Proteólisis

La proteólisis és la degradació de proteïnes ya siga per mig d'enzimes específiques, cridades peptidasas, o per mig de degradació intracelular.

Estructura cristalográfica de rajos X de la tripsina.

Degradació de proteïnes

La degradació de les proteïnes deu estudiar-se fonamentalment a dos nivells depenent de la localisació del procés:

• tracto digestiu:

Es processen les proteïnes exógenas o ingerides de la dieta; és la denominada digestió de proteïnes.

Este procés digestiu permet obtindre els aminoàcits en forma lliure, necessaris per a sintetisar les proteïnes pròpies, aixina com atres biomolecular que es formen partir d'ells.

• interior de la cèlula:

Es processen les proteïnes endógenas, lo que se sol conéixer baix la denominació de recanvi proteic.

Este recanvi proteic és de gran utilitat per a reciclar els aminoàcits de proteïnes que ya no són útils per a l'organisme i generar noves proteïnes, o atres biomoléculas a partir d'aminoàcits preexistentes.

Ademés, també servix per a l'eliminació d'aminoàcits danyats.

Recanvi proteic

La digestió celular fa referència a la degradació intracelular de les proteïnes, en la finalitat de reciclar o degradar els aminoàcits de les mateixes.

Esta proteólisis pot donar-se en els lisosoma (orgànul celular especialisat en la degradació de molècules) o en el citoplasma.

Proteólisis lisosómica

L'interior d'estos orgànuls es troba a un pH de·5,5. i conté proteasas i hidrolasas, principalment de la família de la catepsinas, encarregades de la digestió de les proteïnes.

Dita digestió pot ser:

• Autofágica, si processa proteïnes intracelulars com, per eixemple, proteínasde membrana, -receptors hormonals o de ribosoma.
• Hetorofágica, si actua sobre proteïnes extracelulares capturades per endocitosis com, per eixemple, les procedents de les lipoproteína, sobretot de les HDL.

Proteólisis citoplásmica

Esta degradació de proteïnes té lloc be a partir de proteasas depenents de $\mathrm{C}\mathrm{a}{\phantom{A}}^2$ (com la calpaína) que presenten activitat proteolítica a un pH neutre, o be per mig d'una estructura especialisada denominada proteosoma.

El proteosoma és un complex multienzimático en diverses activitats catalítiques; presenta una estructura en aspecte de barril en el qual solament entren i es digerixen les proteïnes que han segut prèviament marcades per l'unió de chicotetes molècules de ubiquitina.

Degradació d'aminoàcits

En el procés de degradació dels aminoàcits hi ha dos parts clarament diferenciades:

La primera la determina el grup amino, que deu ser eliminat de l'estructura de l'aminoàcit i transportat de forma segura fins a la seua eliminació de l'organisme; i la segona implica l'eliminació o aprofitament del restant de l'aminoàcit, és dir, l'esquelet carbonado.

La correcta eliminació del grup amino dels aminoàcits és molt important, puix és relativament fàcil que dit compost acabe formant amoníac en l'organisme.

L'amoníac és un tòxic potencialment molt perillós per al ser viu, quan s'acumula i origina hiperamonemia, es fa especialment tòxic per al cervell per diferents motius:

• Interferix en l'intercanvi iònic a través de les membranes. El ion amoni presenta càrrega i és molt chicotet, per lo que actua interferint en els potencials de membrana. Açò causa grans danys en el cervell, ya que les neurones són cèlules que depenen del potencial de membrana per al seu correcte funcionament.

• Bloqueig del cicle de Krebs. L'amoni, en presència de a-cetoglutarato, produïx glutamato (Glu), retira dit intermediari del cicle de Krebs i, en conseqüència, origina una greu interferència metabòlica.
• L'amoni, en presència del glutamato (generat pel mateix ion amoni), produïx glutamina i, la seua acúmulo, pot produir edema cerebral
• La glutamina, que ha aumentat per l'amoni, a través de determinades transaminasas, origina a-cetoglutámico, un compost tòxic per al cervell.

