Catabolismo della treonina e della glicina

La treonina è un amminoacido sia chetogenico che glucogenico che ha più vie di degradazione, quella di cui parliamo adesso è la via quantitativamente meno importante. La treonina è un amminoacido sia chetogenico che glucogenico proprio perché ha più di una via di degradazione.

La via quantitativamente meno importante del catabolismo della treonina

La treonina è il substrato della treonina deidrogenasi

La prima reazione della via quantitativamente meno importante è catalizzata dalla treonina deidrogenasi in cui il gruppo ossidrilico viene ossidato a gruppo chetonico e si forma 2-ammino-3-cheto-butirrato.

Poi interviene la 2-ammino-3-chetobutirrato CoA ligasi che catalizza la scissione della molecola e si forma acetil-CoA e glicina. Poiché fuoriesce acetil-CoA la treonina è un amminoacido chetogenico.

Il destino della glicina

Reazioni del catabolismo della glicina

Tramite la serina idrossimetil transferasi e la donazione di un gruppo metilenico (da N5,N10,metilentetraidrofolato) e di un gruppo ossidrilico (derivante da acqua) la glicina diventa serina. Il donatore del gruppo metilenico è il tetraidrofolato, quindi il tetraidrofolato è in grado di legare unità monocarboniose a diverso grado di ossidazione.

L’unità metilenica deriva da una reazione catalizzata dall’enzima di scissione della glicina che “distrugge” ossidativamente l’amminoacido.

Quindi una parte della glicina va verso serina (frecce in basso nell’immagine), mentre una parte viene scissa in anidride carbonica (frecce a destra nell’immagine), ione ammonio e gruppo metilenico. Il gruppo metilenico viene recuperato dal tetraidrofolato che poi lo cede ad altre molecole di glicina che non sono state “distrutte” dall’enzima di scissione della glicina.

La molecola di glicina è quindi un punto di incrocio di più vie cataboliche ma ovviamente la via predominante è quella della scissione della glicina, perché il gruppo metilenico viene utilizzato per numerose vie anaboliche.

La terza via catabolica della glicina

La glicina può andare incontro ad una terza via (la meno abbondante) e può essere il substrato della D-amminoacido ossidasi che è un enzima che interviene sui D-amminoacidi (aa non proteici). Questi D-aa si formano per racemizzazione degli L-aa.
La glicina è substrato della D-amminoacido ossidasi perché è l’unico aa che non ha un centro chirale e prima viene trasformata in gliossalato e poi in ossalato. Se si forma molto ossalato c’è il problema della precipitazione dell’ossalato di calcio.

Per ricapitolare la glicina può andare incontro a 3 vie cataboliche (in ordine dalla più abbondante alla meno abbondante):

  • La glicina è il substrato dell’enzima di scissione della glicina e viene distrutta ossidativamente
  • La glicina diventa serina
  • La glicina è il substrato della D-amminoacido ossidasi.

Iperglicinemia

Si tratta di una situazione patologica indotta da difetti dell’enzima di scissione della glicina. Questa condizione patologica comporta elevate concentrazioni di glicina nel sangue.

L’eccesso di glicina nell’organismo determina gravi deficienze mentali e morte nella prima infanzia. Quando il catabolismo di alcuni amminoacidi non funziona si verificano delle patologie che hanno come caratteristica la presenza di danni cerebrali.

Questo avviene perché gli amminoacidi sono molecole molto versatili che sono, ad esempio, precursori dei neurotrasmettitori.

La glicina è già un neurotrasmettitore inibitore quindi una concentrazione elevata crea dei problemi nel trasferimento degli impulsi nervosi.

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