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ALICE – MEDICINA – T4 METABOLISMO DAS PROTEÍNAS E AMINOÁCIDOS 1. Qual(ais) o(s) hormônio(s) envolvido(s) na proteólise tecidual e quando isso ocorre? Glucagon (produzem a proteólise apenas se estiver presente no tecido hepático), tiroxina (só é responsável pela produção de proteólise se estiver em seu estado de jejum), cortisol (são classificados como hormônios esteroides e têm como principais características a facilidade de ligação com o receptor de cortisol e o desencadeamento dos efeitos parecidos a ele) e adrenalina. Pode ocorrer em vias intracelulares, que envolvem, principalmente, a degradação de proteínas pelo lisossomo (via proteolítica lisossomal), e a degradação de proteínas pelos proteassomas com participação do ATP (via proteolítica da ubiquitina- proteassoma). 2. Descreva quais as possíveis origens dos aminoácidos presentes na circulação no organismo? Podem se originar por meio da dieta (exógenos) e pela produção do próprio organismo (endógeno). 3. Descreva como ocorre a digestão das proteínas endógenas. A degradação endógena utilizará o mecanismo ubiquitina-proteassomo, dependente de energia. A ubiquitina irá marcar as proteínas que irão ser degradadas. O proteassomo corta a proteína alvo em fragmentos, que entrarão no conjunto de aminoácidos. O proteassomo corta a proteína alvo em fragmentos, que entraram no conjunto de aminoácidos. O processo ocorre no citosol. 4. Descreva como ocorre a digestão das proteínas da dieta (exógenas). A degradação exógena ocorre por meio dos lisossomos, degradando proteínas extracelulares, ocorrendo no citosol. Começa no estômago, onde o pepsinogênio e o ácido clorídrico levam à formação de oligopeptídeos. O ácido clorídrico transforma o pepsinogênio em pepsina, promovendo a absorção de ferro e a síntese de suco entérico, bile, bicarbonatos e enzimas pancreáticas. A digestão das proteínas é completa por proteases intestinais, que hidrolisam ligações peptídicas dentro das proteínas. 5. Como os aminoácidos gerados da digestão de proteínas são absorvidos? Os aminoácidos são absorvidos pelas células epiteliais do intestino, sendo hidrolisadas no citosol, produzindo aminoácidos, antes de serem liberados para o sistema porta. 6. Quais os destinos dos aminoácidos nos hepatócitos? Grupamento amino: ciclo da uréia. Cadeia carbônica: podem gerar intermediários do ciclo de Krebs ALICE – MEDICINA – T4 (oxalacetato e alfa-cetoglutarato), piruvato e acetil-CoA. 7. Descreva no que consiste as reações de transaminações e qual a importância dessas reações? Cite dois exemplos. Transaminases são enzimas que fazem a transferência de grupamento amino de um esqueleto carbônico para outro, sem a transferência de amônia. Importância das reações de transaminação: síntese de aminoácidos não-essenciais. Dois exemplos: piruvato em alanina e oxalacetato em aspartato. 8. Descreva como ocorre a reação de desaminação oxidativa do glutamato e qual a importância dessa reação? A desaminação oxidativa é a etapa em que o nitrogênio é retirado do glutamato, pela enzima glutamato desidrogenase, gerando uma molécula inorgânica: a amônia. Essa desaminação mitocondrial, requer NAD+ ou NADP+ como receptor dos elétrons da reação. Com a retirada do grupamento amino do aminoácido, há a formação de um cetoácido. 9. Explique o que são aminoácidos glicogênicos e aminoácidos cetogênicos? Aminoácidos glicogênicos: são precursores da glicose, sendo a maioria deles. Aminoácidos cetogênicos (apenas leucina e lisina): podem ser convertidos em ácidos graxos ou corpos cetônicos. 10. Quais os possíveis destinos do esqueleto carbônico dos aminoácidos? Dependendo do estado metabólico do corpo, eles podem ser diretamente oxidados a CO2 e H20 com a produção de ATP ou podem ser primeiramente convertidos em glicose ou ácidos graxos para uso posterior ou armazenamento, quando um excesso de calorias é ingerido. Pode ocorrer a produção de lipídeos a partir de acetil-CoA. Quando em excesso de acetil-CoA, serão produzidos corpos cetônicos. 