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27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 1/21 NÃO PODE FALTAR AMINOÁCIDOS E PEPTÍDEOS Christian Grassl Imprimir PRATICAR PARA APRENDER Caro aluno, já avançamos mais um pouco e estamos na seção 2. Agora, iniciaremos a nossa jornada pelo mundo das biomoléculas e vias metabólicas, a começar pelo estudo dos aminoácidos, dos peptídeos e das proteínas. Aliás, proteína vem do grego proteios, que signi�ca “em primeiro lugar”, termo criado pelo cientista sueco Jacob Berzelius, em 1838, pois considerava essa molécula a principal substância da nutrição de animais. De fato, trata-se de um nome bem apropriado para essas moléculas que controlam praticamente todos os processos celulares e têm in�uência em todas as funções do organismo. Nesta seção, focaremos, principalmente, os aminoácidos, as unidades de construção dos peptídeos e as proteínas. Além de constituírem as cadeias proteicas, os aminoácidos possuem muitas funções no organismo, como veremos no texto. Assim, para uma melhor compreensão de muitos processos �siológicos, �siopatológicos e farmacológicos, é essencial que conheça as propriedades físico- Fonte: Shutterstock. 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 2/21 químicas e as funções dos aminoácidos, bem como das vias metabólicas que envolvem a biossíntese dos aminoácidos. Para os pro�ssionais da área da saúde, o conhecimento em nutrição é fundamental para a preservação ou recuperação da saúde do paciente. A base da nutrição é a bioquímica, e conhecer a importância dos aminoácidos é imprescindível. Durante a prática pro�ssional, você, provavelmente, entrará em contato com os aminoácidos, os peptídeos e as proteínas em diferentes situações, logo, os assuntos abordados nesta seção são relevantes para a sua formação pro�ssional, levando-o a compreender, analisar e resolver situações cotidianas de um trabalho na área da saúde. Para trabalharmos os temas desta seção com as possíveis atividades do contexto pro�ssional, acompanharemos o contexto de um pro�ssional da saúde recém- contratado por uma clínica especializada em doenças genéticas. Você já imaginou quantos desa�os esse pro�ssional terá de lidar? Será que os conhecimentos em bioquímica podem ser úteis nesse tipo de segmento de atuação? Pois bem, teremos um vislumbre disso na situação-problema desta seção. Imagine que você acabou de ser contratado para trabalhar como um pro�ssional de saúde em uma clínica especializada em doenças genéticas. Nessa clínica, você entrará em contato com várias doenças envolvendo o metabolismo de aminoácidos, também chamadas de erros inatos do metabolismo de aminoácidos ou aminoacidopatias. Mais de 50 dessas doenças foram descritas e muitas delas são raras. Essas doenças têm importância na pediatria e são alvos da triagem neonatal. Sem a identi�cação e o adequado tratamento, os erros inatos no metabolismo dos aminoácidos resultam em retardo mental e outras de�ciências no desenvolvimento do paciente. A fenilcetonúria é o erro inato do metabolismo de aminoácidos mais frequente e caracterizado por hiperfenilalaninemia. Existem muitas variantes da fenilcetonúria e todas possuem herança autossômica recessiva. Essas variantes da fenilcetonúria são decorrentes de defeitos na enzima fenilalanina-hidroxilase ou na reutilização 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 3/21 de seu cofator (tetrahidrobiopterina). Mais de 1000 mutações já foram identi�cadas no gene da fenilalanina-hidroxilase, resultando em uma grande variedade de manifestações clínicas e espectro de gravidade. A fenilcetonúria clássica é a mais importante aminoacidopatia na clínica. Os sinais clínicos surgem entre 3 e 6 meses de idade, caso a doença não seja detectada pela triagem neonatal. Entre os sinais clínicos, podemos destacar a de�ciência na pigmentação de cabelo e pele, irritabilidade, di�culdades de aprendizado, hiperatividade, dé�cit de atenção, retardo no crescimento e desenvolvimento. A de�ciência intelectual é a principal manifestação clínica e está relacionada aos níveis plasmáticos