Oxidação de Aminoácidos e Ciclo da Ureia

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Oxidação de Aminoácidos e Ciclo da Ureia 
 
Proteínas são degradadas em aminoácidos; 
Aminoácidos: da dieta ou da reciclagem de 
proteínas (não podem ser armazenados); 
Primeira etapa da degradação é a remoção do 
nitrogênio; 
Amônio gerado é convertido em uréia 
(mamíferos); 
Esqueletos de carbono (α-cetoácidos) são 
convertidos em intermediários do metabolismo 
central; 
 Carnívoros: até 90% das necessidades de 
energia (aas da dieta!!) 
 Herbívoros: pequena fração da energia 
 Plantas: raramente oxidam aminoácidos 
Nitrogênio é reaproveitado (reciclagem). 
Condições: 
 Reciclagem de proteínas (turnover), 
em que alguns aas liberados pela 
hidrólise de proteínas são necessários à 
biossíntese de novas proteínas; 
 
 Aminoácidos ingeridos em 
excesso: degradação oxidativa pois 
aas não podem ser armazenados; 
 
 Durante o jejum prolongado e 
diabetes não tratada: hidrólise de 
proteínas e aas como fonte de energia, 
pois os carboidratos estão 
indisponíveis ou são utilizados de 
forma inadequada. 
Enzimas proteolíticas: clivagem no sistema 
digestivo – aas livres; 
Pró-enzimas ou zimogênios: ativados após 
a clivagem proteolítica; 
 
 
 
 
 
 
 
As proteínas ingeridas são degradadas a 
peptídeos e aminoácidos no TGI. 
A entrada de proteínas no estômago provoca 
a secreção de um hormônio chamado 
gastrina pela mucosa gástrica. Isso leva a 
secreção de HCL pelas células parietais de 
glândulas gástricas e também de 
pepsinogênio pelas células principais das 
glândulas gástricas. 
Introdução 
Aminoácidos 
glicogênicos 
 
Carboidratos 
Monossacarídeos 
Glicose 
Piruvato 
Aminoácidos 
cetogênicos 
 
Acetil-CoA β-oxidação Ácidos 
graxos 
Glicerol 
Desaminação oxidativa 
Lipídeos 
Amônia 
Proteínas 
Ciclo da 
Ureia 
Fosforilação oxidativa 
(Cadeia de transporte de elétrons) 
Ciclo do 
ácido cítrico 
ATP 
Ureia 
Oxidação de Aminoácidos (animais) 
Degradação de Proteínas da Dieta 
Val-(Asp)4-Lys-Ile- 
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O pepsinogênio é um zimogênio, ele torna-se 
pepsina gástrica pela ação do baixo pH do HCL. 
Então ele será responsável, a pepsina ativa, por 
hidrolizar ligações peptídicas no lado amino de 
aminoácidos aromáticos, clivando cadeias 
polipeptídicas longas em uma mistura de 
polipeptídeos menores. 
Quando o bolo alimentar chega ao instestino, o 
pH baixo deste bolo alimentar promove a 
secreção de um hormônio chamado secretina 
para o sangue que induz a secreção de 
bicarbonato pelo pâncreas para aumentar o pH 
no instestino delgado para próximo de 7. 
A entrada de aminoácidos no duodeno leva 
(além da excreção da secretina) à excreção de 
outro hormônio, o colecistoquinina e 
consequente secreção de outras enzimas 
pancreáticas (tripsinogênio, quimotripsinogênio 
e as procarboxipeptidases A e B. 
No instestino existem enteropeptidases, que 
vão converter os zimogênios em enzimas ativas 
(ex.: tripsinogênio vai virar tripsina). 
No pâncreas existem os zimogênios e uma 
proteína inibidora para que os zimogênios não 
se transformem em formas ativas ainda no 
pâncreas, para evitar a pancreatite. 
Enzimas (especificidade das proteases): 
 Pepsina – terminal amino dos 
aminoácidos (Phe, Tyr e Trp); 
 Tripsina – terminal carboxílico dos 
aminoácidos (Arg e Lys); 
 Quimiotripsina – terminal carboxílico 
dos aminoácidos (Phe, Tyr, Trp, Leu, Glu 
e Asp); 
 Elastase – terminal carboxílico dos 
aminoácidos (Ala, Ser e Gly); 
 Aminopeptidases – amino terminal de 
todos os aminoácidos; 
 Carboxipeptidases – A (atuam no 
terminal de aminoácidos hidrofóbicos), B 
(atuam no terminal carboxílico dos 
aminoácidos Arg e Lys). 
 
