina , la quimotripsina y otras enzimas. En el intestino, los péptidos pequeños se descomponen en aminoácidos que pueden ser absorbidos por el torrente sanguíneo. Estos aminoácidos absorbidos pueden luego sufrir catabolismo , donde se utilizan como fuente de energía o como precursores de nuevas proteínas. ^{[ 1 ]}

Los aminoácidos producidos por el catabolismo pueden reciclarse directamente para formar nuevas proteínas, convertirse en diferentes aminoácidos o sufrir catabolismo de aminoácidos para convertirse en otros compuestos a través del ciclo de Krebs . ^{[ 2 ]}

El catabolismo de proteínas produce aminoácidos que se utilizan para formar otras proteínas o se oxidan para satisfacer las necesidades energéticas de la célula. Los aminoácidos producidos por el catabolismo de proteínas pueden luego ser catabolizados aún más en el catabolismo de aminoácidos. Entre los diversos procesos de degradación de aminoácidos se encuentran la desaminación (eliminación de un grupo amino), la transaminación (transferencia de un grupo amino), la descarboxilación (eliminación de un grupo carboxilo) y la deshidrogenación (eliminación de hidrógeno). La degradación de aminoácidos puede funcionar como parte de una vía de recuperación, en la que partes de aminoácidos degradados se utilizan para crear nuevos aminoácidos, o como parte de una vía metabólica en la que el aminoácido se descompone para liberar o recuperar energía química. Por ejemplo, la energía química liberada por oxidación en una reacción de deshidrogenación puede utilizarse para reducir NAD ⁺ a NADH , que luego puede incorporarse directamente al ciclo de Krebs/ácido cítrico (ciclo de Krebs) . ^{[ 2 ]}

La degradación de proteínas difiere del catabolismo proteico. Las proteínas se producen y se destruyen rutinariamente como parte de las operaciones normales de la célula. Los factores de transcripción , proteínas que ayudan a regular la síntesis de proteínas, son objetivos de dicha degradación. Su degradación no contribuye significativamente a las necesidades energéticas de la célula. ^{[ 3 ]} La adición de ubiquitina (ubiquitinación) marca una proteína para su degradación a través del proteasoma . ^{[ 4 ]}

La desaminación oxidativa es el primer paso para descomponer los aminoácidos y convertirlos en azúcares. El proceso comienza con la eliminación del grupo amino de los aminoácidos. Este grupo amino se convierte en amonio al perderse y posteriormente participa en el ciclo de la urea en el hígado, transformándose en urea. Luego, se libera al torrente sanguíneo y se transporta a los riñones, que la secretan en forma de orina. ^{[ 5 ] [ 6 ]} La porción restante del aminoácido se oxida, dando como resultado un α- cetoácido . Este α-cetoácido ingresa al ciclo de Krebs para producir energía. También puede ingresar a la glucólisis , donde se convierte en piruvato . El piruvato se transforma en acetil-CoA , que luego ingresa al ciclo de Krebs y convierte las moléculas de piruvato originales en ATP , energía utilizable por el organismo. ^{[ 7 ]}

La transaminación produce el mismo resultado que la desaminación: el ácido restante se someterá a la glucólisis o al ciclo de Krebs para generar energía que el organismo utilizará para diversos fines. En este proceso, el grupo amino se transfiere al α-cetoglutarato , que se convierte en glutamato . Posteriormente, el glutamato transfiere el grupo amino al oxalacetato , permitiendo su conversión en aspartato u otros aminoácidos. Finalmente, este producto también se someterá a desaminación oxidativa para producir nuevamente α-cetoglutarato, un α-cetoácido que participará en el ciclo de Krebs, y amonio, que posteriormente participará en el ciclo de la urea. ^{[ 8 ]}

Las transaminasas son enzimas que ayudan a catalizar las reacciones que tienen lugar en la transaminación. Ayudan a catalizar la reacción en el punto en que el grupo amino se transfiere del aminoácido original, como el glutamato al α-cetoglutarato, y lo retienen para transferirlo a otro α-cetoácido. ^{[ 8 ]}

Algunos factores clave que determinan la velocidad general incluyen la vida media de las proteínas, el pH y la temperatura.

La vida media de las proteínas ayuda a determinar la velocidad general, ya que marca el primer paso del catabolismo proteico. La duración de este paso influye en el resto del proceso metabólico. Un componente clave para determinar la vida media de las proteínas se basa en la regla del extremo N. Esta regla establece que el aminoácido presente en el extremo N de una proteína ayuda a determinar su vida media. ^{[ 9 ]}

• Bojkowska, Karolina; Santoni de Sío, Francesca; Barde, Isabelle; Offner, Sandra; Verp, Sonia; Heinis, cristiano; Johnsson, Kai; Trono, Didier (24 de junio de 2011). "Medición de la vida media de las proteínas in vivo" . Química y Biología . 18 (6): 805– 815. doi : 10.1016/j.chembiol.2011.03.014 . PMID 21700215 . 

• Síntesis de aminoácidos
• Anabolismo
• Metabolismo
• Proteólisis