de fenilalanina. Como a fenilalanina se acumula no organismo, esse aminoácido é desviado para outras vias metabólicas que resultam em fenilcetonas (como o fenilacetato). Esses metabólitos conferem à urina um odor característico e dão o nome à doença (presença de fenilcetonas na urina). Você foi justamente designado para cuidar dos casos de fenilcetonúria, logo, após essas informações iniciais, você precisa aprofundar os seus conhecimentos por meio de pesquisas para lidar de maneira adequada com os casos de fenilcetonúria. Os pontos que exigem a sua atenção são: 1. A fenilalanina é um aminoácido essencial ou não essencial? Qual é o signi�cado dessa informação? 2. Descrição da reação enzimática envolvendo a fenilalanina e a fenilalanina- hidroxilase. Qual é o produto �nal dessa reação? 3. Qual é a relação entre a mutação de um gene e a perda da atividade enzimática? 4. Por que os pacientes apresentam hipopigmentação do cabelo e da pele? Tem relação com o produto �nal da reação catalisada pela fenilalanina hidroxilase? 5. Qual é a importância do teste do pezinho para os casos de fenilcetonúria? Em casos de diagnóstico tardio da doença, quais são as consequências? Como pro�ssional da saúde, qual deve ser o seu papel na orientação aos pais sobre os benefícios da detecção precoce da doença? 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 4/21 6. Como deve ser o tratamento nos pacientes com fenilcetonúria? Como você deve orientar os responsáveis pela criança sobre a importância de se seguir as recomendações médicas? 7. Remover completamente a fenilalanina da alimentação do paciente é uma opção viável? Quais seriam as consequências para o organismo caso essa opção fosse colocada em prática? 8. O aconselhamento genético é uma ferramenta muito útil na orientação aos pacientes com fenilcetonúria e seus familiares. Como pro�ssional da saúde, qual deve ser o seu papel em relação a essa prática? Por �m, qual é o seu posicionamento frente a essa doença? A numeração desses pontos visa, apenas, a organizar o seu raciocínio, pois todas essas informações estão conectadas para resultar em conhecimento. Esse conhecimento, sempre incompleto e em construção, é uma das mais importantes ferramentas para a prática pro�ssional. Que essa situação-problema seja apenas o ponto de partida para mais questionamentos e um estímulo à procura por mais conhecimentos. O estudo é uma tarefa que apresenta muitas di�culdades. Por isso, é importante que se dedique com a�nco para superar essas di�culdades e, com isso, obter resultados que contribuam para o seu crescimento e amadurecimento enquanto ser humano e pro�ssional. Seja o protagonista da sua história de conquistas acadêmicas e pro�ssionais e vamos aos estudos! CONCEITO-CHAVE Na seção anterior, estudamos as propriedades físico-químicas e a importância da água, dos ácidos e das bases, bem como a autoionização da água, o pH e sua importância. Agora, vamos ver os aminoácidos, os peptídeos e as proteínas que fazem parte da primeira classe de biomoléculas. As outras biomoléculas que estudaremos são os carboidratos e os lipídios. 0 V e r a n o ta çõ es 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 5/21 Existem inúmeros tipos de peptídeos e proteínas com variadas funções no organismo. Temos as enzimas, que são proteínas que atuam como catalisadores, ou seja, aceleram as reações químicas, e outros, como: hemoglobina (transporte de gases oxigênio e carbônico no sangue), albumina (manutenção do volume plasmático e transporte de substâncias apolares, como os ácidos graxos no sangue), colágeno (resistência mecânica aos tecidos), anticorpos (defesa do organismo contra microrganismos), actina e miosina (proteínas contráteis responsáveis pela contração muscular), canais sódio – voltagem dependente (geração de impulsos nervosos nos neurônios e �bras musculares), insulina (hormônio pancreático responsável pelo controle da glicemia) etc. Na próxima seção, veremos mais detalhadamente alguns desses peptídeos e proteínas. Em disciplinas como Fisiologia, Farmacologia e Patologia, você entrará em contato com muitas