Oxidação de aminoácidos e ciclo da ureia

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OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS E CICLO DA UREIA
NECESSIDADE DE OXIDAÇÃO
DOS AA:
● Renovação das proteínas residuais.
400g/dia;
● Excesso de ingestão de AA (AA não
acumulado);
● Jejum prolongado e diabetes mellitus
descontrolado.
O QUE SÃO AMINOÁCIDOS:
● Unidades fundamentais das proteínas;
● Definição química:
● Grupamento amina;
● Grupamento ácido carboxílico;
● Cadeia lateral
● Carbono quiral ou alfa.
OXIDAÇÃO DOS AA
● Separação da cadeia carbonada:
(fonte de energia e fonte de glicose e
formação dos corpos cetônicos);
● Separação da cadeia amina: (Síntese
de ureia)
● Amônia é encaminhada para a ureia
para o ciclo da ureia.
● O que sobra após a retirada da amina
é o alfa cetoácido (Como exemplo, o
piruvato)
● Praticamente todos os tecidos fazem
oxidação.
PRODUTOS GERADOS DA
DEGRADAÇÃO DA CADEIA
CARBONADA
● AA Glicogênicos: São precursores da
glicose, ou seja, se degradam em um
dos cinco primeiros intermediários.
● AA Cetogênicos: Podem ser
convertidos em ácidos graxos ou
corpos cetônicos, sendo degradados a
acetil-CoA ou acetoacetato.
● AA Glicogênicos e Cetogênicos:
Existem cinco aminoácidos que são
ditos Glicocetogênicos, pois podem
atuar das duas maneiras: triptofano,
fenilalanina, tirosina, treonina e
isoleucina.
DEGRADAÇÃO DA CADEIA
CARBONADA DOS AA
● Produtos da degradação:
○ Piruvato
○ Intermediários do ciclo de
Krebs:
■ AA que formam esses
intermediários são:
glicogênios.
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■ alfa-cetoglutarato;
■ Oxaloacetato;
■ Succinil-CoA;
■ Fumarato.
○ Acetil-CoA: AA.
■ AA que são capazes
de formar corpos
cetônicos:
cetogênicos.
COMO OCORRE O
PROCESSO:
1. Proteínas intracelulares -
aminoácidos;
2. São retirados os aminoácidos vindos
da dieta ou do nosso organismos;
3. Retira-se a amônia: que vai para o
ciclo da ureia;
a. e sofre excreção
4. sobram os esqueletos carbonados que
se tornam alfa-cetoácidos;
a. que pode ir para o CK e outras
vias como a gliconeogênese
(Oxaloacetato é usado do CK).
DESTINO DAS CADEIAS
CARBONADAS
● Arginina, glutamina, histidina, prolina:
○ Podem ser convertidas em
intermediários do CK
● Isoleucina, Leucina, Triptofano,
Treonina:
○ Podem ser convertidos em
corpos cetônicos, além de
participar no CK.
● São AA glicogênicos e cetogênicos:
○ Alanina;
○ Cisteína
○ Glicina
○ Serina;
○ Treonina;
○ Triptofano.
OXIDAÇÃO DE AA E
PRODUÇÃO DE URÉIA:
● Amina se transforma em amônia;
● A amônia entra no ciclo da ureia e é
eliminada.
● Formação:
○ Energia
○ corpos cetônicos
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○ glicose
● Eliminação:
○ Ureia
● Reutilizado:
○ Formação das bases
nitrogenadas.
TIPOS DE EXCRETAS
NITROGENADAS:
● O grupamento amina pode ser
eliminado de diversas formas:
● Nós sintetizamos mais uréia do que
ácido úrico.
ETAPAS PARA ELIMINAÇÃO
DO GRUPO AMINO:
1. Remoção do grupo do AA;
2. Levar o grupo amino para o fígado;
3. Entrada do grupo amino na
mitocôndria (onde acontece o ciclo da
uréia);
4. Preparação do nitrogênio para
entrada no ciclo da uréia;
5. Ciclo da uréia.
REAÇÕES ENVOLVIDAS NO
METABOLISMO DA UREIA
● Eliminação do grupo amina.
FLUXO DO NITROGÊNIO DOS
AA PARA A URÉIA:
● Glicina, Metionina, Serina, Treonina:
Podem sofrer desaminação e são
convertidos direto em amônia;
● Já os destacados em verde, sofrem
transamissão e são convertidos em
glutamato e depois em ureia.
TRANSAMINAÇÃO:
● Transfere de um grupo amina
de um AA para cadeia
carbonada chamada de
alfa-cetoácido.
● Amino-transferase participa
desse processo.
ALFA-CETOÁCIDOS
● São os AA desprovidos de seu
grupamento amina
● Alanina se torna piruvato:
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● Glutamato se torna alfa-cetoglutarato:
DESAMINAÇÃO:
● Saída do grupo amina para formação
direta da ureia;
● Esta reação é catalisada pelas enzimas
genericamente denominadas
desaminases ou desidrogenases que
possuem como coenzimas o NADP
(derivado da vitamina B3);
● A desaminação dos AA produz
esqueletos de carbono que podem
entrar na vida glicolítica e no CK,
produzindo energia da forma de ATP.
RESUMO DOS DOIS
PROCESSOS:
● Glutamato é o AA comum em todos
os processos de transaminação;
● Glutamato é responsável por
transferir grupamento amina para o
ciclo da ureia;
● Transferência do grupamento para a
alfa-cetoácido e este se transforma
em AA;
REAÇÃO DE TRANSAMINAÇÃO
DUPLA
● AST (Aspartato aminotransferase) e a
ALT (Alanina aminotransferase).
