DEGRADAÇÃO AMINOÁCIDOS CICLO URÉIA

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DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS CICLO DA UREIA 
Prof. Marcos José Correia 
UFRPE-DMFA- Área de Bioquímica e Biofísica 
DEGRADAÇÃO ENZIMÁTICA DA PROTEÍNA DA DIETA EM AMINOÁCIDOS 
Nos humanos, como na maioria dos mamíferos, a degradação das proteínas ingeridas em seus 
aminoácidos constituintes ocorre no trato gastrointestinal. A entrada da proteína alimentar no 
estomago estimula a mucosa gástrica a secretar o hormônio gastrina, que, por sua vez, 
estimula a secreção de ácido clorídrico pelas células parietais e pepsinogênio pelas células 
principais das glândulas gástricas. O suco gástrico ácido não só é um antisséptico, matando a 
maioria das bactérias e outras células estranhas, como também um agente de desnaturação, 
desdobrando as proteínas globulares tornando suas ligações peptídicas internas mais 
acessíveis à hidrólise enzimática. O pepsinogênio (PM 40.554), um precursor inativo, ou 
zimogênio, é convertido à pepsina ativa (PM 34.614) pela ação enzimática dela mesma. No 
estômago, a pepsina hidrolisa as proteínas ingeridas nas ligações peptídicas no lado amino-
terminal dos resíduos de aminoácidos aromáticos (Fenilalanina, Triptofano e Tirosina), 
quebrando cadeias longas de peptídeos que são convertidos em uma mistura de pequenos 
peptídeos. 
Quando o conteúdo ácido do estômago passa para o intestino delgado, o pH baixo induz a 
secreção do hormônio secretina no sangue. A secretina estimula o pâncreas a secretar 
bicarbonato dentro do intestino delgado para neutralizar o HCl gástrico, aumentando 
rapidamente o pH para cerca de 7. A chegada de aminoácidos à parte superior do intestino 
(duodeno) provoca a liberação do hormônio colecistoquinina, que estimula a liberação de 
várias enzimas pancreáticas que têm atividade máxima ao pH 7 a 8. O tripsinogênio, 
quimotripsinogênio e procarboxipeptidases A e B, que são os zimogênios da tripsina, 
quimotripsina e carboxipeptidases A e B, são sintetizadas e secretadas pelas células exócrinas 
do pâncreas. O tripsinogênio é convertido à sua forma ativa, a tripsina, pela enteropeptidase, 
uma enzima proteolítica secretada pelas células intestinais. A tripsina livre então catalisa o 
tripsinogênio remanescente à tripsina. A tripsina também ativa o quimotripsinogênio, as 
procarboxipeptidases e proelastases. A síntese dessas enzimas na forma de precursores 
inativos protege as células exócrinas de um ataque proteolítico destrutivo. O pâncreas 
também se protege de uma autodigestão produzindo um inibidor específico chamado inibidor 
pancreático de tripsina, que previne efetivamente a produção prematura de enzimas 
proteolíticas ativas dentro das células pancreáticas. 
A tripsina e a quimotripsina hidrolisa, em seguida, os peptídeos que foram produzidos pela 
pepsina no estômago. Este estágio da digestão proteica é feito de forma eficiente, porque a 
pepsina, a tripsina e a quimotripsina têm diferentes especificidades de aminoácidos. A 
degradação dos peptídeos curtos no intestino delgado é então completada por outras 
peptidases intestinais, que incluem as carboxipeptidases A e B, que removem sucessivos 
resíduos carboxiterminais dos peptídeos, e uma aminopeptidase, que hidrolisa sucessivos 
resíduos aminoterminais dos peptídeos curtos. A mistura de aminoácidos resultante é 
transportada para o interior das células epiteliais da superfície do intestino delgado, através 
das quais os aminoácidos entram na corrente sanguínea (capilares) do villus vai para o fígado. 
 
