14 Digestão de proteínas, absorção e metabolismo de aminoácidos

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Millena Fernandes l @medmillena 
 
Digestão de proteínas, absorção e 
metabolismo de aminoácidos 
 Transaminação e desaminação: processos necessários 
para a digestão de proteínas 
 Metabolismo geral: 
 
PROTEÍNAS 
 Proteínas: um dos compostos orgânicos básicos 
 Contribuem para a produção de energia metabólica 
- Durante o período de jejum, quando se utiliza aminoácidos como 
fonte de energia 
- 10 a 15% da produção de energia do nosso organismo 
 Último recurso do organismo utilizado como fonte de ATP 
 A fração de energia metabólica obtida a partir de 
aminoácidos, sejam eles provenientes de proteínas da 
dieta ou de proteínas teciduais, varia muito de acordo com 
o tipo de organismo e com as condições metabólicas 
 Os carnívoros consomem basicamente proteínas e, assim, 
devem obter a maior parte de sua energia a partir dos 
aminoácidos. 
- Pool de aminoácidos: provenientes da dieta e da degradação de 
proteínas do corpo, através de várias origens (proteínas 
endógenas) 
- A partir da gliconeogênese os aminoácidos podem ser convertidos 
em glicose (alanina -> glicose) 
- Importância dos aminoácidos vai além da síntese proteica. É 
essencial para criação enzimática 
Os aminoácidos NÃO possuem uma forma de armazenamento como 
o glicogênio e os triglicerídeos. Entretanto, eles podem ser 
convertidos em carboidrato ou gordura para armazenamento. 
Aminoácidos 
 Carbono alfa, ligado a uma grupo amino, outro carboxila, 
um hidrogênio e o grupo R 
 20 aminoácidos diferentes compõem as nossas proteínas 
 O que diferencia os aminoácidos: cadeia lateral (grupo R) 
Digestão das proteínas 
 As proteínas são degradas até aminoácidos 
- Digestão de carboidratos inicia na boca (não ocorre no estômago, 
devido o pH) 
- Intestino delgado: finaliza a digestão dos carboidratos 
- Digestão de gorduras: ocorre no intestino delgado 
 Início da digestão de proteínas: estômago 
- Fim da digestão: intestino delgado 
 As enzimas que digerem as proteínas são produzidas 
como precursores inativos (ZIMOGÊNIOS – enzima na 
forma inativa), os quais são maiores do que as enzimas 
ativas 
 
- Importância dos zimogênios: para que as enzimas não consumam 
o tecido que a produziu (evitar autofagia – ex: pancreatite) 
OBS: para que uma única proteína seja degradada, há a 
participação de várias enzimas 
Colecistocina (CCK): hormônio responsável pela liberação e ativação 
dos zimogênios no intestino delgado 
Os zimogênios são produzidos no pâncreas 
- Proteases: exopeptidases e endopeptidases 
 APLICAÇÃO CLÍNICA 
Anormalidades digestivas. Em indivíduos com deficiência na secreção 
pancreática (p. ex., devido à pancreatite crônica, à fibrose cística 
ou à remoção cirúrgica do pâncreas), a digestão e a absorção de 
gorduras e proteínas são incompletas. O resultado é o 
aparecimento anormal de lipídeos nas fezes (uma condição 
denominada esteatorreia), assim como de proteínas não digeridas. 
Pepsinogênio 
 Secretado pelas células do estômago 
 É ativado pela ação do ácido clorídrico secretado pelas 
células parietais 
 A própria acidez do ácido clorídrico causará a ativação do 
pepsinogênio (autocatálise) 
- Ele mesmo se ativa na presença do pH muito ácido (ação 
autocatalítica) 
 Forma ativa: pepsina (primeira enzima a entrar em 
contato com as proteínas) 
Millena Fernandes l @medmillena 
 
