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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CENTRO-OESTE DEPARTAMENTO DE MEDICINA AMINOÁCIDOS Funções JOYCE MARIA DE OLIVEIRA BENDER Guarapuava 09 de outubro de 2021 Aminoácidos Os aminoácidos são as unidades que compõem as proteínas. Basicamente, são moléculas orgânicas formadas por ligações de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Alguns apresentam também na sua composição enxofre e fósforo. Por mais que o corpo humano tenha muitas variações de proteínas na sua composição, elas são formadas por 20 aminoácidos comuns, sendo 9 essenciais e 11 não essenciais. Como cada um desses aminoácidos tem uma cadeia lateral com propriedades químicas características, esse grupo de 20 moléculas precursoras pode ser considerado o alfabeto no qual a linguagem da estrutura proteica é lida. O mais marcante é que as células produzem proteínas com propriedades e atividades completamente diferentes ligando os mesmos 20 aminoácidos em combinações e sequências muito diferentes. Figura 1: Estrutura geral de um aminoácido • Aminoácidos essenciais: triptofano, valina, fenilalanina, treonina, lisina, isoleucina, leucina, metionina e histidina (considerada um aminoácido semiessencial, pois crianças podem não conseguir suprir todas as suas necessidades de histidina somente através da produção interna). • Aminoácidos não essenciais: alanina, arginina, asparagina, aspartato, glutamato, cisteína, glutamina, glicina, prolina, serina e tirosina. Figura 2: Classificação dos aminoácidos comuns Além dos 20 aminoácidos comuns, existem dois aminoácidos incomuns, descobertos recentemente, que serão trabalhados se seguir: a selenocisteína e a pirrolisina. Histidina É um aminoácido essencial usado para produzir histamina e outros componentes. Indispensável para o crescimento principalmente em neonatos e prematuros que também tem deficiência de cisteína pela imaturidade do fígado em converter a metionina. É coadjuvante no tratamento de alergias e da artrite reumatoide, além de melhorar a hiperacidez gástrica. Mantém o equilíbrio adequado de minerais relevantes para o corpo como o zinco e ferro, além de atuar como um vasodilatador excelente combatendo algumas doenças circulatórias. Sua deficiência pode causar surdez e uma doença genética associada a esse aminoácido é a Histidinanemia. Isoleucina Responsável pela síntese de glutamina e alanina (em conjunto com a leucina e valina), age no desenvolvimento e no reparo dos músculos, impede a perda de vitamina B3 nos rins, atua no metabolismo energético e recuperação muscular após exercícios físicos. Além disso, aumenta a síntese de hemoglobina e ajuda na estabilização e regulação da glicemia. Leucina Estimula as sínteses das proteínas musculares, é um dos principais combustíveis das reações anabolizantes durante os exercícios, atua no aumento do HDL, na diminuição do peso corporal, na sensibilidade à insulina na prevenção da hiperglicemia, aumenta a capacidade de cicatrização óssea, da pele e do tecido muscular, além de estar envolvida na produção de hormônios de crescimento. Lisina Trata-se de um aminoácido que regula a produção de óxido nítrico, é componente estrutural do colágeno e possui ação antiviral. A lisina aumenta a imunidade aos resfriados e ao herpes pela formação de inúmeros anticorpos. É importante para o crescimento e desenvolvimento dos ossos em crianças, ajuda na absorção do cálcio e no balanço de nitrogênio em adultos. A L-lisina pode ajudar no tratamento do câncer, principalmente aqueles relacionados à medula óssea como a leucemia. É componente do medicamento Lisinato de Cetoprofeno (indicado para várias doenças como artrite, gota, reumatismo articular agudo, lombalgia, tendinite, neurite, distensão muscular, contusão, alivio de dor em cirurgias odontológicas, dismenorreia e condições traumáticas e pós-operatórias). Metionina É uma importante fonte de enxofre e outros compostos necessários para o metabolismo e componentes celulares. A metionina se converte em cistina, aminoácido importante na síntese de glutationa (antioxidante natural). A metionina diminui o pH urinário, é um hepatoprotetor, atua na depressão histadélica, na esquizofrenia e na doença de Parkinson. Além disso, esse aminoácido é essencial para a produção de creatina (nutriente energético encontrado nos músculos), e é utilizado no tratamento de depressão, de inflamações no fígado, de dores musculares e no combate à hepatite e a cirrose por seus efeitos anti-inflamatórios. Fenilalanina É um aminoácido essencial usado para produzir diversos aminoácidos úteis (tirosina, catecolaminas). Potencializa a produção de hormônios e neurotransmissores (dopamina, adrenalina, noradrenalina) e por isso é indicada no tratamento da depressão, da dor, e para melhorar a memória e capacidade cognitiva. Além disso, esse aminoácido diminui a sensação de fome, funcionando como um inibidor natural do apetite. Treonina Responsável pela produção de mucina (proteína necessária para a manutenção da integridade e função intestinal). Importante para a imunidade, controle aos ataques de epilepsia, parkissionismo, responsável pela síntese de glicina e serina (aminoácidos que atuam na síntese de colágeno, elastina e tecido muscular). Ajuda a manter o balanço proteico no organismo, atua na depressão, previne o acúmulo de gordura no fígado. Triptofano Substância que incentiva a liberação de serotonina (hormônio que regula funções importantes, como o humor, a temperatura do corpo e o ritmo cardíaco) e a melatonina (hormônio relacionado ao sono). Assim, esse aminoácido está relacionado diretamente ao tratamento de estresse, depressão, distúrbios do sono, hiperatividade em crianças, dores de difícil controle (dores de cabeça, dor de dente, dor do câncer). O triptofano está associado ao controle de peso e sensação de saciedade combatendo a compulsão alimentar e também estimula a secreção de insulina e hormônio do crescimento. Valina É um aminoácido que auxilia na síntese de outros aminoácidos, no reparo dos tecidos e na manutenção do balanço nitrogenado equilibrado. A valina também é extremamente importante no aumento das proteínas e como fonte de energia durante os exercícios, além de auxiliar no combate ao estresse e à insônia. Esse aminoácido fortalece o sistema imunológico, auxilia na manutenção das taxas de açúcar no sangue, na melhora ou aumento da resistência física e ajuda no controle do apetite. Arginina Estimula a liberação de hormônio do crescimento, insulina e glucagon, atua no metabolismo hepático (reações de desintoxicação), melhora as respostas do sistema imunológico, é necessária para o metabolismo muscular, é importante na espermatogênese, atua em distúrbios renais, é precursora do óxido nítrico, o qual possui efeito vasodilatador. Atua na síntese de creatina, na conversão de amônia em ureia e na hidratação e fortalecimento dos cabelos (por compor a queratina). Além disso, a arginina tem relação com a diminuição da fadiga muscular auxiliando na conversão de amônia em ureia e possui ação anti-inflamatória, atuando diretamente no metabolismo celular e ajudando no processo de regeneração de tecidos e favorecendo a cicatrização; Cisteína Atua na eliminação dos radicais livres junto com o selênio e vitamina E (protegendo o organismo como Parkinson, Alzheimer, AVC e degeneração muscular), na proteção das células hepáticas e cerebrais contra o fumo e o álcool, fluidifica o muco do trato respiratório, remove o excesso de cobre do organismo, atua na perda de cabelo e na psoríase, envolvida na síntese da coenzima A, é parte da enzima glutationa peroxidase, componente da queratina e músculos em geral, além de ser precursora da taurina. Combate a osteoporose e atua no ganho de massa muscular. Glutamina No organismo, as principais funções da glutamina estão relacionadasà recuperação da integridade das mucosas do intestino, à recuperação muscular e ao fortalecimento da imunidade. A glutamina alimenta os enterócitos e quando nutridas essas células reduzem a permeabilidade do intestino dificultando a passagem de organismos causadores de doenças como vírus e bactérias. Esse aminoácido é importante também na preservação da função imune como precursora de citocinas anti-inflamatórias e da glutationa e na redução do estresse oxidativo, pode minimizar as lesões hepáticas e apresenta um potencial para combater a toxidade do fígado por substâncias químicas. Atua na produção de amónio para ajudar a manter o balanço da ácido-base do rim, e na doação de carbono para reencher o ciclo de ácido cítrico. A glutamina também está envolvida na síntese de ácidos nucleicos, nucleotídeos e proteínas. Glicina Participa da síntese das purinas e da hemoglobina, atua na hiperacidez gástrica (diminuindo os efeitos colaterais do uso de aspirina), indicada no tratamento de gota, hiperlipidemia, miastenia gravis, psicose maníaco-depressiva. Com a arginina e metionina forma a creatinina. Regulamenta a glicose no sangue, conferindo uma melhora nos níveis de energia e no combate à fadiga. Também pode atuar reduzindo o nervosismo, ansiedade e depressão. Geralmente, a glicina é mais usada para proporcionar mais energia e concentração para desempenhar as atividades do cotidiano, além de ajudar a melhorar o desempenho nos exercícios físicos e deixar as articulações, músculos e pele mais firmes. Pesquisas divulgadas