● Alanina doa o grupo amina para o
alfa-cetoglutarato e em seguida é
convertido em Glutamato;
● Glutamato doa amina para o
Oxaloacetato e em seguida é
convertido em Aspartato;
● Glutamato pode ser convertida em
piruvato;
● Piridoxal fosfato (Vitamina B6):
Coenzima.
PIRIDOXAL FOSFATO
(VITAMINA B6)
● Vitamina B6 é precursor do Piridoxal
fosfato;
● 2 formas.
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PAPEL DO GLUTAMATO NO
METABOLISMO
INTRACELULAR DOS AA
● É concentrar todas as reações de
transaminação na formação de um
único AA;
● AA doa grupo amina para o
alfa-cetoglutarato;
● Alfa-cetoglutarato é convertido em
Glutamato;
● Logo, o AA inicial será transformado
em alfa-cetoácido.
DESAMINAÇÃO OXIDATIVA
● É etapa em que a amina é retirada do
glutamato pela enzima Glutamato
desidrogenase (GDH) formando o alfa
cetoglutarato;
● Acontece em praticamente todos os
tecidos;
● Coenzimas: NAD+ e NADP+.
FONTES DE NH3 (AMÔNIA)
● Glutamina: Carreia dois grupamentos
amina (atua nos tecidos
extra-hepáticos)
● Glutamato: Carreia 1 grupamento
amina (atua nos tecidos hepáticos)
TOXIDADE DA AMÔNIA
● Livrar a célula do excesso de amônia:
a) Aminação redutiva do
alfa-cetoglutarato(pela ação
da GDH);
b) Conversão do glutamato em
glutamina (pela ação da
glutamina sintetase)
QUANTO MAIS AMÔNIA:
- Redução da síntese de ATP;
- Maior síntese de glutamina
(neurotransmissor inibitório);
- Menor síntese de GABA
(neurotransmissor inibitório).
PRINCIPAIS FORMAS DE
TRANSPORTE PARA AMÔNIA
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● Glutamina: Transportar os
grupamentos amina dos tecidos
extra-hepáticos para o fígado;
○ Do metabolismo tecidual dos
aminoácidos para o fígado:
● Alanina: Vem do metabolismo no
músculo e transporta os grupamentos
amina para o fígado.
○ Do metabolismo do músculo
em exercício para o fígado.
TRANSPORTE DE AMÔNIA
PELA GLUTAMINA E ALANINA
● Fígado:
○ Glutamina: transporta os
grupamentos amina dos
tecidos extra hepáticos para o
fígado;
○ No fígado tem a liberação dos
grupamentos amônia para
formação da ureia.
● Músculo:
○ O músculo não utiliza
glutamina para transporte e
sim a Alanina.
A AMÔNIA CHEGOU…
● Chegada na mitocôndria do fígado
pela:
1. Alanina do músculo;
2. Glutamina dos tecidos
extra-hepáticos;
3. AAs do tecido hepático.
● A primeira enzima que participa do
processo é a enzima
Carbamoil-fosfato-sintetase I.
● ATP fornece fosfato;
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● O Carbamoil-fosfato se liga com a
ornitina e é convertida em citrulina;
● A citrulina sai da mitocôndria;
● Aspartato é um AA que ajuda na
conversão da Arginina-succinato;
Libera uma parte em forma de
fumarato (intermediário do CK - pode
ser enviado para lá);
● A arginina sofre uma clivagem;
● uma parte é liberada como ureia e a
outra parte se torna ornitina;
● A ornitina volta para a mitocôndria;
● e a uréia é excretada.
URÉIA
● A uréia possui dois grupamentos
amina:
○ 1 vem do aspartato;
○ 1 vem da amônia (oxidação
dos AA).
CARBAMOIL FOSFATO
SINTASE I - CARACTERÍSTICAS:
● é a enzima regulatória do ciclo;
● 1ª enzima da via;
● Enzima mitocondrial;
● Essencial para síntese de ureia;
● Usa amônia como doador de
nitrogênio;
● Ativada por N-acetilglutamato.
“BICICLETA DE KREBS”
● O ciclo da ureia alimenta o ciclo de
Krebs quando liberta o fumarato que
em seguida sintetiza o Malato.
● O Ciclo de Krebs alimenta o ciclo da
ureia quando sintetiza o aspartato.
ESQUEMA GERAL DA SÍNTESE
DA URÉIA
● Essa bicicleta de Krebs é útil para o
balanço energético;
● 4 ATP (Ciclo da ureia);
● 3 ATP (Ciclo de Krebs);
● Balanço 1 ATP.
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DEFICIÊNCIASDAS ENZIMAS
DO CICLO DA UREIA
● Acúmulo de amônia é tóxico
● Sem uréia formada, a amônia será
acumulada.
TRATAMENTO PARA ESSAS
DEFICIÊNCIAS:
● Limitar a ingestão proteica (para que
não tenha degradação em excesso de
AA);
● Limitar a formação potencial da
amônia;
● Remover o excesso de amônia (fonte
bacteriana que produz amônia pode
ser diminuída);
○ Acidificação do cólon (as
bactérias não sobrevivem);
● Medicamentos que roubam o
grupamento aminas e que são
eliminados na urina (Ex: Benzoato).
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