Especificidade de algumas enzimas na quebra de cadeias polipeptídicas 
Enzima (fonte biológica) Ponto de clivagem (extremidade de 
referência) 
Tripsina (pâncreas bovino) 
Protease submaxilar (glândula submaxilar de 
camundongo) 
Quimotripsina (pâncreas bovino) 
Protease V8 de Staphylococcus aureus 
(bactéria S. aureus) 
Protease-N-Ap (bactéria Pseudomonas fragi) 
Pepsina (estômago suíno) 
Endoproteinase-Lys-C (bactéria Lysobacter 
enzymogenes) 
Lisina, Arginina (C) 
Arginina (C) 
 
Fenilalanina, Triptofano, Tirosina (C) 
Aspartato, Glutamanto (C) 
 
Aspartato, Glutamato (N) 
Fenilalanina, Triptofano, Tirosina (N) 
Lisina (C) 
 
 
 
 
 
 
DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS E CICLO DA UREIA 
Embora os carboidratos e lipídeos sejam, por excelência, considerados a principal fonte de 
energia, os aminoácidos são importantes fontes de energia metabólica. Animais carnívoros 
conseguem, imediatamente após uma refeição, atender a mais de 90 % de suas necessidades 
energéticas a partir da oxidação de aminoácidos, enquanto os herbívoros atendem a uma 
pequena fração de sua necessidade energética por essa via. A maioria dos microrganismos 
podem retirar aminoácidos de seu meio ambiente e usá-los como fonte de energia quando em 
certas condições metabólicas. Os vegetais, no entanto, raramente ou nunca oxidam 
(a) Glãndulas gástricas
na superfície do estômago
Células parietais
(secretam HCl)
Células principais
(sec. pepsinogênio)
Mucosa gástrica
(sec. gastrina)
(b) Células exócrinas
do pâncreas
RE Rugoso
Grãnulos de zimogênio
Duto coletor
(c) Villi do intestino delgado
Villum
Mucosa intestinal
(absorve os aminoácidos)
aminoácidos para obter energia; os carboidratos produzidos a partir de CO2 e H2O na 
fotossíntese é geralmente a sua única fonte de energia. 
Proteínas
Intracelulares
AminoácidosProteínas da
dieta
NH
4
+
Biossíntese
de aminoácidos,
nucleotídeos e 
aminas biológicas
Carbamoil
fosfato
Esqueleto de 
carbono
-Cetoácidos
Oxalacetato
Ciclo da
uréia
Desvio do
Aspartato-argi-
nino-succinato
do ciclo do
ácido cítrico
Ciclo do
ácido
cítrico
Uréia (produto
de excreção 
de
nitrogênio)
Glicose
(sintetizada na 
glicogneogênese)
CO
2
 + H
2
O
+ ATP
 
 
 
DESTINO DOS GRUPOS AMINOS NO METABOLISMO 
O nitrogênio (N2) é abundante na atmosfera (79 %), mas é muito inerte para uso na maioria 
dos processos bioquímicos. Como só uns poucos microrganismo conseguem converter N2 a 
formas biologicamente utilizáveis, como a NH3, os grupos amino são cuidadosamente 
compartilhados nos sistemas biológicos. A figura abaixo dá uma visão geral das vias catabólicas 
da amônia e de grupos amino nos vertebrados. 
Aminoácidos de
proteínas ingeridas
Proteína 
celular
COO
-
C HNH3
+
R
COO
-
C
R
O
COO
-
C
CH2
CH2
CH2
COO
-
O
COO
-
C
CH2
CH2
CH2
COO
-
HNH3
+
COO
-
C HNH3
+
CH3
COO
-
C
CH3
O
COO
-
C
CH2
CH2
CH2
C
HNH3
+
O NH2
-Ceto glutarato Glutamato
NH
4
+
NH
4
4, uréia, ou ácido úrico
Glutamina
Piruvato
-Cetoácidos
Alanina
dos 
músculos
Glutamina
dos 
músculos e
de outros
tecidos
-Cetoglutarato
Fígado
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Distúrbios genéticos em humanos que afetam o catabolismo de aminoácidos 
Condição clínica Incidênica 
aproximada (a cada 
100.000 
nascimentos) 
Processo afetado Enzima afetada Sintomas e efeitos 
Albinismo 
 