nos últimos anos têm sugerido que a suplementação com glicina pode aumentar significativamente os níveis de hormônio do crescimento (GH) de três a quatro horas após o treino. Outra conhecida propriedade da glicina é sua atuação no sistema nervoso. O aminoácido influencia a produção de uma série de neurotransmissores, que garantem o funcionamento adequado do cérebro e das emoções. Estudos preliminares indicam que há um grande potencial no uso da glicina como coadjuvante no tratamento de alguns tipos de câncer, entre eles o melanoma. Prolina Promove a formação de colágeno junto com a hidroxiprolina, a glicina e a hidroxilisina, faz parte da substância P, que é um tetrapeptídeo (arginina-prolina-lisina-prolina) e participa na formação do músculo cardíaco, dos tendões e dos ligamentos. O colágeno do corpo humano é 15% composto por prolina, sendo esse aminoácido importante na aceleração da cicatrização de lesões em articulações. Durante os primeiros 10 dias do processo de cicatrização de feridas como a úlcera, os níveis de prolina no local são 30-50% maiores do que os níveis plasmáticos. A alta demanda requer uma reposição para equilibrar os níveis de colágeno no corpo. Tirosina A tirosina é um aminoácido responsável por diversas funções no organismo e que quando chega no cérebro torna-se precursora de alguns neurotransmissores, como dopamina, noradrenalina e adrenalina, atuando na depressão, na abstinência ao uso de drogas, no aumento do foco, na redução do estresse e na melhora do humor, memória e habilidades cognitivas. Além disso atua sobre o músculo cardíaco, controla o apetite, melhora a atividade sexual, participa da síntese de epinefrina e melanina. Participa da formação de hormônios da tireoide, adrenal e hipófise. Também é importante para a formação de diversas proteínas no organismo, incluindo as encefalinas, que são consideradas analgésicas naturais do corpo, já que estão envolvidas com a regulação da dor. Por fim, atua no aumento da quantidade de células brancas e vermelhas do sangue. Alanina Ajuda no metabolismo energético e da glicose, atua na hipoglicemia (matéria prima para a síntese de glicose no fígado e nos músculos) e no sistema imunológico (reproduzindo os linfócitos). É indicada no tratamento de cálculos renais junto com a vitamina B6. No sistema nervoso central (SNC) age como um neurotransmissor inibitório, sendo benéfica para indivíduos epilépticos. Está relacionada à melhora do desempenho esportivo por diminuir o cansaço dos músculos e tem um importante papel na transferência de azoto por meio de tecidos periféricos ao fígado. Asparagina Este aminoácido é um componente essencial das proteínas que está envolvido na sinalização, desenvolvimento neuronal e transmissão através das terminações nervosas, sendo que o mesmo também é necessário para a transformação de aminoácidos de uma forma para outra. As principais funções da asparagina são ajudar no correto funcionamento das células do cérebro e no sistema nervoso central. Uma terapia alternativa para o tratamento da leucemia é utilizar a asparaginase injetável que é uma enzima que destrói a asparagina dos alimentos, impedindo assim que as células do câncer ganhem força e continuem se desenvolvendo utilizando a asparagina como fonte de energia. https://www.infoescola.com/anatomia-humana/figado/ https://www.infoescola.com/biologia/sistema-nervoso-central/ Aspartato Auxilia nos casos de fadiga crônica, pois remove o excesso de amônia no organismo e é também um hepatoprotetor. Funciona como um neurotransmissor excitatório no cérebro e é também um metabolito do ciclo da ureia e participa na gluconeogénese. O aspartato serve de precursor para a síntese de purinas e pirimidinas além de outro aminoácido, a arginina. Fortalece o sistema imunológico, aumenta a produção de testosterona e estimula o ganho de massa muscular. Esse aminoácido está presente em presente em grandes quantidades no aspargo e é uma fonte de energia de rápida atuação. Glutamato Tem papel fundamental no que diz respeito ao bom funcionamento do cérebro, uma vez que é capaz de estimular a memória e ajuda na eliminação da amônia, que é uma substância tóxica, promovendo a desintoxicação cerebral. Atua no desenvolvimento neural, na plasticidade sináptica, no aprendizado, na memória e possui papel fundamental no mecanismo de algumas doenças neurodegenerativas. Melhora a função cardíaca e pode atuar como ansiolítico relacionado com os benzodiazepínicos. Estão presentes em grandes quantidades no trigo e soja e são fontes de energia de rápida atuação. Serina Serve para aumentar as defesas do organismo, ajudar no bom funcionamento do sistema nervoso, participar na transformação de