dessas proteínas ao estudar os mecanismos �siológicos, farmacológicos e �siopatológicos. A primeira questão a ser resolvida é saber a relação entre aminoácidos, peptídeos e proteínas. Os aminoácidos são as unidades de construção dos peptídeos e proteínas. Em outras palavras, os peptídeos e as proteínas são cadeias ou polímeros lineares de aminoácidos. Mas qual é a diferença entre peptídeos e proteínas? A diferença está na quantidade de aminoácidos na cadeia, sendo que os peptídeos são cadeias curtas, com no máximo 50 aminoácidos, já as proteínas são cadeias maiores, com mais de 50 aminoácidos (em geral, são centenas e até milhares de aminoácidos presentes na cadeia). ASSIMILE Polímeros são grandes moléculas formadas por unidades estruturais menores que se repetem, chamadas de monômeros. A proteína e o peptídeo são polímeros formados por monômeros chamados de aminoácidos. Outro exemplo é o DNA, um polímero formado por monômeros chamados de nucleotídeos. 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 6/21 A estrutura do aminoácido é composta por um átomo de carbono central (C) ligado covalentemente a quatro ligantes: átomo de hidrogênio (H), cadeia lateral (R), grupo amino ( ou , a depender do pH) e grupo ácido carboxílico (-- COOH ou , a depender do pH). O termo aminoácido é derivado dos dois grupos químicos presentes na estrutura, o grupo amino e o grupo ácido carboxílico. Embora haja mais de 300 tipos de aminoácidos descritos, apenas 20 entram na composição de todas as proteínas e peptídeos, independentemente do ser vivo, como nós, as bactérias, as plantas e até os vírus. Esses 20 aminoácidos são chamados de aminoácidos comuns. Com tantos tipos de aminoácidos, o que difere um tipo do outro? A cadeia lateral, simplesmente, pois o restante dos ligantes é o mesmo para todos os aminoácidos. A Figura 1.3 demonstra uma perspectiva da estrutura geral dos aminoácidos. Figura 1.3 | Estrutura do aminoácido (em pH 7,0) Fonte: elaborada pelo autor. ASSIMILE -NH2 -N + H3 -COO − 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 7/21 A selenocisteína tem sido considerada o 21º aminoácido comum. A sua estrutura é semelhante ao da cisteína, porém, em vez do enxofre, a selenocisteína contém selênio; além disso, ela está presente em poucas proteínas conhecidas. Os aminoácidos comuns, além de serem unidades de construção de peptídeos e proteínas, podem desempenhar outras funções no organismo. O glutamato age como neurotransmissor excitatório, enquanto que a glutamina e a alanina transportam amônia proveniente do metabolismo celular para o fígado, em que a amônia será convertida em ureia. A histidina é precursora da histamina, importante mediador in�amatório e regulador da secreção gástrica ácida; já o triptofano é precursor do neurotransmissor serotonina; a tirosina, por sua vez, é precursora de vários produtos biológicos importantes, como a adrenalina, a dopamina, a noradrenalina e a melanina (pigmento responsável pela cor da pele, pelos e cabelos). Esses aminoácidos podem ser classi�cados, conforme a natureza da cadeia lateral, em apolares, polares sem carga elétrica, ácidos (presença de carga negativa na cadeia lateral) e básicos (presença de carga positiva na cadeia lateral). A seguir, serão representadas as estruturas dos aminoácidos com seus respectivos nomes, abreviações (com três letras) e símbolos (com uma letra): Figura 1.4 | Estrutura dos aminoácidos apolares (em pH 7,0) 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 8/21 Fonte: elaborada pelo autor. Figura 1.5 | Estrutura dos aminoácidos polares sem carga elétrica na cadeia lateral (em pH 7,0) 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 9/21 Fonte: elaborada pelo autor. Figura 1.6 |Estrutura dos aminoácidos ácidos (em pH 7,0) Fonte: elaborada pelo autor. Figura 1.7 | Estrutura dos aminoácidos básicos (em pH 7,0) 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 10/21 Fonte: elaborada pelo autor. EXEMPLIFICANDO A cisteína é precursora de um importante peptídeo antioxidante, a glutationa, encontrada em grande quantidade no fígado e nos rins. Esse