METABOLISMO DOS AMINOACIDOS FINAL

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Ciclo da Uréia
Remoção e Transporte 
da Amônia
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
PROTEÍNAS
ALIMENTARES
AMINOÁCIDOS
-CETOÁCIDO AMÔNIA
EXCREÇÃO
URÉIA
BIOSSÍNTESE DE 
AA, 
NUCLEOTÍDEOS, 
NT, HORMÔNIOS, 
HEMOGLOBINA
C KREBS
CO2 E H2O
GLICONEOGÊNESE
O organismo não armazena
proteínas
Os aa da digestão das
proteínas são utilizados para a
síntese de novos tec. reposição
dos antigos, produção de
hormônios ou são oxidados
para produção de energia
O N não pode ser armazenado
e os aa em excesso são
degradados.
Cerca de 95% do Nitrogênio
dos aa são eliminados na forma
de uréia através dos rins e os
outros 5% nas fezes.
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
BALANÇO DO NITROGÊNIO
Nitrogênio balanceado: excreção/dia da mesma
quantidade de N que consome na alimentação (adulto
normal peso constante)
Balanço de N positivo: > ingestão do que excreção de N
(crianças)
Balanço de N negativo: < ingestão do que excreção de
N (inanição, desnutrição, febre prolongada, dieta,
cirurgias graves e traumas)
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
INGESTÃO DIETÉTICA RECOMENDADA DE
PROTEÍNAS
O catabolismo de aa leva a uma perda líquida de
nitrogênio corporal aproximado de 30 a 55g de
proteína a cada dia.
A ingesta diária recomendada de proteína é de 56g/dia
para um homem de 70kg.
Dietas pobres em proteínas promovem deficiência de
aa essenciais necessários à síntese de proteínas
corporais, com consequente degradação de proteínas
teciduais (kwashiorkor).
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
Dietas ricas em proteínas: os aa não são
armazenados e os aa excedentes são
metabolizados, com seus esqueletos carbônicos
sendo oxidados ou convertidos em glicose ou
gordura e seus grupos amino convertidos em
amônia.
O primeiro passo no catabolismo de todos os aa
envolve a remoção do grupo alfa-amino.
Reação de 
desidrase
-PRIMEIRA FASE: remoção dos grupos alfa amino por transaminação
e desaminação oxidativa, formando amônia e os alfa-cetoácidos
correspondentes
-uma porção da amônia livre é excretada na urina, mas a maior parte
é usada para sintetizar uréia (via mais importante de eliminação do
nitrogênio do organismo)
- uma vez removido o nitrogênio pode ser incorporado a outros
compostos ou excretado
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
Aminoácido -cetoácido
Aspartato Oxalacetato
Alanina Piruvato
Glutamato -cetoglutarato
Transaminação e Desaminação
-cetoácido
aminoácido -cetoácido
aminoácido
Aminotransferase
Cofator PLP
TRANSAMINAÇÃO: transferência reversível do grupo amino de um
aminoácido para um alfa cetoácido (α-cetoglutarato) sem liberação de
NH3; coleta os grupos amino de diferentes aminoácidos na forma de
apenas um, o L-glutamato
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
GLUTAMATO
-CETOGLUTARATO
Alanina aminotransferase
Transaminase glutâmico pirúvica
H
H
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
O L- glutamato é um intermediário que funciona
como um reservatório temporário de grupamentos
amino de vários aminoácidos.
Ele é formado pela ação das transaminases, que
removem o grupamento amino do aminoácido e o
doam para o α –cetoglutarato.
O α –cetoglutarato, aceita o grupo amina
dos outros aminoácidos, formando
glutamato.
- o glutamato formado pode ser desaminado, cuja
transferência é catalisada pelas aminotransferases
OBS.: Aminotransferases mais importantes são
alanina aminotransferase e aspartato
aminotransferase
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
Aspartato aminotransferase (AST) ou transaminase
glutâmico-oxaloacética (TGO) transfere grupos amino do
glutamato ao oxaloacetato, formando aspartato, usado como
fonte de nitrogênio no ciclo da uréia.
+ +
Piridoxal 
fosfato
Aspartato
Aminotransf.
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
VALOR DIAGNÓSTICO DAS AMINOTRASFERASES
Doença hepática: A (AST ou TGO) aspartato
aminotransferase e (ALT ou TGP) alanina aminotrasferase
plasmáticas estão elevadas em quase todas as doenças
hepáticas. Estão particularmente elevadas em hepatite viral e
colapso circulatório prolongado.
