Asparagina

Qué es la asparagina

Se trata de un aminoácido polar no cargado cuya cadena lateral (-CH₂-CO-NH₂) contiene un grupo amida. En el código genético la codifican los tripletes AAU y AAC del ARN mensajero. Su fórmula molecular es C₄H₈N₂O₃, con una masa de 132,12 Da, y difiere del ácido aspártico en un solo detalle: donde el aspártico lleva un segundo grupo carboxilo, la asparagina lleva un grupo amida. Esa diferencia parece menor, pero cambia por completo el comportamiento de la molécula en disolución: la asparagina no tiene carga neta a pH neutro, mientras que el aspartato está cargado negativamente.

El nombre procede del griego ἀσπάραγος (aspáragos), el espárrago, planta de la que se extrajo por primera vez. En 1806 los químicos franceses Louis-Nicolas Vauquelin y Pierre Jean Robiquet (que por entonces era un asistente joven en el laboratorio de Vauquelin) cristalizaron una sustancia desconocida a partir del jugo concentrado de espárragos. La llamaron asparagine. Ninguno de los dos sospechaba que acababan de aislar el primer representante de toda una familia de moléculas biológicas; la propia noción de «aminoácido» no existiría hasta décadas después. Tres años más tarde, en 1809, Robiquet encontró en la raíz de regaliz un compuesto con propiedades que describió como «muy semejantes» a las de la asparagina; Plisson confirmó en 1828 que se trataba de la misma sustancia.

La grafía en castellano oscila entre asparagina (forma preferida por la Real Academia Nacional de Medicina) y asparragina, que conserva la doble erre del latín asparagus y aparece en textos farmacéuticos y clínicos españoles. Ambas se encuentran en uso.

Biosíntesis y papel metabólico

El organismo humano produce asparagina mediante la enzima asparagina sintetasa, codificada por el gen ASNS (cromosoma 7q21.3). La reacción parte de ácido aspártico y glutamina: el ATP activa al aspartato formando un intermediario (β-aspartil-AMP), sobre el que la glutamina transfiere un grupo amida. El resultado es asparagina, AMP, glutamato y pirofosfato. Nada de esto ocurre en un paso limpio; la enzima mantiene un equilibrio fino entre cuatro aminoácidos a la vez.

Un dato que a menudo pasa inadvertido: la asparagina no atraviesa la barrera hematoencefálica. Las neuronas y las células gliales dependen exclusivamente de su propia asparagina sintetasa para obtenerla. Si el gen ASNS lleva mutaciones en ambos alelos, las células cerebrales quedan desabastecidas y el desarrollo neurológico se ve comprometido desde el nacimiento (deficiencia de asparagina sintetasa, una enfermedad rara de herencia autosómica recesiva).

Funciones en la estructura de las proteínas

Dentro de una cadena polipeptídica, los residuos de asparagina aparecen con frecuencia en posiciones estratégicas. Su grupo amida lateral puede formar enlaces de hidrógeno con el esqueleto peptídico, de modo que tiende a concentrarse al principio y al final de las hélices alfa, y también en los giros que conectan láminas beta. La glutamina, con un carbono más en la cadena lateral, ofrece una geometría parecida pero con mayor libertad conformacional, lo que la hace menos eficaz en ese papel de «anclaje» de la estructura secundaria.

La asparagina es, además, el punto de unión habitual para la N-glicosilación, una modificación postraduccional en la que se añaden cadenas de carbohidratos a las proteínas destinadas a la superficie celular o al medio extracelular. La secuencia señal es un triplete Asn-X-Ser/Thr (donde X puede ser casi cualquier aminoácido salvo prolina). Sin esa asparagina en la posición correcta, la glicosilación no tiene lugar, y la proteína pierde estabilidad, solubilidad o capacidad de reconocimiento por parte de receptores.

Asparagina, reacción de Maillard y acrilamida

Cuando un alimento rico en asparagina se calienta por encima de 120 °C en presencia de azúcares reductores (glucosa, fructosa), se desencadena una reacción de Maillard que genera acrilamida, un compuesto clasificado como «probablemente carcinógeno» (grupo 2A de la IARC). Patatas fritas, café tostado, pan tostado y galletas contienen cantidades variables. La asparagina no es el único sustrato posible, pero sí el más relevante en la formación de acrilamida en estos productos, un hecho que ha motivado investigaciones sobre variedades de patata con menor contenido de este aminoácido en el tubérculo.

Diferenciación con el ácido aspártico

La confusión entre asparagina y ácido aspártico es frecuente, y comprensible: la asparagina es la amida del ácido aspártico y se convierten una en otra con relativa facilidad. La diferencia reside en la cadena lateral: -CO-NH₂ en la asparagina frente a -COOH (o -COO⁻ en forma ionizada) en el aspártico. A nivel funcional, el ácido aspártico participa como donante de nitrógeno en el ciclo de la urea y la síntesis de nucleótidos; la asparagina, en cambio, interviene sobre todo en la estructura proteica, la glicosilación y el transporte de nitrógeno. Históricamente la relación es la inversa de lo que cabría esperar: fue la asparagina la que se aisló primero (1806), y el ácido aspártico se obtuvo después, por hidrólisis de aquella (1827).

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra asparagina?

Del espárrago. El nombre se acuñó en 1806 cuando Vauquelin y Robiquet cristalizaron por primera vez esta sustancia a partir de jugo de espárragos (Asparagus officinalis). La raíz griega es ἀσπάραγος (aspáragos), voz que algunos autores emparentan con el verbo σπαράσσω, «brotar con fuerza», aludiendo al modo en que el tallo rompe la tierra al emerger. El sufijo -ina designa «sustancia» en nomenclatura química.

¿Es lo mismo asparagina que ácido aspártico?

No. Son dos aminoácidos distintos, aunque emparentados. La asparagina lleva un grupo amida en su cadena lateral; el ácido aspártico, un grupo carboxilo. Esa diferencia hace que la asparagina sea neutra a pH fisiológico, mientras que el ácido aspártico (aspartato) lleva carga negativa. Las células los interconvierten: la asparagina sintetasa convierte aspartato en asparagina, y la asparaginasa cataliza la reacción inversa.

¿Qué pasa si el organismo no puede fabricar asparagina?

Depende de dónde falle la síntesis. La asparagina de la dieta cubre las necesidades de la mayoría de los tejidos, pero no puede cruzar la barrera hematoencefálica. Las personas con mutaciones bialélicas en el gen ASNS desarrollan desde el nacimiento un cuadro neurológico grave (microcefalia, convulsiones, atrofia cerebral progresiva) porque sus neuronas no disponen de este aminoácido. La enfermedad es muy infrecuente y de herencia autosómica recesiva.

¿Tiene relación la asparagina con la acrilamida de los alimentos?

Sí. Cuando alimentos ricos en asparagina se someten a temperaturas superiores a 120 °C junto con azúcares reductores, se forma acrilamida por reacción de Maillard. El fenómeno se ha documentado sobre todo en patatas fritas, café tostado y productos horneados. La industria alimentaria investiga variedades de patata con menor contenido de asparagina para reducir la formación de ese compuesto.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Aminoácidos. MedlinePlus, enciclopedia médica.
2. Real Academia Nacional de Medicina de España. Asparagina. Diccionario de términos médicos.
3. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. ASNS gene: asparagine synthetase. MedlinePlus Genetics.
4. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Asparagine synthetase deficiency. MedlinePlus Genetics.