06 Metabolismo de aminoácidos

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Milena Silva Araujo 
MEDUFES 105 
 
BioQuímica 
exercícios de fixação 
 
 METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS 
 
1 - Quais as origens de proteínas para a degradação? 
As proteínas a serem metabolizadas podem vir da dieta ou do próprio organismo (quebra de proteínas 
intracelulares velhas ou disfuncionais, por exemplo). 
2 - Quais enzimas atuam na digestão de proteínas e onde atuam? 
 
3 - As enzimas digestivas de proteínas são liberadas como zimogênios. 
Explique o que são zimogênios, como são ativados e dê exemplos. 
 
4 - Quais os dois processos de digestão intracelular de proteínas? 
A digestão intracelular de proteínas pode ocorrer via degradação lisossomal ou via proteassomo 
5 - Como ocorre a marcação de proteínas para degradação nos 
proteassomos? 
 
6 - O que é um proteassomo? 
 
7 - Somente proteínas ubiquitinadas são degradas nos proteassomos? 
 
8 - Após a degradação das proteínas extra e intracelulares são liberados 
aminoácidos livres. Quais os destinos desses aminoácidos? 
Os aminoácidos livres podem dar origem a proteínas/peptídeos, gerar derivados de aminoácidos ou servir 
como intermediário metabólico (de oxidação, cetogênese ou gliconeogênese) após a remoção do grupo 
amino 
9 - Quais as etapas da degradação de aminoácidos? 
A degradação de aminoácidos tem duas etapas gerais: transaminação e desaminação 
10 - Como os animais são classificados de acordo com o produto final de 
excreção de nitrogênio? 
 
11 - Durante a remoção dos grupamentos amino dos aminoácidos, uma 
classe de enzimas apresenta papel fundamental. Que classe é essa? 
Como ocorre essa reação? Qual cofator é utilizado? 
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É a classe das aminotransferases ou transaminases, as quais catalisam reações de transaminação. A 
transaminação ocorre quando um aminoácido perde seu grupo amino (formando um α-cetoácido) e o 
transfere para um α-cetoácido (formando um novo aminoácido). 
O cofator utilizado por essa classe de enzimas é o piridoxal-fosfato (PLP), substância derivada da 
piridoxina/vitamina B6. O PLP é responsável por receber temporariamente o grupamento amino dos 
aminoácidos e, em seguida, transferi-lo ao α-cetoácido para formar aminoácido. 
12 - O fígado recebe grupamentos amino vindos da desaminação de 
aminoácidos dos tecidos extra-hepáticos e os converte em glutamato 
para excreção. Em que forma esses grupamentos amino chegam ao 
fígado vindos dos músculos e dos outros tecidos extra-hepáticos? 
Os grupos amino oriundos de tecidos extra-hepáticos e músculos chegam ao fígado na forma de glutamina. 
Isso ocorre pois, após a transaminação (que consegue ocorrer mesmo fora do fígado), o glutamato formado 
na reação é convertido (com auxílio da glutamina sintetase, adição de amino na cadeia lateral e gasto de 1 
ATP) em glutamina. A glutamina pode cumprir diversas funções nos tecidos extra-hepáticos e o excesso 
dela é transportado ao fígado. Os grupamentos amino são adicionados no glutamato para formar glutamina 
pois não podem chegar ao fígado pela circulação devido a sua toxicidade. Nas mitocôndrias do fígado, a 
glutamina sofre ação da glutaminase, numa reação que libera amônia e forma glutamato (que também será 
desaminado). 
Os tecidos extra-hepáticos não possuem glutamato desidrogenase nem realizam o ciclo da ureia. 
13 - No fígado, o glutamato derivado das reações de transaminação é 
convertido em α-cetoglutarato. Que enzima atua nesse processo? 
Como ela é regulada? 
A enzima que atua nesse processo é a glutamato desidrogenase, que catalisa a desaminação do glutamato, 
removendo o grupo amino e o liberando na forma de amônio. 
14 - Nos tecidos extra-hepáticos, a remoção dos grupamentos amino 
ocorre com a formação de glutamina. Qual o destino desse aminoácido 
formado? 
 
