OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS E CICLO DA UREIA_PARTE 2

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Bioquímica Deygiane Xavier 
Oxidação de Aminoácidos e 
Ciclo da Ureia 
PAPEL DO GLUTAMATO 
O papel é concentrar todas as reações de 
transaminação na formação de um único 
aminoácido. 
 
Então acima temos um aminoácido qualquer 
que vai sofrer uma transaminação, ou seja, 
vai transferir seu grupamento amina para 
um α-Cetoglutarato o qual vai ser 
transformado no aminoácido glutamato. 
E o aminoácido será transformado em α-
Cetoácido. 
Essas reações acontecem em praticamente 
todos os tecidos. Então, o glutamato é uma 
forma comum de recepção do grupamento 
amina. 
DESAMINAÇÃO OXIDATIVA 
Esse glutamato terá que ser transferido 
para a mitocôndria, onde vai acontecer as 
reações de síntese da ureia. 
 
No processo de síntese da ureia o 
glutamato terá que doar seu grupamento 
amina e essas reações de doação são 
chamadas de desaminação oxidativa. Que 
acontece por meio da enzima glutamato 
desidrogenase (GDH). 
Enzima glutamato desidrogenase (GDH): 
 Ela é expressa em praticamente na 
mitocôndria de todos os tecidos. 
 Promove reação reversível; 
 Especifica para o glutamato 
 Coenzima NAD+/NADP+ 
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 Alta atividade 
 Enzima alostérica – regulada pelo nível 
energético da célula. 
REAÇÃO DA GLUTAMATO 
DESIDROGENASE 
 
Ela produz uma reação onde o glutamato 
aminado é desaminado dando origem ao α-
Cetoglutarato e eliminando NH4
+ que vai 
entrar no ciclo da ureia, mas a glutamato 
desidrogenase também pode promover a 
reação onde o α-Cetoglutarato reagem com 
a NH4
+ formando o glutamato. 
O sentido em que a reação será conduzida 
irá depender do nível energético da célula. 
Se a célula está com baixo nível energético, 
o próprio ADP estimula a glutamato 
desidrogenase a desaminar o glutamato 
produzindo α-Cetoglutarato e NH4
+ 
(amônia). Isso acontece porque o α-
Cetoglutarato é um dos intermediários do 
ciclo de Krebs, o qual pode entrar no ciclo e 
auxilia-lo a produzir mais energia. 
Entretanto, se os níveis energéticos 
estiverem alto, o ATP age no sitio 
alostérico da enzima, estimulando a enzima 
a aminar o α-Cetoglutarato, já que ele está 
em excesso. Isso irá produzir o glutamato e 
eliminar o excesso de amônia. 
FONTES DE NH3 
 
A glutamina é outra forma de transportar 
amônia. Ela acontece em todos os tecidos, o 
glutamato transporta amônia basicamente 
dentro do hepatócito. 
TOXIDADE DA AMÔNIA 
Sabemos que a amônia é toxica, por este 
motivo é tão importante que nosso corpo a 
elimine. 
O processo de eliminação pode acontecer 
por: 
1. Aminação redutiva do α-Cetoglutarato; 
2. Conversão do glutamato em glutamina. 
Então com já vimos, o α-Cetoglutarato 
juntamente com a NH4
+ se transforma em 
glutamato. 
O glutamato pode seguir dois caminhos: 
1. Pode seguir como fonte para a síntese 
de GABA; 
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2. Ou pode seguir como fonte para a 
síntese de glutamina. 
 
A amônia tem como principal toxidade o 
coma neuronal. 
Se houver grande concentração de amônia, 
mais amônia irá reagir com o α-
Cetoglutarato o que vai ocasionar redução 
na síntese de ATP. Esse ATP é importante 
para a transmissão neuronal e para o 
processo de manutenção do potencial de 
membrana dos neurônios ou da 
despolarização necessária para a função 
neuronal. Essa é uma das razões de 
toxidade da amônia. 
Outra razão é que quanto mais amônia, 
menos glutamato é formado e, portanto 
haverá diminuição na síntese de GABA. O 
GABA é um dos principais neutransmissores 
inibitórios. 
 E, além disso, também haverá a diminuição 
do próprio glutamato que é um 
neurotransmissor excitatório. 
Neutransmissores são mensageiros 
químicos que são liberados pelos neurônios. 
Ele garante que a informação seja levada a 
uma célula receptora. 
PRINCIPAIS FORMAS DE 
TRANSPORTE DA AMÔNIA 
Então uma das principais formas de 
transportar amônia é a glutamina que vem 
de todo metabolismo tecidual dos 
aminoácidos. Então todos os aminoácidos 
depois que passam pelo processo de 
transaminação formam o glutamato e o 
glutamato necessariamente forma 
glutamina para transportar os grupamentos 
amina para o fígado. 
Outra forma de transporte é a alanina. Ela 
vem do metabolismo do músculo em 
exercício e leva o grupamento amina para o 
fígado. 
TRANSPORTE DE AMÔNIA PELA 
GLUTAMINA E ALANINA 
O Glutamato sobre a ação da glutamina 
sintase vai formar o y-glutamilfosfato, 
onde será adicionado um grupamento 
amônia formando assim a glutamina. 
 
A glutamina vai então transportar amônia 
de todos os tecidos para o fígado, o qual vai 
liberar os grupamentos amônia para 
formação da urina. 
Já músculo irá utilizar a alanina para 
transportar o grupamento amônia. As 
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proteínas musculares vão liberar 
aminoácidos que depois de oxidados vão 
liberar amônia que tem por produto final o 
glutamato. 
Neste caso, o glutamato não vai se 
transformar em glutamina. O glutamato vai 
sofrer o processo de transaminação 
formando a alanina e restaurando o α-
Cetoglutarato. A alanina irá transportar o 
grupamento amina até o fígado onde a 
alanina sofre novamente um processo de 
transferência de grupamento amina para o 
α-Cetoglutarato que se transforma em 
glutamato, restaura o piruvato que entra na 
gliconeogênese para formar glicose. A 
glicose vai até o músculo que é oxidado até 
piruvato pela glicólise gerando, portanto 
energia. 
Esse ciclo (em rosa) é chamado de ciclo da 
Alanina. É importante, pois libera energia 
para o músculo e o libera da toxicidade da 
amônia. 
AMÔNIA NO FÍGADO 
A amônia chega ao fígado através da 
alanina muscular que depois foi convertida 
em glutamato, chega também através de 
aminoácidos hepáticos que sofreram o 
processo de transaminação formando 
também o glutamato e chega também 
através da glutamina dos tecidos extra-
hepáticos. 
O glutamato e a glutamina conseguem 
atravessar a matriz mitocondrial. Dentro 
da matriz mitocondrial todos eles se 
convertem em glutamato. A glutamina 
também pode liberar o grupamento amina 
por uma desaminação. O glutamato libera o 
grupamento amina e forma o α-
Cetoglutarato. 
 
A amônia sofre uma reação pela ação da 
enzima carbomoil-fosfato sintase I e vai 
dar origem ao carbamoil-fosfato que vai 
reagir com a ornitina para formar a 
citrulina, a qual vai completar o ciclo da 
ureia fora da mitocôndria. Então ela será 
transportada para o citosol. 
 