As aminotrasferases também podem estar elevadas em
infarto do miocárdio e distúrbios musculares.
Transaminação
- Reversível
- Transferência de grupamento amino de um 
aminoácido para um -cetoácido
-Substratos: aa + -cetoácido
-Produtos: aa + -cetoácido
- Coenzima: Piridoxal Fosfato 
- Aceptor de grupo amino geralmente é o -
cetoglutarato
• Características:
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
DESAMINAÇÃO OXIDATIVA: Reações de remoção do
grupamento amino dos aminoácidos e sua liberação como
amônia livre.
Ocorre principalmente no fígado e rim.
Remoção do grupamento amino do glutamato através da
ação da glutamato desidrogenase, que usa NAD+ ou NADP+
como coenzima, regenerando -cetoglutarato e liberando
amônia (NH3)
L glutamato α-cetoglutarato
Amônia NH4+
Glutamato desidrogenase
Glutamato desidrogenase usa NAD ou NADP como coenzima 
Glutamato Desidrogenase
Regulação da atividade
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
Todos os tecidos - Mitocondrial Reversível
Específica para glutamato
Coenzima NAD+/NADP+
Alta atividade
Enzima Alostérica - regulada pelo nível 
energético da célula (ATP e GTP inibidores 
alostéricos e ADP e GDP ativadores)
Desaminação Oxidativa
Glutamato desidrogenase
GDH
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
Síntese da URÉIA
Degradação dos 20 aminoácidos
NH4
+ e aspartato
grupo amino é convertido finalmente
URÉIA
H2N- C- NH2
O
precursores
Bicarbonato
Fluxo do nitrogênio 
dos aminoácidos para 
a uréia
Uréia
NH3 Aspartato
Aminoácidos
Glutamato
GDH
Aspartato 
aminotransferase
Os grupos amino 
para a síntese da 
uréia são coletados 
na forma de amônia 
e aspartato
Proteína
Uréia
AMÔNIA ASPARTATO
SÍNTESE DA URÉIA
Mitocôndria
Citosol
arginase
Ciclo da uréia
Argininossuccinato
liase
METABOLISMO DA AMÔNIA
A concentração de amônia no sangue deve ser
mantida baixa, pois concentrações levemente
elevadas são tóxicas ao sistema nervoso central
(hiperamonemia).
Deve haver, um mecanismo metabólico pelo qual o
nitrogênio é removido dos tecidos periféricos ao
fígado para a eliminação final como uréia.
Fontes de NH3
Glutamato
Glutamina
Purinas e 
Pirimidinas
Compostos 
Nitrogenados
transaminação
desaminação
GDH 
Aminoácidos
URÉIA
Urease
bacteriana
intestinal
Ciclo da Uréia
URINA
NH3glutaminase
NH4
+
Glutamina
ATP
NH4
+
ADP
Toxicidade da amônia
-cetoglutarato Glutamato
NADPH
NADP++
Livrar a célula do excesso de amônia:
a) Transaminação e desaminação
b) Conversão do glutamato em glutamina- glutamina sintetase
Coma Hepático
METABOLISMO DA AMÔNIA
Glutamato
transaminação
Aminoácidos
NH3+
Glutamina 
sintetase
ADP+Pi
ATP
GLUTAMINA
(músculo, fígado e SNC)
san
gu
e
No rim – há formação de amônia por ação da glutaminase
Glutamina
Glutamato + NH4
+
URÉIA Ciclo da Uréia
METABOLISMO DA AMÔNIA
Transporte de amônia na circulação
Glutamina 
Sintetase
•Aminoácido neutro
•Não-tóxico
•[plasmática]
•Principal forma de
transporte de amônia dos
tecidos para o fígado
Glutamina
METABOLISMO DA AMÔNIA
METABOLISMO DA AMÔNIA
HIPERAMONEMIA
Concentrações elevadas de amônia no sangue produzem sintomas
como tremores, fala arrastada e visão embaçada.
HIPERAMONEMIA ADQUIRIDA
Em cirrose hepática induzida pelo alcoolismo, hepatite ou obstrução
biliar podem formar circulação colateral em torno do fígado.