- Quebra ligações peptídicas, gerando polipeptídeos (diminui o 
tamanho da proteína) 
Não quebra cada uma das ligações polipeptídicas 
- Formação de proteínas: a + a se ligam a partir de uma ligação 
peptídica. 
- Importância da acidez do estômago na digestão de proteínas: 
contribui parcialmente para a desnaturação proteica. Quando 
proteínas da dieta chegarem ao estômago, parte dela será 
desnaturada e facilitará a atividade da pepsina 
Tripsinogênio 
 Presente no intestino 
 Ativado pela ação da enteropeptidase 
 Enzima produzida no intestino delgado e ativa o 
tripsinogênio 
 Forma ativa: TRIPSINA 
- A partir do momento que é ativada, essa enzima é importante 
para a ativação dos outro zimogênios 
 
 
 Tripsina (Arg e Lys), quimiotripsina (Trp, Tys, Phe, Met e 
Leu) e elastase (Ala, Gly e Ser) (ENDOPEPTIDASES): 
quebram as ligações mais internas das proteínas 
OBS: A enteropeptidase, desse modo, desencadeia uma cascata de 
atividades proteolíticas, pois a tripsina é o ativador comum de todos 
os zimogênios pancreáticos 
 Carboxipeptidases (região C terminal) e aminopeptidases 
(região N terminal) (EXOPEPTIDASES): degradam as 
ligações peptídicas mais externas das proteínas (ala, ile, 
leu, val, arg e lys) 
 Enzimas digestivas são várias que degradaram uma única 
proteína. Cada uma atua em uma ligação peptídica 
específica 
- Porção inicial da proteína: região amino terminal (N-terminal) 
- Porção final da proteína: região carboxila terminal (C-terminal) 
 Peptídeos: aminoácidos ligados 
 
 
Processos principais para a degradação proteica 
Proteínas endógenas: há 2 mecanismos que realizam esse 
mecanismo de degradação 
Millena Fernandes l @medmillena 
 
 Em células procarióticas 
- Meia vida curta (tempo que 50% das proteínas são degradadas) 
: prolina, glutamato, treonina e serina 
Tempo de vida da hemoglobina: 120dias; hemoglobina falciforme tem 
uma meia vida de poucos minutos 
 O primeiro é efetuado por proteases de lisossomos, as 
catepsinas, e é utilizado principalmente para a degradação 
de proteínas extracelulares, internalizadas por 
endocitose, e proteínas citosólicas de meia-vida longa 
 O segundo processo ocorre no citosol por meio da 
proteína ubiquitina. Para marcar a proteína destinada à 
degradação, várias moléculas de ubiquitina são ligadas 
sequencialmente à proteína, formando uma cadeia de 
poliubiquitina. A proteína, então ubiquitinada, torna-se apta 
a interagir com um grande complexo proteolítico 
multienzimático, o proteassomo. Ele é formado por 
dezenas de subunidades e, à custa de ATP, é capaz de 
catalisar a hidrólise de ligações peptídicas envolvendo 
praticamente qualquer aminoácido 
A ubiquitina vai 
sinalizar dentro 
da célula que 
determinada 
proteína 
precisa ser 
degradada 
Uma sequência 
de ubiquitina se 
liga à proteína e 
uma vez que ela 
foi ubiquitinada, 
a proteína 
interage com 
proteossomo 
que tem 
proteínas para 
a degradar). 
Assim, ocorre a 
liberação dos 
aminoácidos 
Ubiquitina é 
reciclada -> vai 
se ligar às 
outras 
proteínas que precisam ser degradadas 
 No sangue há aminoácidos (pool/conjunto de aminoácidos) 
-> formado por: 
 
CATABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS 
 O contínuo estado de síntese e degradação de proteínas 
é necessário para manter o metabolismo e a capacidade 
de satisfazer a demanda de aminoácidos nas várias células 
e tecidos do organismo, quando essas são estimuladas a 
sintetizar novas proteínas para uma determinada função 
 TURNOVER PROTEICO: vai e vem de proteínas; estado 
contínuo de síntese e degradação proteica 
- Necessário para manter o metabolismo e capacidade de 
satisfazer as células do organismo 
 Como a maioria dos seres vivos não são capazes de 
armazenar aminoácidos ou proteínas, quando as 
necessidades proteicas estão satisfeitas o excesso de 
aminoácido deve ser oxidado 
OBS: proteínas não são armazenadas; excesso de aminoácidos não 
são armazenados 
- Na estrutura dos aminoácidos há um grupo que pode se tornar 
tóxico : amino 
- A amônio em excesso vira ureia 
NH3 é a única parte do aminoácido que é jogada fora, o restante 
é aproveitado (não é tóxico; pode ser utilizado para a síntese de 
novos aminoácidos, de glicose e intermediários do ciclo de Krebs) 
- HIPERTOFRIA MUSCULAR: aumentar o consumo de proteínas, mas 
fracionado 
Os aminoácidos sofrem degradação oxidativa 
1. Durante a síntese e a degradação normais de proteínas 
celulares (renovação proteica), alguns aminoácidos 
liberados pela hidrólise de proteínas não são necessários 
para a biossíntese de novas proteínas, sofrendo 
degradação oxidativa. 
2. Quando uma dieta é rica em proteínas e os aminoácidos 
ingeridos excedem as necessidadesdo organismo para a 
síntese proteica, o excesso é catabolizado; os aminoácidos 
não podem ser armazenados. 
3. Durante o jejum ou no diabetes melito não controlado, 
quando os carboidratos estão indisponíveis ou são 
utilizados de modo inadequado, as proteínas celulares são 
utilizadas como combustível. 
Millena Fernandes l @medmillena 
 
- Como os aminoácidos são constituídos por cadeias laterais com 
estruturas variadas, sua oxidação processa-se por vias também 
variadas. 
- Inicialmente, há remoção do grupo amino e, a seguir, oxidação da 
cadeia carbônica remanescente. 
ESQUELETO CARBÔNICO: é reutilizado pelo organismo (metabolismo 
de carboidratos e lipídeos) 
 Nos mamíferos, o grupo amino é convertido à ureia e as 
20 cadeias carbônicas resultantes são convertidas a 
compostos comuns ao metabolismo de carboidratos e 
lipídeos. 
OBS: SÍNDROME NEFRÓTICA: eliminação excessiva de proteínas na 
urina (proteinúria: proteínas na urina) 
- SÍNDROME NEFRÍTICA: eliminação de proteínas e hemácias na 
urina 
- Síndrome de Kwashiorkor: característica de países de 3º mundo. 
Nutrição normal em calorias, mas deficiente de proteínas; pessoas 
desnutridas mas edemaciadas 
- Marasmo: dieta pobre em calorias 
 
 90% dos compostos nitrogenados eliminados no corpo são 
na forma de ureia 
NH4: amônio 
NH3: amônia: é eliminada na forma de ureia 
Aminoácidos 
 Quatro aminoácidos desempenham papéis centrais no 
metabolismo do nitrogênio: glutamato, glutamina, alanina e 
aspartato 
- Ajudam no transporte de nitrogênio pelo organismo 
 Esses aminoácidos, em especial, são aqueles mais 
facilmente convertidos em piruvato ou em intermediários 
do ciclo do ácido cítrico 
- Glutamato e glutamina são convertidos em α-cetoglutarato 
- Glutamato e glutamina são especialmente importantes, atuando 
como uma espécie de ponto de encontro para os grupos amino 
- Alanina é convertida em piruvato 
- Aspartato é convertido em oxaloacetato 
 A remoção do grupo amino é um passo obrigatório no 
catabolismo de todos os aminoácidos 
 Uma vez removido, esse nitrogênio pode ser incorporado 
em outros compostos ou excretado como ureia, enquanto 
o esqueleto carbonado é metabolizado 
 Os processos de transaminação e a desaminação oxidativa 
são reações que fornecem a amônia e o aspartato, as 
duas fontes de nitrogênio para a ureia 
 No citosol das células do fígado (hepatócitos), os grupos 
amino da maior parte dos aminoácidos são transferidos 
para o α-cetoglutarato, formando glutamato, que entra 
na mitocôndria e perde seu grupo amino para formar 
NH4+ 
 O excesso de amônia produzido na maior parte dos demais 
tecidos é convertido no nitrogênio amídico da glutamina, 
que circula até chegar ao fígado, entrando na mitocôndria 
hepática. Glutamina, glutamato ou ambos estão presentes 
na maior parte dos tecidos em concentrações mais 
elevadas que os demais aminoácidos 
 O grupo amino da maioria dos aminoácidos é coletado 
inicialmente como glutamato. Catabolismo dos aminoácidos 
 Este tipo de reação é catalisado por aminotransferases 
(ou transaminases), enzimas presentes no citosol e na 
mitocôndria e que têm como coenzima piridoxal-fosfato; 
esta coenzima participa de diversas outras reações do 
metabolismo de aminoácidos e é derivada da vitamina B6 
(piridoxina) 
 