Per a la separació del grup amino, tots els aminoàcits sofrixen una reacció de transaminaació, que forma un nou aminoàcit i un nou cetoácido; finalment, tots els grups amino es transferixen a l'a-cetoglutarato, formant glutamato que és l'única molècula que pot ser, objecte d'una desaminació oxidativa ràpida.

Abdós reaccions, transaminaació i desaminaació, que es voran a continuació, són essencials en el metabolisme dels aminoàcits.

Transaminación

Les transaminasas o aminotransferasas són enzimes molt importants en la degradació i també en la síntesis d'aminoàcits. Existix una gran varietat de transaminasas, pràcticament una per cada aminoàcit. Les transaminasas usen com cofactor el pirodoxal fosfat, derivat de la vitamina $\mathrm{B}{\phantom{A}}_6$, i actuen per mig de mecanisme ping pong. En la degradació dels aminoàcits, estes aminotransferasas intervenen coordinadament en l'enzima glutamato deshidrogenasa, el cicle de Krebs i el cicle de l'urea. Transferixen el grup amino d'un aminoàcit a un cetoácido, transformant el cetoácido en un aminoàcit i viceversa.

Les reaccions són reversibles per lo que també s'ampren en el anabolisme.

Existixen dos transaminasas de gran importància: la GOT o glutamato oxalacetato transaminasa (també coneguda com AST aspartato aminotransferasa)

i la GPT o glutamato piruvato transaminasa (també denominada ALT, alanina aminotransferasa), que realisen les següents transformacions:

GOT: glutamato (aa) + oxalacetato $\rightleftarrows$ aspartato (aa) + a-cetoglutarato

GPT: glutamato (aa) + piruvato $\rightleftarrows$ alanina (aa) + a-cetoglutarato

Abdós transaminasas juguen un paper clau en el transport i eliminació dels grups amino, tal i com s'estudiarà més alvance. La seua medició en sanc servix de diagnòstic de malalties hepàtiques.

L'acceptor final, en la majoria de les transaminacions dels aminoàcits és l'a-cetoglutarato, per lo que s'originarà sempre glutamato.

Desaminación

La majoria dels aminoàcits són desaminados per transaminaació, formant-se sempre glutamato. La pèrdua del grup amino del glutamato aixina format, es produïx gràcies a l'acció de la glutamato deshidrogenasa, enzima molt important a nivell hepàtic que cataliza la següent reacció de desaminaació oxidativa:

glutamato + $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$+ NAD$(\mathrm{P}){\phantom{A}}^{+}$ $⟶$ a-cetoglutarato + NAD(P)H +$\mathrm{H}{\phantom{A}}^{+}$+ $\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4{\phantom{A}}^{+}$

Com a conseqüència, es llibera en forma d'amoni el nitrogen arreplegat de tots els grups amino de tots els aminoàcits. L'amoni es genera principalment en el fege, i en el home s'elimina habitualment a través del cicle de l'urea. Pero existixen vàries estratègies d'eliminació del nitrogen entre els animals, que permet classificar-los en tres grups:

• Amoniotélicos: animals aquàtics en els que l'amoníac difon de la sanc a l'aparat excretor, com és el cas dels peixos teleósteos.
• Uricotélicos: animals que formen una purina oxidada que donarà àcit úrico que precipita excretándose. Eixemples: gasteròpodes, aus, reptils i insectes.
• Ureotélicos: animals que concentren el nitrogen en un compost menys àcit i altament soluble: l'urea. El teixit a on es produïx la transformació del grup amoni en urea és el fege; d'ahí es transporta als renyons per a eliminar-se en forma d'orina.

És el cas dels elasmobranquios amfibis, quelonios i mamífers.

Vore també

• Biosíntesis proteica
• Mordedura de serp
• Queratinolítico