antioxidante neutraliza os radicais livres e outros compostos reativos gerados nas reações metabólicas. O paracetamol, fármaco com propriedades analgésica e antitérmica, sofre reações de biotransformação no fígado, resultando em um composto reativo (N-acetil-p- benzoquinonaimina ou NAPQI). A glutationa hepática, por sua vez, neutraliza esse composto tóxico, protegendo o fígado. No entanto, quando há superdosagem de paracetamol, a quantidade de glutationa não é su�ciente para neutralizar todo NAPQI formado, o que resulta em lesão nos hepatócitos, um processo chamado de hepatite medicamentosa. Nesse caso de intoxicação por paracetamol, pode-se utilizar um antídoto, um fármaco chamado acetilcisteína, composto pelo aminoácido cisteína ligado a um grupo acetil. Esse fármaco exerce ação antioxidante direta, além de 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 11/21 ser precursor para a síntese de glutationa. Dessa maneira, as defesas antioxidantes e contra compostos reativos no fígado são aumentadas, neutralizando o excesso de NAPQI. Além desses aminoácidos comuns, existem os aminoácidos incomuns. O termo “incomum” vem do fato de que esses aminoácidos são encontrados em proteínas especí�cas, não sendo comuns a todas as proteínas. Após a incorporação dos aminoácidos comuns na cadeia proteica, alguns deles podem sofrer modi�cações químicas no retículo endoplasmático rugoso, originando os aminoácidos incomuns. Exemplos de aminoácidos incomuns: 4-hidroxiprolina, 5-hidroxilisina,6- N-metil-lisina e desmosina. Essas modi�cações químicas conferem propriedades importantes às proteínas, como a 4-hidroxiprolina e a 5-hidroxilisina contribuem para uma maior estabilidade da proteína colágeno. Os aminoácidos, em solução aquosa, são compostos anfóteros, ou seja, possuem comportamento ácido e básico. Os grupos amino e carboxila podem agir como ácidos quando doam prótons ao meio ou como bases quando recebem prótons do meio. Nos aminoácidos ácidos e básicos, as cadeias laterais também podem agir como doadores ou receptores de prótons. As formas protonadas ou desprotonadas dos grupos amino e carboxila, além das cadeias laterais, em alguns casos, dependem do pH do meio. Nas ilustrações anteriores das estruturas dos aminoácidos em pH 7,0 (neutro), o grupo amino se encontra totalmente protonado e o grupo carboxila está desprotonado. As formas protonadas e desprotonadas dos grupos ionizáveis (grupo amino, grupo carboxila e cadeia lateral de aminoácidos ácidos e básicos) contribuem para se determinar as relações entre os aminoácidos em uma cadeia proteica e, consequentemente, interferem nas funções de peptídeos e proteínas, por isso, é importante a homeostase ácido-base para o organismo. REFLITA 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 12/21 Como visto na seção anteriormente, o organismo possui sistemas-tampão para a manutenção do pH, tanto para o meio intracelular quanto para o meio extracelular. No caso do sangue, a manutenção do pH é realizada principalmente pelo sistema-tampão do íon bicarbonato, porém temos as proteínas, como hemoglobina e albumina, que também agem como sistemas-tampão. Agora que você avançou um pouco mais nos seus conhecimentos, sente-se seguro para explicar como essas proteínas conseguem participar da manutenção do pH do sangue? Os aminoácidos comuns possuem o carbono central ligado à quatro ligantes diferentes, exceto a glicina, na qual o carbono central está ligado a dois ligantes iguais ao átomo de hidrogênio (ver a estrutura da glicina na �gura). No caso desses aminoácidos, o carbono central é assimétrico, o que permite duas con�gurações moleculares possíveis. O químico alemão Emil Fischer, em 1891, propôs um modelo de con�guração absoluta para os aminoácidos, o sistema D-L. Nesse modelo, a con�guração do aminoácido é baseada na con�guração do açúcar de 3 carbonos: o gliceraldeído, que também possui carbono central assimétrico. Existem duas con�gurações (estereoisômeros) da molécula de gliceraldeído: a con�guração L, quando o grupo hidroxila (OH) ligado ao carbono central está à esquerda, e a con�guração