Metabolismo delle proteine.

Per ripetere per l'imminente esame di biochimica ho deciso di fare una serie di post sugli argomenti trattati. Perdonate eventuali imprecisioni.

Metabolismo delle proteine.

I carnivori traggono circa il 90% del loro fabbisogno energetico dall'ossidazione degli amminoacidi. Negli animali gli amminoacidi vanno incontro a degradazione ossidativa in tre circostanze:

1. Durante il turnover proteico, peculiarità delle proteine di andare incontro a un continuo processo di degradazione e sintesi. Tale processo è esteso (riguarda tutte le proteine), eterogeneo (avviene a velocità diversa per ogni proteina), intracellulare (avviene all'interno della cellula) e regolato (da fattori nutrizionali e ormoni). Richiede energia.
2. Se la dieta è ricca di proteine, quelle in eccesso sono metabolizzate. Ricordiamo che gli amminoacidi non possono essere immagazzinati.
3. Durante il digiuno prolungato o il diabete mellito non trattato le proteine diventano forma di energia e precursori in genere.

Il pancreas svolge un ruolo chiave nella sintesi delle proteine. Produce i precursori degli enzimi digestivi. I principali enzimi sono: carbossipeptidasi, amminopeptidasi, pepsina, tripsina e chimotripsina. Negli individui che hanno carenza di secrezione pancreatica la digestione e l'assorbimento dei grassi e delle proteine è incompleta.

Le proteine globulari sono degradate tutte ad amminoacidi liberi, mentre quelle fibrose solo parzialmente.

Negli eucarioti la degradazione delle proteine endogene generalmente avviene nei lisosomi, per azione di proteasi lisosomiali e nel citosol, per azione di proteasi ATP-dipendenti. Inoltre è generalmente segnalata dall'ubiquitina, piccola proteina che etichetta le proteine da degradare, che sono poi condotte al complesso multiproteico che è il proteasoma 26S. Il legame tra la proteina e l'ubiquitina richiede tre enzimi: l'enzima E₁, attivatore dell'ubiquitina, l'enzima E₂, coniugatore dell'ubiquitina, e l'enzima E₃, l'ubiquitina ligasi, che catalizza l'attacco al polipeptide da degradare.

La prima tappa del catabolismo è il distacco del gruppo amminico dall'amminoacido e il suo trasferimento a un chetoacido. Tale reazione è definita di transaminazione ed è catalizzata dall'amminotransferasi, o, più comunemente, transaminasi, che richiede il piridossalfosfato, derivante dalla vitamina B6, come gruppo prostetico.

Lo scheletro carbonioso delle proteine può avere diversi destini. Esistono amminoacidi glucogenici, che possono essere utilizzati nella gluconeogenesi, e amminoacidi cheotgenici, che partecipano alla formazione dei corpi chetonici. Tra gli amminoacidi glucogenici ci sono quelli che vanno a formare il piruvato (alanina, cisteina, glicina, serina, treonina e triptofano), l'-chetoglutarato (glutammato, arginina, glutammina, istidina e prolina), il succinil CoA (isoleucina, metionina, treonina e valina), il fumarato (fenilalanina e tirosina) e l'ossalacetato (asparagina e aspartato). Tra i chetogenici ci sono quelli che vanno a formare acetil CoA (isoleucina, leucina, treonina e triptofano) e acetoacetil CoA (leucina, lisina, fenilalanina, triptofano e tirosina).

Generalmente durante le reazioni di transaminazione è utilizzato l'-chetoglutarato, che è convertito in glutammato, che può essere deamminato ossidativamente con formazione di ione ammonio (NH₄⁺), nella reazione di deamminazione ossidativa, catalizzata dalla glutammato deidrogenasi, che richiede come cofattore NAD⁺ o NADP⁺.

Nella prossima lezione ci occuperemo del destino dello ione ammonio.