No citosol, a citrulina vai utilizar mais uma 
molécula de ATP para se transformar em 
citrulil-AMP, o qual vai reagir com o 
aspartato que está levando mais um 
grupamento amina. Essa reação irá 
produzir o arginina-succinato, que vai 
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sofrer uma cisão e liberar o fumarato e a 
arginina. A arginina, por sua vez, vai sofrer 
uma nova cisão liberando a ureia e 
restaurando a ornitina que entra novamente 
na membrana mitocondrial. 
UREIA 
A ureia possui dois grupamentos aminas, um 
que veio do aspartato e o outro que veio da 
amônia que veio dos diversos aminoácidos 
da oxidação. 
CARBAMOILFOSFATO SINTASE I 
Uma das enzimas do ciclo, a enzima 
cabamoilfosfato sintase I é a enzima 
regulatória do ciclo. É regulatória, pois 
promove a reação limitante da velocidade 
do ciclo. 
• Reação limitante da velocidade do ciclo 
• 1º enzima da via; 
• Enzima mitocondrial; 
• Essencial para a síntese da ureia; 
• Usa amônia como doador de nitrogênio;• Ativada por N-acetilglutamato. 
 
SÍNTESE DE N-ACETILGLUTAMATO 
 
O aumento da NH3 tem como consequência 
o aumento de glutamato. Com o aumento de 
glutamato aumenta também a concentração 
de arginina (produzida a partir do 
glutamato) que é uma molécula na N-
acetilglutamato sintase a qual transforma 
Acetil CoA glutamato em N-acetilglutamato 
o qual aumenta a atividade da carbamoil 
fosfato sintase I. 
BICICLETA DE KREBS 
 
O ciclo da ureia tem uma relação intima 
com o ciclo de Krebs, o que se convencionou 
chamar de bicicleta de Krebs. 
O carbamoil-fosfato que foi sintetizado a 
partir do ciclo da ureia se liga a ornitina 
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formado a citrulina, como vimos 
anteriormente. 
A citrulina juntamente com o aspartato 
forma o arginino-succinato, o qual vai ser 
quebrado liberando a arginina e o fumarato. 
O fumarato irá sofrer um processo de 
síntese de malato o qual vai retornar a 
mitocôndria e entrar no ciclo de Krebs. 
O malato entra no ciclo de Krebs que forma 
aspartato o qual sai da mitocôndria para 
reagir com citrulina e formar a arginino-
succinato. 
Então de certa forma o ciclo da ureia 
alimenta o ciclo de Krebs quando produz 
malato. E o ciclo de Krebs alimenta o ciclo 
da ureia quando sintetiza aspartato e é isso 
que chamamos de bicicleta de Krebs. 
Essa bicicleta é útil para produção de 
energia. 
BALANÇO ENERGÉTICO DO PROCESSO 
 
O ciclo da ureia precisa de 4 moléculas de 
ATP para funcionar. Então 4 reações do 
ciclo precisam de ATP para serem 
impulsionadas. 
Uma dessas reações que é a produção de 
fumarato que vai o ciclo de Krebs que 
produz malato e ao produzir oxaloacetado 
produz também uma molécula de NADH que 
produz aproximadamente 3 ATP. Então do 
ciclo da ureia que precisa de 4 ATP, já 
forma um composto que vai sintetizar 3 
ATP, então na verdade o balanço energético 
do ciclo da ureia é de apenas 1 ATP. 
DEFICIÊNCIA DAS ENZIMAS DO 
CICLO DA UREIA 
Pode haver deficiência das enzimas que 
participam do ciclo metabólico, o que pode 
causar diversos transtornos metabólicos. 
A deficiência da carbamoil-fosfato sintase 
é chamada de hiperamonemia congênita do 
tipo I, pois haverá uma acumulo de amônia, 
pois essa enzima é responsável pela síntese 
da carbamoil-fosfato. 
Já vimos que o acumulo de amônia é 
altamente toxico para os neurônios. 
 
Pode haver também a deficiência de 
ornitina transcarbamoilase, chamada de 
hiperamonemia congênita do tipo II que é 
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responsável pela síntese da ornitina, vai 
haver acumulo de amônia. 
Pode haver acumulo de citrulina que é a 
citrulinemia que é causada pelo acumulo da 
argininosuccinato sintetase. 
Temos também: 
Acidúria argininossuccinica  
argininosuccinato 
Arginemia  arginase 
Qualquer um desses acúmulos pode gerar 
toxicidade cerebral, mas o principal é o 
acumulo de amônia.