Apostila - Biooquímica metabólica

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Universidade Paulista – UNIP 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bioquímica Metabólica 
 
 
 
 
 
 
 
São José dos Campos
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Aminoácido: 
Em química, um aminoácido é qualquer molécula que contém simultaneamente grupos 
funcionais amina e ácido carboxílico. Em bioquímica, este termo é usado como termo curto 
e geral para referir os aminoácidos alfa: aqueles em que as funções amino e carboxilato 
estão ligadas ao mesmo carbono. Exemplo de um aminoácido abaixo: 
 
Classificação 
Os aminoácidos podem ser classificados nutricionalmente, quanto ao radical e quanto ao 
seu destino. 
Classificação nutricional 
Aminoácidos não-essenciais 
Aminoácidos não-essenciais são aqueles os quais o corpo humano pode sintetizar. São 
eles:alanina, asparagina,cisteína, glicina, glutamina, hidroxilisina, hidroxiprolina, prolina, 
tiroxina, ácido aspártico, ácido glutâmico. 
Aminoácidos essenciais 
Um aminoácido essencial é aquele que o organismo considerado (normalmente, o 
humano) não é capaz de sintetizar mas é requerido para o seu funcionamento. 
O organismo humano é incapaz de sintetizar cerca de metade dos vinte aminoácidos 
comuns. Tem então de os obter através da dieta, pela ingestão de alimentos ricos em 
proteínas. 
Os aminoácidos não essenciais são também necessários para o funcionamento do 
organismo, mas podem ser sintetizados in vivo a partir de determinados metabolitos. 
Existem aminoácidos que são essenciais apenas em determinadas situações patológicas ou 
em organismos jovens e em desenvolvimento. A estes convencionou-se a designação 
"condicionalmente essenciais". Estes aminoácidos são normalmente fonte de divisão entre 
os cientistas, havendo os que consideram estes como essenciais e os que não os consideram 
essenciais. 
A lista abaixo mostra os aminoácidos comuns classificados quanto à sua essencialidade 
para o organismo humano. Esta lista é válida para a maioria dos mamíferos. 
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Não essenciais 
• Alanina 
• Asparagina 
• Aspartato 
• Glutamato 
• Serina 
• Cistina 
• Hidroxiprolina 
• Taurina 
Condicionalmente essenciais 
• Arginina 
• