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Transaminación

Reacción de aminotransferencia entre un aminoácido y un alfa-cetoácido

La transaminación es una reacción química que transfiere un grupo amino a un cetoácido para formar nuevos aminoácidos. Esta vía es responsable de la desaminación de la mayoría de los aminoácidos. Esta es una de las principales vías de degradación que convierten los aminoácidos esenciales en aminoácidos no esenciales (aminoácidos que pueden ser sintetizados de novo por el organismo).

La transaminación en bioquímica se logra mediante enzimas llamadas transaminasas o aminotransferasas. El α-cetoglutarato actúa como el aceptor predominante del grupo amino y produce glutamato como el nuevo aminoácido.

Aminoácido + α-cetoglutarato ↔ α-cetoácido + glutamato

El grupo amino del glutamato, a su vez, se transfiere a oxaloacetato en una segunda reacción de transaminación que produce aspartato.

Glutamato + oxaloacetato ↔ α-cetoglutarato + aspartato

Mecanismo de acción

La transaminación catalizada por la aminotransferasa ocurre en dos etapas. En la primera, el grupo α amino de un aminoácido se transfiere a la enzima, produciendo el α-cetoácido correspondiente y la enzima aminada. Durante la segunda etapa, el grupo amino se transfiere al aceptor de cetoácido, formando el producto aminoácido mientras se regenera la enzima. La quiralidad de un aminoácido se determina durante la transaminación. Para que la reacción se complete, las aminotransferasas requieren la participación de la coenzima que contiene aldehído, piridoxal-5'-fosfato (PLP) , un derivado de la piridoxina ( vitamina B6 ) . El grupo amino se acomoda mediante la conversión de esta coenzima en piridoxamina-5'-fosfato (PMP). PLP se une covalentemente a la enzima a través de un enlace de base de Schiff formado por la condensación de su grupo aldehído con el grupo ε-amino de un residuo de lisina enzimático . La base de Schiff, que está conjugada con el anillo de piridinio de la enzima, es el foco de la actividad de la coenzima.

Mecanismo de transaminación catalizada por enzimas dependientes de PLP. La reacción de la aminotransferasa ocurre en dos etapas que constan de tres pasos: transiminación, tautomerización e hidrólisis. En la primera etapa, el grupo amino alfa del aminoácido se transfiere a PLP, lo que produce un alfa cetoácido y PMP. En la segunda etapa de la reacción, el grupo amino del PMP se transfiere a un alfa cetoácido diferente para producir un nuevo alfa aminoácido y PLP.
El producto de las reacciones de transaminación depende de la disponibilidad de α-cetoácidos. Los productos suelen ser alanina , aspartato o glutamato , ya que sus correspondientes alfa-cetoácidos se producen a través del metabolismo de los combustibles. Al ser una importante vía de degradación de aminoácidos, la lisina , la prolina y la treonina son los únicos tres aminoácidos que no siempre experimentan transaminación y, en cambio, utilizan la deshidrogenasa respectiva.
Mecanismo alternativo
Un segundo tipo de reacción de transaminación se puede describir como una sustitución nucleofílica de una amina o un anión amida en una amina o sal de amonio. [1] Por ejemplo, el ataque de una amina primaria por un anión amida primaria se puede utilizar para preparar aminas secundarias:
RNH 2 + R'NH → RR'NH + NH 2
Se pueden preparar aminas secundarias simétricas utilizando níquel Raney (2RNH 2 → R 2 NH + NH 3 ). Y, por último, las sales de amonio cuaternario se pueden desalquilar utilizando etanolamina:
R4N ++ NH2CH2CH2OH → R3N + RN + H2CH2CH2OH​​
Los aminonaftalenos también sufren transaminaciones. [2]

Tipos de aminotransferasas

La transaminación está mediada por varios tipos de enzimas aminotransferasas . Una aminotransferasa puede ser específica para un aminoácido individual, o puede ser capaz de procesar cualquier miembro de un grupo de aminoácidos similares, por ejemplo, los aminoácidos de cadena ramificada, que comprenden valina, isoleucina y leucina. Los dos tipos comunes de aminotransferasas son la alanina aminotransferasa (ALT) y la aspartato aminotransferasa (AST) .

Referencias

  1. ^ Booth, Gerald (1 de enero de 2000). "Derivados de naftaleno". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry . Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. doi :10.1002/14356007.a17_009. ISBN 9783527306732.

• Smith, MB y March, J. Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura, 5.ª ed. Wiley, 2001, pág. 503. ISBN 0-471-58589-0 • Gerald Booth, "Derivados de naftaleno" en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a17_009  

Voet y Voet. "Bioquímica" Cuarta edición

Enlaces externos