15 - Nos músculos, além da formação de glutamina, outro aminoácido 
tem papel importante na remoção dos grupamentos amino vindos da 
degradação das proteínas musculares. Que aminoácido é esse? Como 
ele chega ao fígado? 
O aminoácido é a alanina. Devido à contração muscular, há quebra de glicose e produção de piruvato; com 
a degradação de proteínas musculares, aminoácidos são liberados, sofrem transaminação e formam 
glutamato. Nesse caso, o glutamato sofre uma transaminação (catalisada pela enzima alanina-
aminotransferase), doa seu grupo amino ao piruvato (formando alanina) e volta a ser α-cetoglutarato. A 
alanina chega ao fígado via corrente sanguínea e, lá, sofre transaminação novamente (formando piruvato, 
o qual pode ser direcionado à gliconeogênese e voltar ao músculo na forma de glicose) e forma glutamato 
(que será desaminado). 
16 - Qual o papel do ciclo da ureia? Onde ocorre dentro da célula? 
O ciclo da ureia é uma via que converte a amônia (que vem do grupo amino dos aminoácidos) em ureia (que 
será eliminada na urina). Esse processo ocorre na matriz mitocondrial e é especialmente importante pois a 
amônia é uma substância altamente tóxica ao organismo 
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17 - Cite as reações e enzimas envolvidas no ciclo da ureia. 
Carbamil-fosfato-sintetase 1: carboxila a amônia (com gasto de 2 ATP), formando carbamil-fosfato 
Ornitina-transcarbamilase: transforma o carbamil-fosfato que se combinou à ornitina em citrulina 
A citrulina sai da mitocôndria e vai para o citoplasma 
Arginino-succinato sintase: combina citrulina e aspartato, formando arginino-succinato com gasto de 2 ATP 
Arginino-succinato liase: quebra arginino-succinato em fumarato (que vai para o ciclo de Krebs) e arginina 
Arginase: quebra arginina, liberando ureia e ornitina 
18 - Qual a origem dos átomos da ureia produzida? 
Um dos átomos de nitrogênio da ureia produzida vem da amônia (liberada na transaminação) e outro vem 
do aspartato. O carbono vem do bicarbonato envolvido na carboxilação (1ª reação) 
19 - O que é a bicicleta de Krebs? Quais aminoácidos conectam os ciclos 
da ureia e de Krebs? 
A bicicleta de Krebs consiste no acoplamento do ciclo da ureia e do ciclo de Krebs, que acontece devido à 
formação de aminoácidos comuns aos dois ciclos. Os aminoácidos que conectam essas duas vias são 
fumarato e 
Quando ocorre o acoplamento, há uma economia no gasto de ATP do ciclo da ureia (pois há produção de 1 
NADH e, consequentemente, produção de 2,5 ATP) 
20 - Quantos ATP são gastos no ciclo da ureia? 
Durante o ciclo da ureia, são gastos 4 ATP 
21 - Como é feita a regulação do ciclo da ureia? 
 
22 - Quais os sintomas gerais das desordens metabólicas do ciclo da 
ureia? Por quê? 
 
23 - O grupamento amino dos aminoácidos é excretado na forma de 
ureia. O que acontece com a cadeia carbonada dos aminoácidos? 
A cadeia carbonada restante origina, de forma direta ou indireta, intermediários do ciclo de Krebs ou da 
glicólise. 
24 - O que são aminoácidos glicogênicos e cetogênicos? Exemplifique. 
Os aminoácidos glicogênicos são aqueles que dão origem a intermediários do ciclo de Krebs, os quais 
“girarão” o ciclo e acabarão formando oxaloacetato, que é usado na gliconeogênese para formar glicose. 
Um exemplo de aminoácido exclusivamente glicogênico é a alanina. 
Já os aminoácidos cetogênicos formam acetoacetil-CoA ou acetil-CoA, que serão usados na formação de 
corpos cetônicos. A leucina é um exemplo de aminoácido exclusivamente cetogênico. 
25 - Quais as reações gerais da degradação da cadeia carbonada dos 
aminoácidos e quais cofatores envolvidos? 
 
26 - Quais os 6 grupos de degradação dos aminoácidos e de quais vias 
os intermediários-chave desses grupos participam? 
 
27 - Quais aminoácidos originam piruvato? 
Os aminoácidos que originam piruvato são alanina, cisteína, glicina, serina, treonina e triptofano. 
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28 - O triptofano, um aminoácido de cadeia lateral grande e 
hidrofóbica, origina 4 compostos durante sua degradação. Quais são 
esses compostos? 
 
29 - O oxalacetato é formado a partir de dois aminoácidos. Quais são? 
O oxaloacetato pode ser formado a partir de asparagina ou de aspartato. 
30 - Quais aminoácidos originamfumarato? 
Os aminoácidos que originam fumarato são a fenilalanina e a tirosina. 
31 - O que é fenilcetonúria? 
A fenilcetonúria é uma doença associada à baixa atividade da enzima fenilalanina-hidroxilase, que é 
responsável por converter a fenilalanina em tirosina. Com isso, há um acúmulo de fenilalanina no organismo, 
o que pode ser tóxico pois 
32 - Os aminoácidos do grupo do succinil-CoA originam, antes do 
succinil-CoA, qual composto? 
 