D, quando o grupo hidroxila ligado ao carbono central está à direita. Assim, os aminoácidos que possuem con�guração relacionada ao L- gliceraldeído são denominados L-aminoácidos e apresentam o grupo amino à esquerda do carbono central. Já os aminoácidos que possuem con�guração relacionada ao D-gliceraldeído, com o grupo amino à direita do carbono central, são chamados de D-aminoácidos. Na Figura 1.8, podemos veri�car a relação entre os estereoisômeros D e L do gliceraldeído e do aminoácido. Os aminoácidos constituintes de todos os peptídeos e das proteínas são exclusivamente da con�guração L; os ribossomos só reconhecem os L-aminoácidos como substratos para a síntese proteica; e a con�guração D-aminoácido só é encontrada em poucos exemplares de peptídeos de bactérias e plantas. 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 13/21 Figura 1.8 | Con�gurações D e L do gliceraldeído e do aminoácido Fonte: elaborada pelo autor. Como os aminoácidos constroem os peptídeos e as proteínas? Sabemos que os aminoácidos estão ligados para formar uma cadeia proteica; essa ligação, denominada ligação peptídica, é do tipo covalente e formada nos ribossomos durante o processo de tradução. A ligação peptídica, por sua vez, ocorre entre o grupo carboxila (ou ácido carboxílico) de um aminoácido e o grupo amino de outro aminoácido. Nessa reação, há a formação de uma molécula de água, e a reação de formação da ligação peptídica está representada na Figura 1.9. Como você pode ver, o peptídeo de dois aminoácidos (dipeptídeo) possui duas extremidades, a N-terminal, correspondente ao grupo amino livre, e a C-terminal, correspondente ao grupo carboxila livre. Por convenção, a extremidade N-terminal sempre estará à esquerda da cadeia proteica, já a extremidade C-terminal estará à direita da cadeia proteica. Assim, para a leitura da sequência de aminoácidos da cadeia proteica, deve-se sempre começar pela extremidade N-terminal. Figura 1.9 | Representação da reação de formação da ligação peptídica 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 14/21 Fonte: elaborada pelo autor. ASSIMILE A síntese proteica depende dos processos de transcrição e tradução. Inicialmente, as informações referentes às sequências de aminoácidos de cada tipo proteico se encontram nos genes, segmentos do DNA, presentes nos cromossomos. Os ribossomos são estruturas citoplasmáticas, formadas por RNA ribossômico e proteínas, responsáveis pela síntese proteica. Como as informações genéticas estão no núcleo e os ribossomos estão no citoplasma, é necessário um intermediário que faça essa comunicação. Então, as informações genéticas são transferidas para o RNA mensageiro, em um processo chamado de transcrição; a seguir, o RNA mensageiro sai do núcleo para o citoplasma, em que se associa aos ribossomos. Essas estruturas traduzem a linguagem de bases nitrogenadas do RNA mensageiro em linguagem de aminoácidos para a síntese proteica, por isso, esse processo é denominado de tradução. 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 15/21 As proteínas e os peptídeos sofrem digestão no trato gastrintestinal por ação das proteases e peptidases, enzimas que quebram a ligação entre os aminoácidos. No estômago, em ambiente ácido (pH entre 1,0 e 3,0), as proteínas sofrem desnaturação, o que facilita a ação da enzima pepsina, e o resultado dessa digestão química é a formação de aminoácidos e pequenos peptídeos. Em seguida, no duodeno, as enzimas digestivas pancreáticas (tripsina, quimotripsina, elastase), especialmente a tripsina, bem como as da mucosa duodenal, terminam a digestão proteica, restando os aminoácidos que serão absorvidos pelas células da mucosa duodenal por meio do sistema de cotransporte com o íon sódio ( ). Figura 1.10 | Esquema da digestão proteica e absorção de aminoácidos Fonte: elaborada pelo autor. Os aminoácidos comuns também podem ser classi�cados conforme a capacidade de síntese desses aminoácidos pelo organismo; já os aminoácidos não essenciais são sintetizados pelo organismo em quantidades adequadas à demanda Na + 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 