Reacción anaplerótica

As reaccións anapleróticas (do grego ἀνά e πληρόω= encher) ou reaccións de recheo son reaccións que forman moléculas intermediarias dunha vía metabólica fóra desa vía metabólicaThe Free Dictionary, que se poden incorporar a dita vía, e o termo aplícase xeralmente á produción deste modo de moléculas do ciclo do ácido cítrico (ou de Krebs). Na función normal do ciclo do ácido cítrico na respiración celular, as concentracións dos intermediarios do ciclo permanecen constantes, pero como moitas outras vías biosintéticas usan eses intermediarios como substrato (como a síntese de bases nitroxenadas, aminoácidos e hemo)Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Biochemistry. 5th edition. New York: W H Freeman; 2002.  , pode diminuír a cantidade destes necesario para alimentar o ciclo do ácido cítrico. A anaplerose consiste en reencher as cantidades dos intermediarios do ciclo do ácido cítrico que foron desviadas para a biosíntese para que a respiración celular poida continuar. Como esta ruta é un ciclo, calquera dos intermediarios pode servir para reencher o ciclo.

Como o ácido cítrico é unha ruta central do metabolismo para a produción de enerxía e a biosíntese, é fundamental que estean ben reguladas as concentracións dos seus metabolitos na mitocondria. O fluxo anaplerótico debe compensar a perda destas moléculas, que se desviaron a outras vías, para así manter a homeostase do metabolismo celular.

 Principais reaccións anapleróticas 

Hai catro reaccións principais clasificadas como anapleróticas, das cales crese que a máis importante é a produción de oxalacetato a partir de piruvato.

 De  A  Reacción  Notas
   Piruvato  oxalacetato  piruvato + HCO3- + ATP  oxalacetato + ADP + Pi + H2O  Esta reacción é catalizada pola piruvato carboxilase, un encima activado polo acetil-CoA, que indica unha falta de oxalacetato. Ocorre nas mitocondrias animais. A deficiencia nas reaccións anapleróticas máis importantes, dependendo da súa gravidade, causa acidose láctica grave, deficiencia psicomotora grave ou morte infantil .
O piruvato pode tamén converterse en L-malato, outro intermediato do ciclo do ácido cítrico, de maneira similar.
   Aspartato  oxalacetato  -  Esta é unha reacción reversible na que se forma o oxalacetato a partir de aspartato nunha reacción de transaminación, por medio da aspartato transaminase.
   Glutamato  α-cetoglutarato glutamato + NAD+ + H2O  NH4+ + α-cetoglutarato + NADH + H+.   Esta reacción está catalizada pola glutamato deshidroxenase.
   β-Oxidación dos ácidos graxos  succinil-CoA  -  Cando se oxidan ácidos graxos de número impar de carbonos, fórmase unha molécula de succinil-CoA por cada un destes ácidos graxos. O encima final que intervén é a metilmalonil-CoA mutase. Para tratar a deficiencia de piruvato carboxilase pode utilizarse a triheptanoína (triglicérido con ácido heptanoico, de número impar de C, con fórmula C7:0).  adenilosuccinato  fumarato   adenilosuccinato  AMP + fumarato  Esta reacción é catalizada pola adenilosuccinato liase e ocorre na síntese de purinas e no ciclo dos nucleótidos purínicos. Os defectos neste encima  causan retardos psicomotores.

O malato orixínase pola PEP carboxilase e malato deshidroxenase no citosol. O malato, na matriz mitocondrial, pode utilizarse para producir piruvato (catalizado polo encima málico) ou oxalacetato, e ambos os dous poden entrar no ciclo do ácido cítrico.

A glutamina pode tamén utilizarse para producir oxalacetato durante as reaccións anapleróticas en varios tipos de células por medio da "glutaminólise", que se pode observar en moitas células c-Myc transformadas (tumorais).DeBerardinis, et al The biology of cancer:metabolic reprogramming fuels cell growth and proliferation. Cell Metabolism 7, xaneiro de 2008

 Doenzas do metabolismo anaplerótico 

A deficiencia de piruvato carboxilase é un exemplo de doenza que afecta ao metabolismo anaplerótico. É un trastorno metabólico hereditario no que a anaplerose está moi reducida. Para tratar este trastorno poden usarse outros substratos anapleróticos como o triglicérido que contén ácidos graxos de número impar de carbonos chamado triheptanoína.

 Notas 

Categoría:Metabolismo