33 - Os aminoácidos ramificados sofrem duas reações para gerar 
derivados de acil-CoA. Que reações são essas e qual doença está 
relacionada a uma dessas reações? 
Os aminoácidos ramificados (valina, isoleucina e leucina) são essenciais, mas passam pelo tecido muscular 
antes de irem para o fígado. No músculo, sofrem uma transaminação e liberam um α-cetoácido, que é 
direcionado para o tecido hepático; no fígado, o α-cetoácido é descarboxilado e origina um intermediário de 
via metabólica: a valina forma propionil-CoA (glicogênica), a isoleucina forma propionil-CoA e acetil-CoA 
(glico e cetogênica) e a leucina forma acetil-CoA e acetoacetato (cetogênica). 
34 - O glutamato representa um ponto de conexão entre os 
aminoácidos do grupo 5 e seu produto final de degradação. Quais 
aminoácidos geram glutamato e qual é o produto final? 
 
35 - Quais aminoácidos geram acetoacetato, acetoacetil-CoA e acetil-
CoA? 
Leucina, isoleucina, treonina, triptofano, lisina, fenilalanina e tirosina. 
36 - Quais as etapas da síntese de aminoácidos? 
 
37 - Qual a origem do nitrogênio dos aminoácidos? 
O nitrogênio dos aminoácidos vem do nitrogênio gasoso presente na atmosfera, o qual é captado por 
vegetais e micro-organismos. O N₂ acaba formando amônia, a qual é incorporada no α-cetoglutarato para 
formar glutamato (ação da glutamato sintase) 
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38 - Qual o complexo enzimático importante no processo de fixação do 
nitrogênio? Quais são seus componentes? Qual a reação catalisada por 
esse complexo (escrever reagentes e produtos)? 
 
39 - Quais aminoácidos são formados durante a incorporação da 
amônia? Quais enzimas participam desse processo em todos os 
organismos e exclusivamente em plantas e bactérias? 
Os aminoácidos formados durante a incorporação da amônia são a glutamina e o glutamato. As enzimas 
participantes são a glutamina sintetase (todos os organismos) e a glutamato sintase (apenas em plantas e 
bactérias). 
O glutamato, com gasto de 1 ATP e adição de amônia, forma glutamina. A glutamina e o α-cetoglutarato 
interagem e, com gasto de 1 NADPH, formando duas moléculas de glutamato. 
40 - Como se dá a regulação da glutamina sintetase? 
 
41 - Qual a origem das cadeias carbônicas dos aminoácidos? 
As cadeias carbônicas dos aminoácidos são formadas a partir de intermediários metabólicos da 
gliconeogênese ou do ciclo de Krebs 
42 - Qual intermediário comum na síntese de aminoácidos e quais 
cofatores participam? 
 