16/21 metabólica; e os aminoácidos essenciais não são sintetizados pelo organismo, por isso, precisam ser obtidos por meio da alimentação. Existe um terceiro grupo, o dos aminoácidos condicionalmente essenciais, que é sintetizadopelo organismo, porém em determinadas situações, tais como crescimento, gestação e doenças. A quantidade produzida, por sua vez, não é su�ciente para atender às necessidades metabólicas. Nesses casos, é necessário obter um suprimento adicional por meio da alimentação. Quadro 1.2 | Os aminoácidos não essenciais, condicionalmente essenciais e essenciais Aminoácidos não essenciais Aminoácidos condicionalmente essenciais Aminoácidos essenciais Alanina Arginina Histidina Asparagina Cisteína Isoleucina Aspartato Glutamina Leucina Glutamato Glicina Lisina Serina Prolina Metionina Tirosina Fenilalanina Treonina Triptofano Valina Fonte: elaborado pelo autor. Os aminoácidos não essenciais e os condicionalmente essenciais são sintetizados a partir de intermediários de várias vias metabólicas, como a glicólise e o ciclo de Krebs (mais adiante estudaremos essas vias com mais detalhes). Como os aminoácidos são compostos nitrogenados, o nitrogênio é essencial para a síntese 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 17/21 dessas moléculas. O nitrogênio é obtido pelo organismo por meio da alimentação, especialmente dos aminoácidos contidos nas proteínas dos alimentos; já o glutamato e o aspartato são sintetizados a partir da adição de grupo amino aos intermediários do ciclo de Krebs - cetoglutarato e oxaloacetato, respectivamente; o glutamato é precursor da glutamina e da prolina, enquanto que o aspartato é precursor da asparagina; a alanina é sintetizada a partir da adição do grupo amino ao piruvato, molécula resultante da glicólise; a serina é derivada do 3- fosfoglicerato, um intermediário da glicólise, por sua vez, é precursora da glicina; a cisteína é derivada da homocisteína, que é derivada da metionina, um aminoácido essencial, por isso, a síntese de cisteína depende da ingestão adequada de metionina; e a tirosina é derivada da fenilalanina, um aminoácido essencial. Semelhante à cisteína, a síntese de tirosina depende de um suprimento adequado de fenilalanina na alimentação. Figura 1.11 | Esquema da biossíntese dos aminoácidos não essenciais Fonte: elaborada pelo autor. α 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 18/21 EXEMPLIFICANDO A homocisteína é um aminoácido derivado da metionina e atua como precursora da biossíntese da cisteína. As vitaminas B6 e B12 atuam como cofatores nas reações metabólicas da homocisteína, e altos níveis plasmáticos de homocisteína têm sido associados a um risco maior de doenças cardiovasculares. A hiperhomocisteinemia favorece a oxidação da homocisteína, o que resulta na formação de espécies reativas de oxigênio. As consequências são a formação de ateromas e o efeito trombogênico; já as causas da hiperhomocisteinemia são: genética (enzimas defeituosas envolvidas no metabolismo da homocisteína), de�ciência de vitaminas B6 e B12, uso de alguns fármacos (metotrexato e teo�lina) e tabagismo. Aqui, encerramos esta seção dedicada ao estudo das propriedades físico-químicas e funcionais dos aminoácidos, da digestão proteica e da absorção de aminoácidos, da biossíntese dos aminoácidos não essenciais e dos peptídeos. Na próxima seção, estudaremos as proteínas e enzimas. FAÇA A VALER A PENA Questão 1 Os aminoácidos comuns podem ser classi�cados, conforme a natureza química da sua cadeia lateral, em apolares, polares sem carga elétrica, ácidos e básicos. Além disso, há uma classi�cação conforme a capacidade do aminoácido ser biossintetizado ou não pelo organismo. Baseado nisso, assinale a alternativa correta. a. A fenilalanina possui cadeia lateral apolar e é do tipo essencial. b. A cisteína possui cadeia lateral polar com carga negativa e é do tipo não essencial. c. O glutamato possui cadeia lateral apolar e é do tipo não essencial. d. A tirosina é um aminoácido básico e é do tipo essencial. e. A lisina é um aminoácido ácido e é do tipo não essencial. 