 N e C dos aminoácidos seguirão 
caminhos diferentes com vias 
conectadas. 
Esqueletos de carbono: passos para entrar 
CAC. 
NH4+: reutilizada e o excesso é excretado 
como uréia, amônia ou ácido úrico (maioria 
da energia já foi retirada). 
Esse processo catabólico de aminoácidos 
acontece majoritariamente no fígado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Digestão de Proteínas 
Visão geral do catabolismo de aminoácidos 
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 Catabolismo do Grupos Amino 
 
 Diferentes aminotransferases catalisam 
a transferência de grupos aminos dos 
aminoácidos para o α-cetoglutarato, 
para formar glutamato e um α-cetoácido: 
transaminação; 
 O piridoxal fosfato (PLP-coenzima da 
piridoxina ou vitamina B6) é o grupo 
prostético das aminotransferases, 
participa da transferência dos grupos 
amino para o α-cetoglutarato 
(coenzima). 
 
 
Depois que o glutamato recebeu o 
grupamento amino dos aminoácidos 
diversos, ele vai perder. 
Nos hepatócitos (células do fígado), o Glu é 
transportado do citosol para o interior das 
mitocôndrias, onde ocorre desaminação 
oxidativa: 
O glutamato vai perder o grupamento 
amino regenerando o α-cetoglutarato. 
A enzima que faz a reação é a glutamato 
desidrogenase (presente na matriz 
mitocondrial de mamíferos). Reação de 
oxirredução. Única enzima que pode aceitar 
NAD ou NAD(P) como aceptor de elétrons. 
Essa reação vai ser favorecida por excesso 
de ADP (quando o organismo precisa de 
energia). Inibida por GTP. 
Reação de transdesaminação = 
aminotransferase + Glu desigrogenase. 
Tecido muscular: rico em piruvato (produto 
da glicólise muscular) que pode receber 
amônio do glutamato para formar alanina, 
por ação da alanina aminotransferase; 
Alanina é transportada até o fígado para 
recuperação do piruvato e biossíntese de 
glicose; 
Glicose retorna ao músculo; 
Amônio é excretado como uréia no 
fígado. 
 
Aminotransferases: transferência de 
grupos amino 
Desaminação Oxidativa 
Ciclo da Glicose-Alanina 
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Músculo em contração vigorosa: anaerobiose e 
lactato a partir de piruvato; 
Nessa contração rigorosa também pode haver 
produção de amônia pela degradação proteica; 
Recuperação do lactato no fígado 
(Gliconeogênese); 
Ciclo de Cori e Ciclo da Alanina: economia de 
esqueletos de carbono e aumento da eficiência 
na geração de energia pelo músculo. 
Reciclagem é tarefa do fígado! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nos animais ureotélicos a NH3 atinge a 
mitocôndria dos hepatócitos e será 
convertida em UREIA. 
A ureia é produzida a partir da amônia por 5 
etapas enzimáticas. 
Inicia na mitocôndria e termina no citosol. 
 Fase mitocondrial: 
 Carbamoil-Pi-sintetase I 
Ativa NH4+; 
Isoenzima I comprometida com o ciclo da 
ureia; 
Isoforma II gera carbamoil-Pi para síntese de 
pirimidinas no citoplasma; 
 