Millena Fernandes l @medmillena 
 
- NH3 é levado para o fígado pela ação do alfa cetoglutarato 
ALFA cetoglutarato: recebe NH3 e perde a dupla O, sendo chamado 
de alfa-cetoácido (ex: piruvato) 
Glutamato cai no sangue a vai para o fígado 
TRANSMINAÇÃO: transferência do grupo amina de um composto 
para outro 
ALFA-CETOÁCIDO poderá ser utilizado para a síntese de outros 
compostos 
- As aminotransferases 
dos tecidos de 
mamíferos aceitam 
diferentes aminoácidos 
como substratos 
doadores de grupo 
amino - o nome da 
aminotransferase 
deriva do aminoácido 
pelo qual a enzima tem 
maior afinidade; 
- Dois exemplos 
importantes são 
alaninaaminotransferase (ALT - TGP) e aspartatoaminotransferase 
(AST - TGO) 
 
Importância do piridoxal-fosfato 
 
- Coenzima das aminotransferases derivada da vitamina B6 – 
piridoxina 
Várias enzimas, chamadas aminotransferases, são capazes de 
remover o grupo amino da maioria dos aminoácidos, e produzir o 
alfa-cetoácido correspondente. Essas enzimas utilizam o piridoxal 
fosfato, um cofator derivado da vitamina B6, em seu mecanismo 
catalítico. 
- Passa o NH3 de um lado para o outro 
Glutamato formado 
- Segue dois caminhos importantes: uma nova transaminação ou 
uma desaminação 
 Aspartato aminotransferase 
 
Amônia livre na mitocôndria vai para o ciclo da ureia 
 Glutamato desidrogenase 
 
- Alfa cetoglutarato: receptor de NH3 
 
Glutamina 
 
- Glutamato no fígado pode ser desaminado, virando um alfa 
cetoglutarato 
- CICLO: composto que inicia a via metabólica é regenerado no final 
dessa via; composto que inicia é o composto que termina 
A biossíntese dos aminoácidos envolve a síntese dos esqueletos de 
carbono para os alfa-cetoácidos correspondentes, e a adição do 
grupo amino via transaminação. 
 A transferência do grupo amino para um cetoácido 
aceptor adequado ocorre através da transaminação. 
Millena Fernandes l @medmillena 
 
