Las reacciones anapleróticas (del griego ἀνά = 'arriba' y πληρόω = 'llenar') son reacciones químicas que forman intermediarios de una vía metabólica . Se encuentran ejemplos de estos en el ciclo del ácido cítrico (ciclo TCA). En la función normal de este ciclo de respiración, las concentraciones de intermedios de TCA permanecen constantes; sin embargo, muchas reacciones biosintéticas también utilizan estas moléculas como sustrato. La anaplerosis es el acto de reponer los intermedios del ciclo del TCA que se han extraído para la biosíntesis (en lo que se denominan reacciones anapleróticas ).
El ciclo de TCA es un centro del metabolismo, con una importancia central tanto en la producción de energía como en la biosíntesis. Por lo tanto, es crucial que la célula regule las concentraciones de los metabolitos del ciclo del TCA en las mitocondrias. El flujo anaplerótico debe equilibrar el flujo cataplerótico para retener la homeostasis del metabolismo celular. [1]
Reacciones del metabolismo anaplerótico.
Hay cinco reacciones principales clasificadas como anapleróticas y se estima que la producción de oxaloacetato a partir del piruvato tiene la mayor importancia fisiológica.
De | A | Reacción | Notas |
Piruvato | oxaloacetato | piruvato + HCO 3 - + ATPoxalacetato + ADP + P i + H 2 O | Esta reacción es catalizada por piruvato carboxilasa , una enzima activada por acetil-CoA , lo que indica una falta de oxalacetato . Ocurre en mitocondrias animales . Reacción anaplerótica más importante; dependiendo de la gravedad, la deficiencia causa acidosis láctica, deficiencia psicomotora grave o muerte en la infancia [1] El piruvato también se puede convertir en L-malato , otro intermedio, de manera similar. |
Aspartato | oxaloacetato | - | Esta es una reacción reversible que forma oxalacetato a partir del aspartato en una reacción de transaminación , vía aspartato transaminasa . |
Glutamato | α- cetoglutarato | glutamato + NAD + + H 2 ONH 4 + + α-cetoglutarato + NADH + H + . | Esta reacción es catalizada por glutamato-deshidrogenasa . |
β-oxidación de ácidos grasos | succinil-CoA | - | Cuando los ácidos grasos de cadena impar se oxidan, se forma una molécula de succinil-CoA por ácido graso. La enzima final es metilmalonil-CoA mutasa . Se puede usar triheptanoína (grasa con tres ácidos grasos heptanoicos (C7: 0)) para tratar la deficiencia de piruvato carboxilasa |
adenilosuccinato | fumarato | adenilosuccinato AMP + fumarato | Esta reacción es catalizada por la adenilosuccinato liasa y ocurre en la síntesis de purinas y el ciclo de nucleótidos de purina. El defecto de esta enzima [2] provoca retraso psicomotor. |
El malato es creado por PEP carboxilasa y malato deshidrogenasa en el citosol . El malato, en la matriz mitocondrial , se puede utilizar para producir piruvato (catalizado por la enzima málica ) o ácido oxaloacético , los cuales pueden entrar en el ciclo del ácido cítrico .
La glutamina también se puede usar para producir oxaloacetato durante reacciones anapleróticas en varios tipos de células a través de la "glutaminólisis", que también se observa en muchas células transformadas con c-Myc. [2]
Enfermedades del metabolismo anaplerótico.
La deficiencia de piruvato carboxilasa es un trastorno metabólico hereditario en el que la anaplerosis se reduce considerablemente. Otros sustratos anapleróticos, como el triglicérido triheptanoína que contiene carbono impar, se pueden usar para tratar este trastorno. [3]
Referencias
- ^ Owen O, Kalhan S, Hanson R (2002). "El papel clave de la anaplerosis y la cataplerosis para la función del ciclo del ácido cítrico" . J. Biol. Chem . 277 (34): 30409–12. doi : 10.1074 / jbc.R200006200 . PMID 12087111 .
- ^ DeBerardinis, et al. La biología del cáncer: la reprogramación metabólica estimula el crecimiento y la proliferación celular. Cell Metabolism 7, enero de 2008
- ^ Habarou F, Brassier A, Rio M, Chrétien D, Monnot S, Barbier V, Barouki R, Bonnefont JP, Boddaert N, Chadefaux-Vekemans B, Le Moyec L, Bastin J, Ottolenghi C, de Lonlay P (2015). "Deficiencia de piruvato carboxilasa: una causa subestimada de acidosis láctica" . Mol Genet Metab Rep . 2 : 25–31. doi : 10.1016 / j.ymgmr.2014.11.001 . PMC 5471145 . PMID 28649521 .