O sangue porta é desviado diretamente à circulação sistêmica sem
acesso ao fígado, reduzindo a retirada de amônia da circulação.
Principais formas de transporte para 
amônia
• Glutamina
Do metabolismo tecidual dos 
aminoácidos para o fígado
• Alanina
Do metabolismo do músculo 
em exercício para o fígado H-C-
COOH
NH2
CH3
H-C-
COOH
NH2
(CH2)2 - C - O
NH2
Glutamina
H-C-
COOH
NH2
(CH2)2 - C - O
NH2
Glutamina 
Sintetase
•Aminoácido neutro
•Não-tóxico
•[plasmática]
•Principal forma de
transporte de amônia dos
tecidos para o fígado
Glutamina
Transporte do NH3 dos tecidos extra-
hepáticospara o fígado
Glutamato
transaminação
Aminoácidos
NH3+
Glutamina 
sintetase
ADP+Pi
ATP
GLUTAMINA
Tecidos extra-hepáticos
san
gu
e
Na mitocôndria do hepatócito - por ação da glutaminase
Glutamina
Glutamato + NH4
+
URÉIA Ciclo da Uréia
Blood Tubule Cell Tubule Lumen
GlutaminaGlutamina
•Síntese de proteínas
•Amoniagênese para excreção de próton 
– regulação do pH da urina
Outras Funções da Glutamina
Outras Funções da Glutamina
• Doador de nitrogênio para síntese de 
– Purinas,Pirimidinas
– NAD+
– Aminoaçucares - glicosaminoglicanos
– Asparagina....
• Doador de glutamato para síntese de 
– Glutationa
– GABA
– Ornitina, Arginina, Prolina....
Outras funções metabólicas da glutamina
Tamponar urina 
GLUTAMINA
Remover amônia 
e transportar o 
glutamato
Células do 
sistema imune
Fonte de nitrogênio 
para vias 
biossintéticas 
ENERGIA
rim, intestino e 
sistema imune
Síntese 
protéica
Acidose 
metabólica
SEPSE
Alanina
H-C-
COOH
NH2
CH3
NH4
+
Transporte do NH3
transaminação
Aminoácidos
NH3+
Glutamina 
sintetase
ADP+Pi
ATP
GLUTAMINA
-cetoglutarato
Piruvato
TGP
Glutamato
Glicólise
muscular
Alanina
sa
ng
ue
Alanina
Piruvato
-cetoglutarato
Glutamato
GLICOSE URÉIA
do músculo em exercício intenso 
para o fígado
GLICOSE
Ciclo da
Glicose-Alanina
Forma de transportar 
amônia de tecidos extra-
hepáticos (músculo) para 
o fígado
Glicose
no sangue Alanina 
no sangue
Glicose Piruvato
Alanina
Glicose
Alanina
Piruvato
Glutamato
Glutamato
NH3
URÉIA
-cetoglutarato
-cetoglutarato
Ciclo da Uréia
Ciclo da Uréia
• Fontes de amônia 
• Compostos nitrogenados na urina
• Estrutura da uréia
• Origem dos nitrogênios da uréia
• Reações do ciclo da uréia
• Relação entre o ciclo da uréia e o ciclo de Krebs
• Estequiometria do ciclo da Uréia
• Regulação do ciclo da uréia
• Produção de uréia durante o jejum
• Deficiências das enzimas do ciclo da uréia
• Função do ciclo - Toxicidade da amônia
Uréia
GLUTAMATOMetabolismo
Dieta
Proteína Corporal
Urina
GLUTAMINA
NH3
Urina
Metabolismo da Amônia
Compostos Nitrogenados na Urina
Compostos Nitrogenados na Urina
Composto Quantidade excretada
(g/dia)
Uréia 12-40
NH4
+ 0,4-1
Creatinina 1-1,8
Ácido Úrico 0,5-1
Uréia
AMÔNIA ASPARTATO
NH4
+
Fontes de nitrogênio para síntese de uréia
1. Reação da GDH - Glutamato desidrogenase
GDH
NAD+ NADH
-cetoglutarato+ H2O
Fontes de nitrogênio para síntese de uréia
2 Purinas e Pirimidinas
3 Outros compostos 
contendo nitrogênio
4 Reação da glutaminase
NH4
+
Fontes de nitrogênio para síntese de uréia
5. Aspartato aminoacid
-ketoacid
Fluxo do nitrogênio 
dos aminoácidos para 
a uréia
Uréia
NH3 Aspartato
Aminoácidos
Glutamato
GDH
Aspartato 
aminotransferase