gorduras e no crescimento muscular (ajuda na absorção de creatina). Participa na síntese de fosfolipídios e ácido glicérico e atua na produção de energia celular. Favorece a memória, além de produzir imunoglobulinas e anticorpos. A serina é importante na formação de outros aminoácidos como a glicina e cisteína, e importante na prevenção de convulsões, cataratas e atraso de desenvolvimento. Ademais, esse aminoácido também está envolvido no funcionamento do RNA e do DNA, na formação muscular e também na manutenção de um sistema imunológico adequado. O triptófano, um aminoácido essencial usado para produzir serotonina (um produto químico cerebral bem determinante para o nosso humor), também não pode ser produzido sem a Serina. Além disso, a falta de serotonina e triptófano causa depressão, insônia e ansiedade. Numerosas pesquisas sugerem que baixos níveis desse aminoácido são responsáveis pela síndrome da fadiga crônica e fibromialgia. Selenocisteína (SeC) Apresenta ampla ocorrência, sendo encontrada nos três domínios (Arqueia, Bactéria e Eucaria). Contudo, tal distribuição não é universal, pois estão ausentes em fungos, plantas vasculares e certos insetos, como besouros e bichos da seda. A selenocisteína é um caso especial. Esse raro resíduo de aminoácido é introduzido durante a síntese proteica, em vez de criado por uma modificação pós-sintética. Contém selênio em vez do enxofre da cisteína. Na verdade derivada de serina, a selenocisteína é um constituinte de apenas algumas poucas proteínas conhecidas. Compõe selenoproteínas que apresenta papel protetor contra a peroxidação de lipídios, capacidade de catalisarapenas a redução de hidroperóxidos lipídicos nas membranas celulares, papel essencial na catálise da enzima L-tiroxina, função de transporte de selênio do fígado para os testículos, dentre outras. São três as famílias bem estudadas, nas quais a SeC está presente no sítio ativo de cada membro: • Glutationa peroxidases; • Iodotironina deiodinases; • Tiorredoxina redutases. No caso das glutationa peroxidases, existem pelo menos cinco isoenzimas em seres humanos, que participam do sistema de defesa antioxidante das células e de vias de sinalização que envolvem o peróxido de hidrogênio (H2O2). Já as iodotironina deiodinases participam da regulação da atividade dos hormônios tireoidianos, sendo que existem três isoenzimas conhecidas. Quanto às tiorredoxina redutases, são também três isoenzimas https://www.engquimicasantossp.com.br/2014/03/tirosina-aminoacido.html identificadas em mamíferos, envolvidas em vários processos fisiológicos, tais como a defesa antioxidante, a regulação de fatores de transcrição e a apoptose. Além das três famílias descritas, merece destaque a selenoproteína P, uma outra família que apresenta vários resíduos de SeC (10 ao todo) por molécula proteica. Essas selenoproteínas circulam no plasma humano e têm como principal função transportar e distribuir selênio aos tecidos. Em geral, outras funções atribuídas às selenoproteínas são: reparo de proteínas que sofreram dano oxidativo, controle da montagem do citoesqueleto celular e apoio ao enovelamento proteico. Recentemente, as selenoproteínas têm sido implicadas na diferenciação e função de enterócitos e adipócitos, além de um possível papel na secreção e ação da insulina. Pirrolisina (PiL) Em contraste com a diversidade funcional e de ocorrência da SeC, a PiL tem sua distribuição restrita a certas arqueias metanogênicas e a um número bastante reduzido de bactérias. É componente de pouquíssimas proteínas, as quais atuam como enzimas do tipo metiltransferases, responsáveis pela síntese de metano a partir de metanol e/ou metilaminas. Apenas como curiosidade, são conhecidos dois organismos (bactérias) que utilizam ambos os aminoácidos SeC e PiL: a Desulfitobacterium hafniense e a deltaproteobactéria simbiótica. Referências FARINA, M. Selênio: funções biológicas e efeitos tóxicos. 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Acesso em: 9 out. 2021. COSTA, Caetano; SANTOS, Érica R.; GALEMBECK, Eduardo. O vigésimo primeiro e o vigésimo segundo aminoácidos: O código genético expandido. Genética na Escola; ISSN: 1980-3540, vol. 11, n2; 2016. Sociedade Brasileira de Genética. https://doi.org/10.5902/2179460X27112 https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-01092010-114422/publico/AlexandreCassagoDOdefendida.pdf https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-01092010-114422/publico/AlexandreCassagoDOdefendida.pdf https://doi.org/10.31744/einstein_journal/2019RB4898 http://www.medicinabiomolecular.com.br/sdi4/sdi4-arquivos/imagens_biblioteca/PDF/aminoacidos.pdf
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