Catabolismo de proteínas
En biología molecular, el catabolismo de proteínas es la descomposición de las proteínas en péptidos más pequeños y, finalmente, en aminoácidos. El catabolismo de proteínas es una función clave del proceso de digestión. El catabolismo de las proteínas a menudo comienza con la pepsina, que convierte las proteínas en polipéptidos. Estos polipéptidos luego se degradan aún más. En humanos, las proteasas pancreáticas incluyen tripsina, quimotripsina y otras enzimas. En el intestino, los péptidos pequeños se descomponen en aminoácidos que pueden absorberse en el torrente sanguíneo. Estos aminoácidos absorbidos pueden luego sufrir un catabolismo de aminoácidos, donde se utilizan como fuente de energía o como precursores de nuevas proteínas.
Los aminoácidos producidos por el catabolismo pueden reciclarse directamente para formar nuevas proteínas, convertirse en diferentes aminoácidos o pueden sufrir un catabolismo de aminoácidos para convertirse en otros compuestos a través del ciclo de Krebs.
Interfaz con otros ciclos
El catabolismo de las proteínas produce aminoácidos que se utilizan para formar proteínas bacterianas o se oxidan para satisfacer las necesidades energéticas de la célula. Entre los diversos procesos de degradación de los aminoácidos se encuentran la desaminación (eliminación de un grupo amino), la transaminación (transferencia de un grupo amino), la descarboxilación (eliminación del grupo carboxilo) y la deshidrogenación (eliminación de hidrógeno). El aminoácido degradado que pueden ser procesados como combustible para el Ciclo Krebs/Ácido Cítrico (TCA).
Degradación de proteínas
La degradación de proteínas difiere del catabolismo de proteínas. Las proteínas se producen y 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 tales degradaciones. Su degradación no contribuye significativamente a las necesidades energéticas de la célula. La adición de ubiquitina (ubiquitilación) marca una proteína para su degradación a través del proteasoma.
Degradación de aminoácidos
La desaminación oxidativa es el primer paso para descomponer los aminoácidos para que puedan convertirse en azúcares. El proceso comienza eliminando el grupo amino de los aminoácidos. El grupo amino se convierte en amonio a medida que se pierde y luego pasa por el ciclo de la urea para convertirse en urea, en el hígado. Luego se libera al torrente sanguíneo, donde se transfiere a los riñones, que secretarán la urea en forma de orina. La porción restante del aminoácido se oxida, dando como resultado un alfa-cetoácido. El ácido alfa-ceto pasará luego al ciclo TCA, para producir energía. El ácido también puede ingresar a la glucólisis, donde finalmente se convertirá en piruvato. Luego, el piruvato se convierte en acetil-CoA para que pueda ingresar al ciclo TCA y convertir las moléculas de piruvato originales en ATP, o energía utilizable para el organismo.
La transaminación conduce al mismo resultado que la desaminación: el ácido restante se someterá a la glucólisis o al ciclo TCA para producir energía que el cuerpo del organismo utilizará para diversos fines. Este proceso transfiere el grupo amino en lugar de perder el grupo amino para convertirlo en amonio. El grupo amino se transfiere a alfa-cetoglutarato, para que pueda convertirse en glutamato. Luego, el glutamato transfiere el grupo amino al oxalacetato. Esta transferencia es para que el oxaloacetato pueda convertirse en aspartato u otros aminoácidos. Eventualmente, este producto también pasará a la desaminación oxidativa para producir nuevamente alfa-cetoglutarato, un alfa-cetoácido que se someterá al ciclo TCA, y amonio, que eventualmente se someterá al ciclo de la urea.
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 alfa-cetoglutarato, y lo retienen para transferirlo a otro alfa-cetoácido.
Factores que determinan la vida media de las proteínas
Algunos factores clave que determinan la tasa general incluyen la vida media de la proteína, el pH y la temperatura.
La vida media de las proteínas ayuda a determinar la tasa general, ya que designa el primer paso en el catabolismo de las proteínas. Dependiendo de si este paso es corto o largo influirá en el resto del proceso metabólico. Un componente clave para determinar la vida media de la proteína se basa en la regla del extremo N. Esto establece que el aminoácido presente en el extremo N de una proteína ayuda a determinar la vida media de la proteína.