Ciclo de Cori 
Excreção do amônio no fígado: Ciclo da 
Ureia 
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 Fase citoplasmática: 
 Carbamoil-P vai doar o grupamento 
carbamoil à ornitina, formando a 
citrulina, liberação de fosfato na 
mitocôndria, reação catalisada pela 
enzima ornitina-transcabamoilase; 
 A citrulina formada passa pro citosol; 
 O aspartato também passa da 
mitocôndria para o citosol; 
 Aspartato reage com a citrulina e gera 
arginino succinato. Requer ATP. 
Reação catalisada pela enzima arginino-
succinato-sintetase. 
 O aspartato é responsável por doar o 
grupamento amino ao arginino 
succinato; 
 Arginino succinato é clivado pela 
enzima arginino-succinase em 
fumarato e arginina. Única reação 
reversível do ciclo. 
 O fumarato produzido é convertido em 
malato e volta para a mitocôndria pro 
Ciclo do Ácido Cítrico. 
 A arginase do citosol vai clivar a 
arginina, produzindo ureia e oritina. 
(hidrólise); 
 A ureia é o produto final de excreção. 
E a ornitina volta à mitocôndria para 
originar um novo ciclo da ureia. 
O Fumarato (citosólico) → malato (entra namatriz mitocondrial); 
Aspartato (mitocondrial) → transportado para o 
citosol → doador de N no ciclo da ureia; 
Essas reações constituem a lançadeira 
aspartato-argininosuccinato, que fornecem 
elos metabólicos entre vias separadas, pelos 
quais os grupos amino e os esqueletos de 
carbono dos aas são processados. 
Fumarato produzido no ciclo da ureia é um 
intermediário do CAC: interconexão entre os 
ciclos - “BICICLETA DE KREBS”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O custo é substancialmente reduzindo pelo 
acoplamento do transporte de equivalentes 
redutor na forma de NADH para a 
mitocôndria pela lançadeira Malato-
aspartato. 
1 NADH = 2,5 ATP na fosforilação 
oxidativa 
 Dois níveis: 
 
 Expressão das enzimas do ciclo 
(enzimas são mais expressas em 
pessoas que ingerem mais proteína 
ou que estão em jejum prolongado 
(falta carboidrato e o organismo 
precisa oxidar os aminoácidos para 
gerar energia). 
Conexões entre o Ciclo da Ureia e o Ciclo 
de Krebs 
Ciclo da Ureia: custo energético 
Regulação do Ciclo da Ureia 
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E pessoas que não comem proteínas 
produzem níveis mais baixos de enzimas 
do ciclo da ureia. 
 Regulação alostérica pelo N-
acetilglutamato da enzima que forma 
carbamoil-fosfato. Isso indica que há 
excesso de glutamato e é necessário o 
ciclo da ureia para excretar o 
grupamento amino como ureia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dieta rica em proteínas ou processo 
de desnutrição severa: alta velocidade 
de produção das 5 enzimas envolvidas 
no ciclo da ureia! 
 Convergência dos 20 aas em seis 
intermediários do CAC: (catabolismo dos 
aminoácidos rende 10-15% da energia extraída 
pelo organismo) 
 Acetoacetil-CoA, acetil-CoA 
(cetogênicos: produção de corpos 
cetônicos); 
 Piruvato, α-cetoglutarato, succinil-CoA, 
fumarato, oxaloacetato (glicogênicos: 
convertidos em glicose e glicogênio). 
 
 Destinos dos α-cetoácidos: 
 Oxidação completa (organismos com 
dieta rica em proteínas); 
 Biossíntese de glicose (durante jejum 
prolongado); 
 Produção de copos cetônicos (produção 
de energia para tecidos extra-hepáticos). 
 
Destino do esqueleto de C de Aminoácidos: 
 
 
 
 
 
Vias de oxidação dos aminoácidos