 A desaminação oxidativa resulta na formação de 
cetoácidos e amônia a partir da remoção oxidativa do 
grupamento amino. 
 A remoção de uma molécula de água por uma enzima 
desidratase produz um intermediário instável que se 
hidrolisa espontaneamente para produzir um alfa-
cetoácido 
C ICLO DA UREIA 
 Ocorre na mitocôndria dos hepatócitos 
 Ciclo de Krebs/Henseleit 
 O metabolismo dos aminoácidos é complexo 
Além de dar destino aos átomos de carbono dos aminoácidos, o 
organismo precisa dar destino ao nitrogênio. Durante o seu 
metabolismo, os aminoácidos vão de um tecido para o outro pelo 
sangue. Finalmente, a maior parte do nitrogênio é convertida em 
ureia no fígado, e os carbonos são oxidados a CO2 e H2O por vários 
tecidos. 
 Etapa limitante: síntese de carbomoil fosfato 
 A arginina é um ativador alostérico da enzima n-
acetilglutamato sintase, que produz, por sua vez, o 
ativador alostérico da enzima carbamoil fosfato sintetase 
I, responsável por ativar o ciclo. Dessa forma, a arginina 
pode agir estimulando a atividade do ciclo da ureia. 
 Um átomo de nitrogênio da molécula de ureia é fornecido 
pela AMÔNIA LIVRE e o outro nitrogênio é fornecido pelo 
ASPARTATO 
- O GLUTAMATO é o precursor imediato de ambos os nitrogênios, 
o da amônia por DESAMINAÇÃO, catalisado pela enzima GDH, e o 
do aspartato por TRANSAMINAÇÃO a partir do OXALOACETATO, 
catalisada pela enzima ASPARTATO AMINOTRANSFERASE 
 
 TRANSAMINAÇÃO: transferência do grupo amônia para 
outra molécula 
Transporte da amônia para o fígado; transferência do grupo amino 
de um lugar para outro; é feita por AMINOTRANSFERASES 
 DESAMINAÇÃO: glutamato perde o NH3, que fica na 
forma livre 
 
 Se for a alanina como AA, a enzima é a ALT 
- Alfa cetoglutarato: aceptor do NH3 
- Aminoácido troca a dupla O pelo NH3 do AA 
 Glutamato pode sofrer transaminação novamente ou 
desaminação 
- Glutamato desidrogenase: retira a amônia do glutamato 
- Transfere o NH3 para o OAA, que também tem uma dupla O 
 AST: participa da transaminação do glutamato 
- AST e ALT: marcadores. Quando estão aumentados representa 
uma lesão hepática 
 Pessoa saudável: possuímos a enzima circulante no 
sangue, mas em baixas concentrações 
A lesão aumenta a concentração das enzimas, uma vez que a lesão 
celular rompe e joga o conteúdo intracelular no sangue 
 Hipouremia: deficiência no ciclo da ureia 
- Porção exócrina do pâncreas secreta os zimogênios (Enzimas 
inativas) 
- Se eles se ativarem no pâncreas, ocorrerá a degradação das 
enzimas pancreáticas e consequentemente uma PANCREATITE 
 Adulto normal 
- Quantidade de nitrogênio excretado é a mesma que o consumido 
 Produto de excreção do nitrogênio: UREIA (eliminado na 
urina) 
- No fígado ocorre o ciclo da ureia 
A ureia é formada no ciclo da ureia a partirde NH4+, HCO3− e do 
nitrogênio do aspartato. Inicialmente, NH4+, bicarbonato e ATP 
reagem para produzir carbamoil-fosfato (GASTA 2ATP), o qual 
reage com a ornitina para formar citrulina (CARREGA A AMÔNIA 
LIVRE). O aspartato (veio da transaminação do glutamato), então, 
reage com a citrulina para formar argininossuccinato (2 nitrogênio), 
o qual libera fumarato, formando arginina. Finalmente, a arginase 
cliva a arginina para liberar ureia e regenerar a ornitina. 
É regulado de acordo com a quantidade de aminoácidos degradados. 
Quanto maior a quantidade de AA, maior a síntese das enzimas e 
o ciclo de ureia 
Millena Fernandes l @medmillena 
 
Em condições normais, a atividade do ciclo da ureia é aumentada 
pela ingestão proteica em excesso e durante o jejum 
(gliconeogênese) 
 Começa na mitocôndria e acaba no citosol 
 Amônia livre: produto da desaminação 
 
