Deaminazione ossidativa: metabolismo delle proteine, catabolismo degli amminoacidi

La deaminazione ossidativa consiste nell’allontanamento di un gruppo amminico da una molecola e formazione di una molecola di ammoniaca.
Le proteine sono costituite da amminoacidi legati tra loro tramite legame peptidico e, una volta assunte con l’alimentazione, sono scisse negli amminoacidi costituenti tramite catalisi enzimatica.

Gli amminoacidi derivanti dalla degradazione delle proteine costituiscono l’ultima classe di molecole biologiche la cui ossidazione contribuisce all’energia metabolica delle cellule.

Metabolismo delle proteine e deaminazione ossidativa

Nel metabolismo delle proteine sono coinvolti numerosi enzimi che agiscono a valori di pH caratteristici a partire dalla pepsina.

La deaminazione ossidativa è un passo importante nel catabolismo degli amminoacidi ottenuti dalle proteine. Essa si verifica in condizioni aerobiche in tutti i tessuti ma prevalentemente nel fegato e nei reni.
Durante la deaminazione ossidativa un amminoacido è trasformato nel corrispondente chetoacido.

Si verifica un allontanamento del gruppo funzionale amminico come ammoniaca. Quest’ultima prende la strada del ciclo dell’urea e il gruppo amminico è sostituito dal gruppo chetonico.

La deaminazione ossidativa coinvolge principalmente il glutammato che è il prodotto finale di molte reazioni di transaminazione ed è catalizzata dalla glutammato deidrogenasi utilizzando, come coenzima l’NAD o l’NAPD

glutammato deidrogenasi

La reazione è reversibile infatti la maggior parte degli amminoacidi sono deamminati tramite transaminazione:
amminoacido + α-chetoglutarato  ⇌ α-chetoacido + glutammato

Catabolismo degli amminoacidi

La deaminazione ossidativa costituisce una delle fasi del catabolismo degli amminoacidi.

Quest’ultimo avviene in due fasi. Nella prima fase si la la rimozione dell’ α-amminogruppo tramite reazioni di transaminazione e di deaminazione ossidativa che trasformano l’amminoacido nel corrispondente α-chetoacido.

Nella seconda fase si verifica la trasformazione dello scheletro carbonioso dell’α-chetoacido con ottenimento di intermedi delle vie metaboliche. Gli intermedi sono poi degradati a biossido di carbonio e acqua con produzione di energia sotto forma di ATP. Gli intermedi possono essere i precursori di glucosio, acidi grassi o corpi chetonici che sono molecole solubili in acqua prodotte dal fegato quando non c’è una sufficiente quantità di glucosio disponibile come principale fonte di energia per il corpo. Ciò può accadere durante periodi di digiuno prolungato, esercizio fisico intenso o quando si segue una dieta povera di carboidrati o una dieta chetogenica.

I due principali corpi chetonici sono l’acetoacetato (AcAc) e il 3-beta-idrossibutirrato (3HB), mentre l’acetone è il terzo e meno abbondante corpo chetonico. Oltre ad essere una fonte di energia, i corpi chetonici e, in particolare il 3-beta-idrossibutirrato, hanno proprietà di segnalazione e funzioni biologiche.

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