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Ciclo del nitrgeno Procesos metablicos interdependientes deconservacin y reutilizacin de N disponible
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La fijacin de nitrgeno (N2 + 3H2 ---- NH3) es un
proceso exergnico.Sin embargo tiene una energa de activacin
extremadamente alta. El enlace N=N es muy estable.
Produccin industrial de amonio a partir de H2 y N2400 a 500 oC a varios cientos de atmsferas de presin.
Fijacin biolgica de nitrgeno:
N2 + 10H+ + 8e- + 16 ATP --- 2 NH4+ + 16 ADP + 16 Pi + H2
Complejo nitrogenasa
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dinitrogenasa
Dinitrogenasa
reductasa
Dinitrogenasareductasa
ADP
FeMo
FeMo
4Fe-4S4Fe-4S
ADP
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Cofactor Fe-Mo
Mo (1)
Fe (7)
S (9)
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Ndulos de raiz de trebol
Ncleo
Bacteroides
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El amonio se incorpora en las biomolculas como glutamato o glutamina
-Estos dos aminocidos son la entrada del amonio en otras molculas.
-Glutamato es el donador de los aminos para otros aminocidos por transaminacin.
-La amida de glutamina tambin es donador en varias rutas de biosntesis.-Estos aa pueden estar 10 veces mas concentrados que el resto de los aa.
Biosntesis de glutamato y glutamina es simple y universal
1.- Glutamato + ATP ------- K-glutamil fosfato+ ADP
2.- K-glutamil fosfato + NH4+ ----glutamina+ Pi + H+
Glutamato + ATP + NH4+ ------- glutamina + ADP + Pi + H+
Glutamina sintetasa
(en todos los organismos)
Mamferos detoxificacin de amonio
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E-cetoglutarato + glutamina + NADPH + H+
------- 2 glutamatos + NADP+
Glutamato sintasa
Bacterias y plantas
En animales no hay esta enzima pero glutamato se produce portransaminacin de
E-cetoglutarato durante catabolismo de aa.
Tambin se puede producir porglutamato deshidrogenasa
en todos los organismos. Funciona solo con altas
concentraciones de NH4
+.
E-cetoglutarato + NH4+ + NADPH ------- glutamato + NADP+ + H2O
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Theimag
c
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Glutamina sintetasa
12 subunidades
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Regulacin alostrica de GS, principal punto de control del metabolismo de N
c/u inhibicin parcial
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Regulacin por modificacin covalente (adenililacin)
Residuo tirosina 397 adenilado
AT Adenilil transferasa
UT. Uridilil trasnfeasa
Menos actividad cuando hay glutamina
Mas actividad cuando hay cetoglutarato y ATP
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Mecanismo de las amidotransferasas
Tipos de reacciones comunes en la sntesis de AA:
1. Transaminaciones y otros arreglos promovidos porenzimas que tiene fosfato de piridoxal.
2. Transferencia de grupos que contienen un C usando
tetrahidrofolato o S-adenosilmetionina.
3. Transferencia de grupos amido de la glutamina.
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Todos los aminocidos se derivan de intermediarios de
Gluclisis
Ciclo de Krebs
Va pentosa-fosfato
El Nitrgeno es proporcionado por glutamato o glutamina.
Mientras las plantas y las bacterias sintetizan los 20 aminocidos,
los mamferos solo la mitad de ellos (los de vias mas simples)
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Visin general de la biosntesis de AA
6 familias de aminocidos segn susprecursores metablicos
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En bacterias
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Incorporacin de azufre en el metabolismo
(junto con metionina)
Sntesis de cistena en plantas y bacterias
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Sntesis de cistena en mamferos
(no sulfatos en la dieta)
A partir de 2 aminocidos:
Metionina aporta el S
Serina aporta el resto.
Metionina---- S-adenosilmetionina, que pierde un metilo y da
S-adenosilhomocistena que se hidroliza a homocistena
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Sntesis del precursor corismato
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Biosntesis de triptofano
a partir de corismato
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Sntesis de tirosina y fenilalanina
en bacterias y plantas a partir de
corismato.
Intermediario comn prefenato
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Biosntesis de histidina.
3 precursores:
PRPP (5C),
ATP (1 N, 1C),Glutamina (1N).
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Cmo controlaE. coli
coordina la sntesis de
los aminocidos
derivados de aspartato
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Los aminocidos
son precursoresde otras
molculas en el
metabolismo