11. Qual o destino do grupamento amino dos aminoácidos? O amino da maioria dos aminoácidos é retirado por um processo que consiste na transferência deste para o a-cetoglutarato, formando assim o glutamato; a cadeia carbônica vai ser convertida ao respectivo a- cetoácido. 12. Como os tecidos extra-hepáticos encaminham amônia para o fígado? No caso de alguns tecidos, a amônia livre é combinada ao glutamato para formar glutamina e ser transportada até o fígado, pela ação da glutamina sintetase em uma reação que requer ATP para ativar o glutamato. Podem ser encaminhadas também mediante 3 transportadores: glutamato, glutamina e alanina. ALICE – MEDICINA – T4 13. O que ocorre com a amônia antes de entrar no Ciclo da Ureia? Amônia chega ao fígado, adentra na mitocôndria e fica temporariamente armazenada, esperando os outros componentes para iniciar o ciclo da ureia. As duas primeiras reações do ciclo ocorrem na mitocôndria. Na primeira, ocorre a condensação da amônia com bicarbonato, formando carbamoilfosfato. Essa reação é catalisada pela enzima carbamil- fosfato sintase. Para que isso aconteca, são necessárias duas moléculas de ATP. 14. Descreva onde e como ocorre o Ciclo da Ureia? Iniciam-se na mitocôndria e citosol das células do fígado e, em menor parte, nas células dos rins. Cada etapa é catalisada por uma enzima. Há cinco enzimas envolvidas no ciclo da uréia: carbamil-fosfato sintetase, ornitina-transcarbamilase, arginino-succinato sintetase, arginino-succinato liase e arginase. De modo resumido, o ciclo ocorre da seguinte forma: 1. O bicarbonato fornece o átomo de carbono da ureia. 2. A amônia livre fornece um dos átomos de nitrogênio da ureia. 3. A enzima apresenta absoluta necessidade da presença acetil glutamato que proporciona a síntese de carbamoil fosfato. As reações terminam com a formação da citrulina na matriz. 4. A citrulina é sintetizada e transportada para fora da mitocôndria 5. O grupo amino do aspartato fornece um dos átomos de nitrogênio da ureia 6. O fumarato é hidratado a malato, que é oxidado a oxaloacetato e é transaminado produzindo aspartato. 7. Outros tecidos, além do fígado, usam enzimas desta via para produzir arginina 8. A ornitina é regenerada e transportada para dentro da mitocôndria. 15. Descreva quais são os produtos liberados no Ciclo da Ureia. A principal função do ciclo da ureia é eliminar a amônia tóxica do corpo. Ou seja, tem a função de eliminar o nitrogênio indesejado do organismo. A ureia é eliminada do organismo de animais superiores, através da urina. Aproximadamente 10 a 20g da amônia são removidos do corpo de um adulto saudável a cada dia. 16. Descreva quais são as duas fontes dos grupamentos amino presentes na ureia. Ciclo da ureia é derivado da amônia, presente na matriz mitocondrial 17. Como o Ciclo da Ureia se comunica com o Ciclo do Ácido Cítrico? As reações dos dois ciclos são relacionadas e alguns produtos intermediários formados no ciclo de ALICE – MEDICINA – T4 Krebs são precursores de reações para o ciclo da ureia. 18. Explique por que pessoas com deficiência no ciclo da ureia não toleram dietas ricas em proteínas? A ingestão de proteína acima dos níveis mínimos diários recomendados resulta na desaminação de aminoáciodos no fígado. Esses grupos amino não podem ser convertidos em ureia, resultando no acúmulo de amônio, que é exportado para a corrente sanguínea, sendo a amônia tóxica para o organismo. 19. Explique como a dieta pode alterar a taxa de fluxo de nitrogênio pelo ciclo da ureia? Quanto maiora quantidade de proteínas ingeridas, mas haverá o descarte de nitrogênio para o organismo, assim, numa dieta com a ingestão maior de proteínas, maior será a disponibilidade de aminoácido utilizado na síntese de ureia, e quanto menor for a disponibilidade, menor será a fonte de nitrogênio. 20. Descreva quais podem ser as alterações nos níveis de amônia e ureia em casos de redução na função hepática ou deficiência das enzimas do ciclo da ureia? Redução na função hepática: aumento dos níveis de amônia e redução dos níveis de ureia; deficiência nas enzimas: aumento dos níveis de amônia e redução dos níveis de ureia.