 Enzima carbomail fosfato sintetase 1 -> enzima regulatória 
do ciclo da ureia 
 A reação do CO2 (do bicarbonato) com a amônia livre gasta 
2ATP 
 Produto: carbamoil fosfato -> possui nitrogênio. Vai ser 
condensado com a ornitina, formando a citrulina (amarelo) 
- Essa citrulina sai da mitocôndria e vai para o citoplasma 
 O primeiro nitrogênio utilizado veio da desaminação do 
glutamato, o qual ocorre na mitocôndria do hepatócito 
- Dentro do citoplasma, a citrulina reage com o aspartato (que veio 
do processo de transaminação do glutamato) gastando 1ATP. Assim, 
forma-se o a argininasuccinato (2N- um da desaminação e outro da 
transaminação) 
- Argininosuccinato é quebrado e forma dois produtos: fumarato e 
a arginina 
- Fumarato não é muito importante; pode ir para o ciclo de Krebs 
- Arginina tem os dois nitrogênios e é clivada. Tem como produto a 
uréia e a ornitina 
 UREIA: 2N, C=O 
- Cai no corrente sanguínea, é filtrada no rim e é excretada no xixi 
 A ornitina retorna para a mitocôndria e as reações 
ocorrem novamente 
 Quantos ATPs foram gastos- 3ATPs (2ATPs gastos na 
síntese de carbamoil fosfato, 1 na síntese de 
arginossucinato) 
- A partir do fumarato há redução do custo energético do ciclo da 
uréia 
 Aspartato: entra no ciclo da ureia por estar 
transportando mais grupo amino 
 
Durante a oxidação do malato a OAA, a coenzima NAD é reduzida 
a NADH 
- Esse NADH vai para cadeia transportadora de elétrons 
- Lá na cadeia, há produção de 2,5ATP 
- A partir do fumarato há redução do custo energético da síntese 
de ureia, pois como há regeneração do NADH, há produção de 
2,5ATP 
- Logo, gastamos 0,5ATP para a produção da ureia 
 N-acetil-glutamato é um regulador alostérico positivo para 
a enzima carbomoil-fosfato-sintetase-1: faz com que a 
enzima seja ativada e o ciclo da ureia ocorra; ela não vai 
para nenhum lugar; apenas regular a atividade da enzima 
iniciadora do ciclo 
- Enzima N-acetil-glutamato-sintase age unindo o acetil CoA com o 
glutamato 
- A arginina age ativando essa enzima N acetil glutamato 
- Conforme o ciclo da ureia vai ocorrendo, a concentração dos 
intermediários vai aumentando, inclusive a arginina. Esta, vai ativar 
a n-acetil-sintase, que vai ativar a n-acetil-glutamato e aumentar 
CONCENTRAÇÃO de carbomoil-fosfato-sintetase e 
consequentemente o ciclo da ureia 
 
 Acetil-CoA + glutamato produz N-acetil-glutamato 
- Enzima ponto chave da regulação do ciclo da ureia, permitindo que 
ele ocorra ou não 
- A diminuição da atividade dessa enzima, diminui a atividade do ciclo 
da ureia 
- Importante para ajustar a velocidade da formação da amônia e o 
ciclo de ureia 
 Não é bom aumentar amônia no sangue -> tóxica 
 
 A clivagem do arginino-succinato produz um intermediário 
 Esqueleto carbônico tem 3 vias: ser convertido em 
piruvato ou acetil-CoA ou intermediários do ciclo de Krebs 
Millena Fernandes l @medmillena 
 
 
 Fenilcetonúria 
Uma dieta rica em tirosina é benéfica em pacientes com 
fenilcetonúria, uma vez que, devido à deficiência na enzima 
fenilalanina hidroxilase, o organismo não consegue sintetizar a 
tirosina, aminoácido precursor do acetil-CoA e do fumarato no ciclo 
de Krebs. 
Não ocorre, devido à ausência da fenilalanina hidroxilase 
Há acúmulo de fenilalanina 
 
Hipopigmentação: não há produção de melanina 
Deficiência da enzima tirosinase: ALBINISMO 
Não há produção de melanina