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 19/21 Questão 2 Polímeros são grandes moléculas formadas por unidades estruturais menores que se repetem, chamadas de monômeros. As proteínas, os peptídeos e o DNA são exemplos de polímeros naturais. No caso das proteínas e dos peptídeos, os aminoácidos são os monômeros que estão ligados entre si por meio da ligação peptídica. Em relação à ligação peptídica, assinale a alternativa correta. a. A ligação peptídica ocorre entre o grupo amino de um aminoácido e o grupo amino de outro aminoácido com formação de uma molécula de água. b. A ligação peptídica é uma ligação do tipo covalente tão forte que só pode ser rompida pela ação de enzimas especí�cas: as proteases e peptidases. c. A ligação peptídica é resultado da interação entre dois grupos carboxila de aminoácidos diferentes com formação de uma molécula de água. d. A ligação peptídica é uma ligação de hidrogênio, pois envolve a interação entre duas moléculas. Essa ligação é facilmente rompida pelo calor e pelo pH ácido. e. O D-aminoácido é o constituinte das proteínas humanas e a ligação peptídica ocorre entre o grupo amino de um aminoácido e o grupo carboxila de outro aminoácido. Questão 3 Os aminoácidos não essenciais são sintetizados no organismo humano, envolvendo várias vias metabólicas. Erros inatos do metabolismo de aminoácidos ou aminoacidopatias podem afetar a biossíntese de vários desses aminoácidos, resultando em retardo mental ou em outras anormalidades do desenvolvimento. Sobre a biossíntese dos aminoácidos não essenciais e as doenças decorrentes de de�ciências nessas vias metabólicas, assinale a alternativa correta. a. O albinismo, caracterizado pela hipopigmentação da pele, olhos e cabelos é decorrente da de�ciência na produção da melanina. Quando a enzima fenilalanina-hidroxilase está defeituosa, a fenilalanina não é convertida em melanina nos melanócitos. b. Na fenilcetonúria, a ação da fenilalanina hidroxilase pode estar ausente ou reduzida, o que resulta em graus variados de conversão da fenilalanina em tirosina. Isso explica a diversidade de fenótipos com gravidade variada. c. Os intermediários de várias vias metabólicas, como a glicólise e o ciclo de Krebs, atuam como inibidores da biossíntese de vários aminoácidos, como o glutamato, o aspartato e a alanina. 0 V e r a n o ta çõ e s 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 20/21 REFERÊNCIAS BERG, J. M.; TYMOCZKO, J. L.; STRYER, L. Estrutura e Composição das Proteínas. In: BERG, J. M.; TYMOCZKO, J. L.; STRYER, L (Org.). Bioquímica. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014. BRASIL, Ministério da Saúde. Protocolo clínico e diretrizes terapêuticas – fenilcetonúria. n. 16. Brasília: CONITEC, 2019. 47p. Disponível em: https://bit.ly/3txTG4z. Acesso em: 21 mar. 2021. FERRIER, D. R. Bioquímica Ilustrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2019. GABRIEL, S. A. et al. Homocisteína como fator de risco para doenças cardiovasculares. 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Por isso, na fenilcetonúria, é preciso retirar a fenilalanina da dieta para se evitar acúmulo desse aminoácido no organismo. e. A hiperhomocisteinemia é uma consequência do erro inato do metabolismo da fenilalanina. Com isso, há o aumento do nível plasmático de cisteína, o que estimula a aterogênese e a trombogênese. Assim, o risco é maior para as doenças cardiovasculares. 0 V e r a n o ta çõ e s http://conitec.gov.br/images/Consultas/Relatorios/2019/Relatrio_PCDT_Fenilcetonria_CP16_2019.pdf https://revistas.pucsp.br/RFCMS/article/viewFile/320/pdf https://pesquisa.bvsalud.org/portal/resource/pt/biblio-877193 27/02/2023, 14:10 lddkls212_bio_apl_sau https://www.colaboraread.com.br/integracaoAlgetec/index?usuarioEmail=cidalacerdac%40gmail.com&usuarioNome=APARECIDA+DE+CASTRO+LACERDA&disciplinaDescricao=BIOQUÍMICA+APLICADA+À+SA… 21/21 NELSON, D. L.; COX, M. M. Aminoácidos, peptídeos e proteínas. In: NELSON, D. L.; COX, M. M. (Org.). Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. 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