BIOQUÍMICA VETERINÁRIA II

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BIOQUÍMICA VETERINÁRIA II - 24° Aula
Ana Thereza Braz Alencar - 1572285
15/12/2021
Metabolismo Geral do Nitrogênio
Os aminoácidos contêm nitrogênio, além de átomos de carbono, hidrogênio e
oxigênio, também encontrados nas gorduras e carboidratos.
A primeira fase do catabolismo envolve a remoção dos grupos α-amino por
transaminação e desaminação oxidativa formando amônia e os α-cetoácidos
correspondentes.
Na segunda fase do catabolismo dos aminoácidos, os esqueletos de carbono
dos α-cetoácidos são convertidos em intermediários de rotas metabólicos
produtoras de energia.
Nos animais, os aminoácidos podem sofrer degradação oxidativa em três
circunstâncias metabólicas diferentes:
1. Durante a síntese e a degradação normais das proteínas celulares (renovação ou
“turnover” de proteínas) alguns dos aminoácidos liberados, durante a quebra de
proteínas, sofrerão degradação oxidativa, caso não sejam necessários para a
síntese de novas proteínas.
2. Quando, devido a uma dieta rica em proteínas, os aminoácidos são ingeridos em
excesso, com relação às necessidades corporais de biossíntese de proteínas, o
excedente é catabolizado, já que os aminoácidos livres não podem ser
armazenados.
3. Durante o jejum severo ou o diabetes melito, quando os carboidratos estão
inacessíveis ou não são utilizados adequadamente, as proteínas corporais serão
hidrolisadas e seus aminoácidos empregados como combustível
A remoção dos grupos α-amino da maioria dos L-aminoácidos é promovida
pelas enzimas chamadas de transaminases ou aminotransferases. Nestas reações,
chamadas de transaminações, o grupo α-amino é enzimaticamente transferido do
aminoácido ao carbono do α - cetoglutarato, tendo como produtos um α-cetoácido
(derivado do aminoácido original) e glutamato (figura 3).
𝐿 − 𝐴𝑚𝑖𝑛𝑜á𝑐𝑖𝑑𝑜 + α − 𝑐𝑒𝑡𝑜𝑔𝑙𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑡𝑜 ⇌ α − 𝑐𝑒𝑡𝑜á𝑐𝑖𝑑𝑜 + 𝐿 − 𝑔𝑙𝑢𝑡𝑎𝑚𝑎𝑡𝑜
A maioria das transaminases é específica para o α – cetoglutarato, como
aceptor de grupos amino, entretanto, elas são muito menos específicas para o outro
substrato, o aminoácido que doa o grupo amino.
Para a maioria das reações de transaminação, a constante de equilíbrio é
próxima de 1, permitindo a reação funcionar tanto na degradação de aminoácidos
através da remoção de grupos α - amino: por exemplo, após o consumo de uma
refeição rica em proteínas, quanto na biossíntese através da adição de grupos
amino aos esqueletos carbônicos de α – cetoácidos, por exemplo, quando o
suprimento dietético não é adequado para preencher a necessidade sintética das
células.
Em contraste, as reações de transaminação, que transferem grupos amino, a
desaminação oxidativa resulta na liberação do grupo amino como amônia livre.
Estas reações ocorrem primariamente no fígado e rim, e fornecem α–cetoácidos (os
quais podem entrar na rota central do metabolismo energético) e amônia (a qual é
uma fonte de nitrogênio para síntese de uréia). O glutamato sofre desaminação
oxidativa pela ação da L-glutamato desidrogenase, que requer NAD+ como aceptor
dos equivalentes redutores:
𝐿 − 𝑔𝑙𝑢𝑡𝑎𝑚𝑎𝑡𝑜 + 𝑁𝐴𝐷+ ⇌ α − 𝑐𝑒𝑡𝑜𝑔𝑙𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑡𝑜 + 𝑁𝐻
4
+ + 𝑁𝐴𝐷𝐻 + 𝐻+
Embora a amônia esteja envolvida na formação de uréia no fígado, o nível de
amônia no sangue deve ser mantido baixo, pois mesmo concentrações levemente
elevadas (hiperamonemia) são tóxicas ao sistema nervoso central. Deve haver,
assim, um mecanismo metabólico pelo qual o nitrogênio é removido dos tecidos
periféricos
ao fígado para eliminação final como uréia, mantendo ao mesmo tempo baixos
níveis de amônia circulante
Nos animais ureotélicos, a amônia resultante da desaminação dos
aminoácidos é convertida em uréia no fígado por um mecanismo cíclico, o ciclo da
uréia, primeiro descoberto por Hans Krebs e Kurt Henseleit, em 1932. Eles
descobriram que a velocidade da formação da uréia a partir da amônia, por fatias de
fígado suspensas num meio aeróbico tamponado, era grandemente acelerada pela
adição de qualquer um dos três compostos específicos: a arginina, a citrulina ou a
ornitina. A arginina é, claro, um dos aminoácidos comuns encontrados nas
proteínas.
O argininosuccinato é clivado para originar arginina e fumarato pela ação da
argininossuccinato liase. A arginina formada por esta reação serve como
precursor imediato da uréia. O fumarato produzido no ciclo da uréia fornece uma
ligação com várias rotas metabólicas: o fumarato é hidrolisado a malato, o qual e
transportado para a mitocôndria e reentra no ciclo de Krebs. Alternativamente o
malato citosólico pode ser oxidado em aspartato ou glicose.
O fluxo de nitrogênio por meio do ciclo da uréia varia com a composição dos
nutrientes presentes na alimentação do animal. Quando a dieta é principalmente
proteica, como em felinos, o uso dos esqueletos carbônicos dos aminoácidos como
combustível resulta na produção de muita uréia a partir dos grupos amino
excedentes.