43 - O que são aminoácidos essenciais e não essenciais? Exemplifique. 
Os aminoácidos essenciais são aqueles não produzidos pelos seres humanos e que, portanto, devem ser 
obtidos por meio da alimentação; são eles: metionina, treonina, lisina, valina, leucina, isoleucina, histidina, 
triptofano e fenilalanina 
Já os aminoácidos não essenciais são os que podem ser produzidos pelos seres humanos; são eles: 
glutamato, glutamina, prolina, arginina, serina, glicina, cisteína, aspartato, asparagina, alanina e tirosina 
44 - Quais os 5 grupos da biossíntese de aminoácidos e quais os 
aminoácidos resultantes? 
Grupo do α-cetoglutarato: glutamato, glutamina, prolina e arginina 
Grupo do 3-fosfoglicerato: serina, glicina e cisteína 
Grupo do oxaloacetato: aspartato, asparagina, metionina, treonina e lisina 
Grupo do piruvato: alanina, valina, leucina e isoleucina 
Grupo do fosfoenolpiruvato e eritrose-4-fosfato: triptofano, fenilalanina e tirosina 
Grupo da ribose-5-fosfato: histidina 
45 - Quais os tipos de regulação que ocorrem na biossíntese de 
aminoácidos? Explique cada tipo. 
O principal tipo de regulação das vias de biossíntese de aminoácidos é a retroinibição. Assim, o aumento de 
concentração do produto final inibe as etapas anteriores da sua própria síntese 
46 - Cite exemplos de derivados de aminoácidos, seus aminoácidos de 
origem e suas funções. 
Descarboxilação dos aminoácidos dá origem às aminas biológicas 
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Histamina (histidina): mediador de respostas alérgicas 
GABA (glutamato): neurotransmissor inibitório 
Glutationa (glutamato, cisteína e glicina): antioxidante 
A glutationa é um tripeptídeo que possui um grupo sulfidrila (devido à cadeia lateral da cisteína); ela pode 
estar na sua forma reduzida (GSH) ou oxidada (GSSG), que é quando está ligada a outra glutationa por uma 
ponte dissulfeto. A alternância entre GSH e GSSG permite que a glutationa interaja com radicais livres: a 
glutationa-peroxidase usa 2 GSH para interagir com H₂O₂, formando GSSG e liberando 2 H₂O; a glutationa-
redutase usa NADPH para reduzir GSSG a GSH novamente. 
Óxido nítrico (arginina): mensageiro celular, coagulação sanguínea, controle da pressão arterial 
Fosfocreatina (arginina e glicina, a partir de creatina): fornece ATP para contração muscular vigorosa 
Em repouso, a creatina é fosforilada pela creatina-cinase, gastando 1 ATP (que estava “sobrando” no 
músculo). Quando submetido a um exercício intenso, o músculo libera ATP fazendo a reação inversa 
(fosfocreatina forma creatina). De forma espontânea, fosfocreatina e creatina também podem formar 
creatinina. 
Exercício rápido e intenso: reservas de ATP, fosfocreatina, fermentação da glicose vinda do glicogênio; 
exercício intermediário: oxidação aeróbica da glicose; exercício longo: oxidação aeróbica da glicose e 
oxidação de ácidos graxos. 
A atividade da creatina-cinase pode ser usada para aferir a função muscular; existem 3 isozimas: CK1 no 
cérebro, CK2 no coração e CK3 no músculo esquelético. O aparecimento de CK2 no sangue é um indicativo 
de infarto do miocárdio, pois pode ter havido um dano nas células em que essa enzima deveria estar. 
Heme (glicina e succinil-CoA): grupo prostético da hemoglobina 
Parte da síntese de heme acontece na matriz mitocondrial e outra no citoplasma. Após a morte das 
hemácias, o heme é degradado: o ferro é removido com ajuda do O₂, formando biliverdina; a biliverdina é 
reduzida a bilirrubina, que é transportada para a bile; a bilirrubina é convertida a urobilinogênio e este forma 
estercobilina (no intestino grosso) e urobilina (nos rins). 
Os níveis de bilirrubina no sangue podem ser indicativos de doenças. Ao chegar no fígado, a bilirrubina 
passa pelo processo de conjugação, no qual são adicionados derivados de glicose à sua estrutura (com 
auxílio da glicuronil bilirrubina-transferase – GBT), formando diglicuronídeo de bilirrubina. A chamada 
bilirrubina indireta é aquela que ainda não foi conjugada; a bilirrubina direta é a que já foi conjugada, está 
mais solúvel e é excretada. Uma atividade reduzida de GBT leva ao excesso de bilirrubina indireta, a qual 
está associada à icterícia neonatal e a algumas outras síndromes; o excesso de bilirrubina direta indica 
problemas na secreção, seja por obstrução dos ductos hepáticos ou por defeitos nos transportadores. 
Dopamina (tirosina): controle de movimentos, aprendizado, memória 
Noradrenalina (tirosina): manutenção da pressão sanguínea, vasoconstrição 
Adrenalina (tirosina): prepara o organismo para ação 
Melanina (tirosina, a partir de DOPA): pigmento da pele e cabelos 
Serotonina (triptofano): neurotransmissor que regula humor, cognição, etc 
Melatonina (triptofano, a partir de serotonina): regula o ciclo sono-vigília 
A tirosina sofre uma reação de hidroxilação (com participação da coenzima tetrahidrobiopterina) e forma 
DOPA. Quando o DOPA é descarboxilado forma dopamina; com auxílio de vitamina C, uma hidroxila é 
adicionada à dopamina, formando noradrenalina. A noradrenalina tem um grupo metila adicionado (por 
intermédio da coenzimaadenosil-metionina (adoMet) e forma adrenalina. 
A adoMet é derivada da metionina e possui uma base nitrogenada em sua estrutura (adenosina, que é doada 
do ATP); em sua cadeia lateral, há um grupo metila ligado ao enxofre, o qual pode ser transferido. Quando 
a adoMet doa seu grupo metila, ela é convertida em adenosil-homocisteína (adoHcy); com auxílio de uma 
hidrolase, a adenosina é removida, liberando homocisteína. A homocisteína é usada para produzir 
metionina, numa reação que depende de cobalamina/vitamina B12 e é catalisada pela metionina-sintase; 
também há participação do tetrahidrofolato, que é quem doa o metil para a homocisteína.