 
Alcaptonúria 
 
 
 
Argininemia 
Argininossuccinico 
acidemina 
Deficiência de 
carbamoil fosfato 
sintetase I 
Homocistinúria 
 
 
Doença da urina 
“xarope de bordo” 
(cetoacidúria de 
cadeia ramificada) 
Acidemia 
metilmalônica 
 
Fenilcetonúria 
<3 
 
 
<0,4 
 
 
 
<0,5 
<1,5 
 
<0,5 
 
 
<0,5 
 
 
<0,4 
 
 
 
<0,5 
 
 
<8 
Síntese da melanina a 
partir da tirosina 
 
Degradação da 
tirosina 
 
 
Síntese da ureia 
Síntese da ureia 
 
Síntese da ureia 
 
 
Degradação da 
metionina 
 
Degradação da valina, 
leucina e isoleucina 
 
 
Conversão de 
propionil-CoA a 
succinil-CoA 
Conversão da 
fenilalanina à 
tirosina 
Tirosina 3-
monoxigenase 
(tirosinase) 
Homogentisato 1,2-
dioxigenase 
 
 
Arginase 
Arginiossuccinase 
 
Carbamoil fosfato 
sintetase I 
 
Cistationina β-sintase 
 
 
Complexo 
desidrogenase de α-
cetoácidos de cadeia 
ramificada 
Metilmalonil-CoA 
mutase 
 
Fenilalanina 
hidroxilase 
Ausência de pigmento: 
cabelo branco, pele 
rósea 
Pigmento escuro na 
urina: 
desenvolvimento 
lento, artrite 
Retardo mental 
Vômitos; convulsões; 
retardo mental; 
morte precoce 
Letargia; convulsões; 
morte precoce 
Falha no desenvolvi-
mento ósseo, 
retardomental 
Vômitos; convulsões; 
retardo mental; 
morte precoce 
 
Vômitos; convulsões; 
morte precoce 
 
Vômiot neonatal; 
retardo mental 
Fonte: Cox et al., 2008. Princípios de bioquímica. 
Acetoacetil
I
Succinato
Malato
Citrato
Isocitrato
Corpos
cetônicos
Ciclo do
ácido
cítrico
Glicogênico
Cetônico
Leucina
Lisina
Fenilalanina
Triptofano
Tirosina
Acetil-CoA
Isoleucina
Leucina
Treonina
Triptofano
Alanina
Cisteína
Glicina
Serina
Treonina
Triptofano
Aspartato
Arginina
Fenilalanina
Tirosina
Isoleucina
Metionina
Treonina
Valina
Fumarato
Succinil-CoA
-Cetoglutarato
Arginina
Glutamina
Histidina
Prolina
Oxalacetato
Piruvato
Glutamato
Aminoácidos não essenciais e essenciais para humanos e rato albino 
Não essencial Condicionalmente essencial* Essencial 
Alanina 
Asparagina 
Aspartato 
Glutamato 
Serina 
Arginina 
Cisteína 
Glutamina 
Glicina 
Prolina 
Tirosina 
Histidina 
Isoleucina 
Leucina 
Lisina 
Metionina 
Treonina 
Triptofano 
Valina 
*Necessário em algum grau quando jovem, animais em crescimento ou em algumas doenças.
 
Glutamina
dos tecidos
extraepáticos
Aminoácidos
-Cetoglutarato
Alanina (do músculo)
-Cetoácidos
Glutamato
Glutamato Oxalacetato
Aspartato
Glutamato
desidrogenase
carbamoil
fosfato
sintetase
Carbamoil
fosfato
Ornitina Citrulina
Citrulina
Intermediário
Citrulil-AMP
Aspartato
Argininossuccinato
Arginina
Fumarato
Ureia
Ornitina
Citossol
Matriz 
mitocondrial
Glutamina
Aspartato
aminotransferase
-Ceto-
glutarato
Ciclo
da Ureia