Os grupos amino 
para a síntese da 
uréia são coletados 
na forma de amônia 
e aspartato
Proteína
Fluxo do nitrogênio dos aminoácidos para a uréia
Alanina Fenilalanina Leucina Triptofano 
Arginina Glicina Metionina Valina
Asparagina Glutamina Prolina
Aspartato Histidina Serina 
Cisteína Isoleucina Tirosina
Transaminação
GLUTAMATO
Lisina*
Prolina
Histidina
Glicina
Metionina
Serina
Treonina*
NH4
+ Aspartato
GDH Transaminação
URÉIA
* Não transaminam
Síntese da URÉIA
Degradação dos 20 aminoácidos
NH4
+ e aspartato
grupo amino é convertido finalmente
URÉIA
H2N- C- NH2
O
precursores
Bicarbonato
O ciclo da uréia inicia pela síntese de 
carbamoilfosfato
Carbamoil fosfato 
sintetase I
Carbamoilfosfato sintetase I
• Reação limitante da velocidade do ciclo
• 1a enzima da via - alostérica
• Enzima mitocondrial
• Essencial para a síntese de uréia
• Usa amônia como doador da nitrogênio
• Ativada por N-acetilglutamato
Síntese de N-acetilglutamato
N-acetilglutamato 
sintase
Arginina
+
Mitocôndria
Citosol
arginase
Ciclo da uréia
Argininossuccinato
liase
U
nd
e
rs
ta
nd
 b
io
ch
e
m
is
tr
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L
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 2
0
0
0
Ciclo da Uréia
Gl
“Bicicleta de Krebs”
NAD+
NADH
3 ATP
Destinos do Fumarato do Ciclo da Uréia
2/3
fumarate
1/3
Esquema geral da síntese da uréia 
Balanço energético do processo
CICLO DE 
KREBS
CICLO 
DA 
URÉIA
Glicose
Regulação do Ciclo da Uréia
•Disponibilidade de substrato
–a curto prazo:
Regulação alostérica da Carbamoil 
fosfato sintetase I (CPS I)
–a longo prazo 
Indução das enzimas do Ciclo
dieta altamente protéica
jejum prolongado
Regulação do Ciclo da Uréia
• Reação da Carbamoil fosfato sintetase I
Ativador
Produção de Uréia e Jejum
Deficiência das enzimas do Ciclo da Uréia
Toxicidade da Amônia
• Encefalopatia Hepática
• Lesões severas no fígado ou deficiências 
genéticas
•  atividade do Ciclo da Uréia
• Hiperamonemia
PODE
-cetoglutarato Glutamato
+ NH3
NAD(P)H
NAD(P)+
Glutamina
GABA
ATP
NH3
ADP
Tratamento para pacientes com deficiências nas enzimas do 
Ciclo da Uréia
• Limitar a ingestão protéica 
• Limitar a formação potencial de 
amônia
• Remover o excesso de amônia
–fonte bacteriana que produz amônia pode ser diminuída
pela acidificação do cólon→ (levulose-dissacarídeo 
sintético pouco absorvido) →bactérias o metabolizam 
produzem ácidos →protonação do NH3 →conversão a íon 
amônio →não pode ser absorvido → excreção de NH4
+ nas 
fezes
uso de antibióticos
•Remover o excesso de amônia
Tratamento para pacientes com deficiências nas enzimas do Ciclo da 
Uréia
Remover o excesso 
de amônia
Compostos que se ligam 
covalentemente a aminoácidos 
formando moléculas 
prontamente excretadas pelos 
rins
Inter-relações entre os Ciclos de 
Krebs e da Uréia
Trabalho com peso 1 na nota da área 
de Metabolismo dos Aminoácidos
http://bioquimica.fffcmpa.tche.br/pg2/pgs/nutricao/metabaa/trabalhocicloureia2004nutr.htm
Questões para estudo 3
Questões para estudo 2
http://bioquimica.fffcmpa.tche.br/pg2/pgs/nutricao/metabaa/Quest3web.htm
http://bioquimica.fffcmpa.tche.br/pg2/pgs/nutricao/metabaa/Quest2web.htm
Metabolismo das cadeias 
carbonadas dos 
aminoácidos
PRÓXIMA AULA