Transaminación

Qué es la transaminación

El término procede del latín trans- ("de un lado a otro") y de amino, por el grupo funcional ‑NH₂ que la reacción desplaza; el sufijo ‑ción aporta, como en tantas otras voces del español científico, la idea de acción y efecto. Se reserva para el caso concreto en que ese desplazamiento ocurre entre un aminoácido y un alfa-cetoácido, sin tocar el resto de la molécula.

Uno de los dos participantes, el aminoácido donante, pierde su grupo amino y queda convertido en el cetoácido correspondiente; el otro, el cetoácido aceptor, lo gana y se transforma en un aminoácido nuevo. La constante de equilibrio de la mayoría de estas reacciones ronda la unidad. El sentido del flujo no depende de una preferencia termodinámica fija, sino de las concentraciones relativas de sustratos y productos en cada tejido y en cada momento metabólico.

Un hallazgo que se completó por partes

La pista inicial llegó antes de que nadie supiera bien qué buscaba. En 1930, la bioquímica británica Dorothy Needham observó que el ácido glutámico añadido a músculo de pechuga de paloma desaparecía sin que aumentara el amoníaco del medio. Aventuró que el grupo amino debía de estar combinándose con algún resto de carbohidrato para formar, sin nombrarlo aún, un nuevo aminoácido. Tardó siete años en tener nombre propio.

En 1937, Alexander Braunstein y María Kritzmann, del Instituto de Bioquímica de Moscú, identificaron el mecanismo exacto con el mismo tipo de tejido: extractos de músculo de paloma transferían el grupo amino entre el ácido glutámico y el oxalacético. No hubo amoníaco de por medio. Al fenómeno lo llamaron transaminación, y Rudolf Schoenheimer confirmó poco después, marcando aminoácidos con isótopos radiactivos, que no era una peculiaridad del tejido muscular de las aves.

Demostrar que existían muchas transaminasas distintas, y no solo la que actuaba sobre el ácido glutámico, resultó más laborioso de lo previsto: la cromatografía en papel no se generalizó como herramienta de laboratorio hasta finales de los años cuarenta. En 1950, Francis Hird y Eric Rowsell, en Cambridge, la aplicaron a preparaciones de hígado de rata y confirmaron que la transaminación se repetía con un abanico amplio de aminoácidos. El fenómeno no era una rareza de una sola especie ni de una sola molécula.

Qué aminoácidos entran en juego

Casi todos los aminoácidos proteicos pueden transaminarse. Las excepciones son la lisina, la treonina, la prolina y la hidroxiprolina, que siguen otras rutas de degradación. Para la histidina, la serina, la metionina y la fenilalanina sí se han descrito transaminasas específicas, aunque sus vías metabólicas principales no dependen de ellas.

De entre las decenas de reacciones posibles, dos concentran la atención clínica porque sus enzimas se miden habitualmente en sangre. La alanina cede su grupo amino al alfa-cetoglutarato para formar piruvato y glutamato, reacción a cargo de la alanina aminotransferasa. El aspartato hace lo mismo con el mismo aceptor y produce oxalacetato y glutamato, esta vez mediante la aspartato aminotransferasa. Ambas enzimas, su nomenclatura y su papel como marcadores se desarrollan en la entrada dedicada a las transaminasas.

Adónde va el nitrógeno después

La mayoría de las transaminaciones descargan su grupo amino sobre el alfa-cetoglutarato, así que el glutamato funciona como punto de encuentro casi obligado del nitrógeno amínico antes de seguir camino. Desde ahí, la glutamato deshidrogenasa libera ese nitrógeno como amoníaco para su entrada en el ciclo de la urea. Esa segunda reacción, la desaminación oxidativa, sigue un mecanismo distinto que se explica con más detalle en la entrada de la aminotransferasa.

El otro producto, el cetoácido, tiene un destino igual de concreto. El esqueleto de carbono que deja atrás el aminoácido original puede entrar en el ciclo de Krebs o servir de precursor para la gluconeogénesis, según de qué aminoácido se trate. En el músculo esquelético ocurre a menudo lo contrario: el piruvato procedente de la glucólisis acepta un grupo amino y se convierte en alanina, que viaja hasta el hígado para completar allí el ciclo.

Preguntas frecuentes

¿Transaminación y desaminación son lo mismo?

No. En la transaminación el grupo amino cambia de molécula sin liberarse en ningún momento. En la desaminación oxidativa, a cargo de la glutamato deshidrogenasa, sí se libera como amoníaco libre. Las dos reacciones suelen operar en serie: primero se recoge el nitrógeno disperso de muchos aminoácidos en una sola molécula, el glutamato, y solo después se libera de una vez.

¿Por qué la reacción es reversible?

Porque su energía libre de reacción es prácticamente nula: ni el sentido directo ni el inverso están favorecidos de partida. El resultado neto depende de las concentraciones locales de sustratos y productos, que varían de un tejido a otro y según el momento metabólico.

¿Existe una única transaminasa?

No. Hay decenas, cada una especializada en un aminoácido o en un grupo reducido de ellos. Francis Hird y Eric Rowsell lo demostraron en 1950 con preparaciones de hígado de rata: el fenómeno se repetía para muchos aminoácidos distintos, no solo para el ácido glutámico de las primeras observaciones de los años treinta.

¿Influye la vitamina B6 en el proceso?

Sí, de forma decisiva: todas las transaminaciones dependen del fosfato de piridoxal como cofactor. La entrada dedicada a la aminotransferasa detalla su mecanismo de acción y qué ocurre cuando esta vitamina escasea.

¿Por qué no se elimina directamente el grupo amino de cada aminoácido?

Porque resultaría mucho más costoso y arriesgado. El amoníaco libre es tóxico incluso a concentraciones bajas, así que liberarlo aminoácido por aminoácido multiplicaría los puntos de exposición del organismo a esa sustancia. La transaminación resuelve el problema de otra manera: en vez de veinte rutas de eliminación distintas, canaliza casi todo el nitrógeno hacia una sola molécula y deja que sea la desaminación oxidativa, concentrada en la mitocondria hepática, la que libere el amoníaco de forma controlada. De paso conserva el esqueleto de carbono de cada aminoácido para que pueda reutilizarse en otras rutas metabólicas.

Referencias

1. Needham, D. M. A quantitative study of succinic acid in muscle: Glutamic and aspartic acids as precursors. Biochemical Journal, 1930.
2. Transaminases for the synthesis of enantiopure beta-amino acids. PubMed Central, National Institutes of Health.
3. Transamination. ScienceDirect Topics.
4. Prueba de AST. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., MedlinePlus en español.