Gli amminoacidi glucogenici GAA sono quegli amminoacidi che possono essere impiegati per essere convertiti a glucosio tramite il processo di gluconeogenesi.
Si differenziano dagli amminoacidi chetogenici che sono convertiti in corpi chetonici.
Il metabolismo di alcuni amminoacidi può portare alla formazione di più di uno degli intermedi metabolici e questi amminoacidi appartengono a entrambe le categorie.
Il catabolismo degli amminoacidi glucogenici produce piruvato o uno degli intermedi nel ciclo di Krebs mentre quello degli amminoacidi chetogenici produce acetil CoA o acetoacetil CoA.
Lo scopo principale del catabolismo proteico durante uno stato di digiuno o sforzo prolungato è fornire gli amminoacidi glucogenici soprattutto alanina e glutammina. Essi, infatti, fungono da substrati per la produzione endogena di glucosio. Gli scheletri di carbonio sono convertiti in piruvato, 2-ossoglutarato, succinil-CoA, fumarato e ossalacetato e agiscono come precursori del glucosio.
Gluconeogenesi
La gluconeogenesi è un processo metabolico che avviene nel citosol e nei mitocondri necessario a mantenere costante il livello di glucosio nel sangue durante lo stato di digiuno o durante un intenso sforzo fisico
Essa avviene a partire da precursori non saccaridici come amminoacidi glucogenici, lattato, piruvato e glicerolo e ha luogo prevalentemente nel fegato ed in piccola parte nella corteccia surrenale.
Il glucosio prodotto tramite la gluconeogenesi è quindi rilasciato nel flusso sanguigno in modo che possa essere utilizzato per produrre energia.
Amminoacidi glucogenici
Gli amminoacidi glucogenici sono:
Alanina
Glutammina
Amminoacidi catabolizzati in piruvato
L’alanina è convertita in piruvato da una reazione catalizzata dall’enzima alanina aminotransferasi. Essa trasferisce in modo reversibile il gruppo amminico dall’ alanina al 2-ossoglutarato per produrre piruvato e glutammato. Successivamente, il 2-ossoglutarato è rigenerato dalla glutammato deidrogenasi, dal glutammato.
La serina è convertita in piruvato da una reazione catalizzata dalla serina deidratasi, che consente la β eliminazione del gruppo ossidrile per formare un intermedio amminoacrilato che a sua volta si tautomerizza nell’immina, che è poi idrolizzata per produrre piruvato.
La glicina è convertita in piruvato per conversione iniziale in serina mediante una reazione catalizzata dall’enzima serina idrossimetil transferasi.
La cisteina può essere convertita in piruvato attraverso diversi percorsi, ad esempio i tre atomi di carbonio della cisteina possono essere convertiti in cistationina che a sua volta si trasforma in piruvato e omocisteina .
La treonina è un amminoacido che è sia glucogenico che chetogenico. La via di degradazione più comune riguarda la formazione di acetil-CoA e glicina. Quest’ultimo è successivamente convertito in serina dalla serina idrossimetiltransferasi e quindi la serina è trasformata in piruvato dalla serina deidratasi.
Amminoacidi catabolizzati ad ossalacetato
L’aspartato e l’ asparagina sono entrambi catabolizzati in ossalacetato.
L’aspartato è convertito in ossalacetato da una reazione catalizzata dall’enzima aspartato aminotransferasi, che trasferisce un gruppo amminico dall’aspartato al 2-ossoglutarato per produrre glutammato e ossalacetato.
L’asparagina è idrolizzata in aspartato e ammoniaca attraverso una reazione catalizzata dall’enzima asparaginasi .
Amminoacidi catabolizzati a 2-ossoglutarato
Glutammina, prolina , arginina e istidina sono prima convertite in glutammato e poi subiscono deaminazione per produrre 2-ossoglutarato.
Amminoacidi catabolizzati in succinil-CoA
La metionina, la valina e l’isoleucina sono catabolizzate in propoinil-CoA che è convertito in d -metilmalonil-CoA dalla propionil-CoA carbossilasi tramite la β-ossidazione degli acidi grassi. Il d -metilmalonil-CoA è successivamente racemizzato in l -metilmalonil-CoA dalla metilmalonil-CoA racemasi. La reazione catalizzata dalla metilmalonil mutasi alla fine produce succinil-CoA.
La degradazione della metionina richiede nove passaggi, uno dei quali prevede la sintesi di S -adenosilmetionina .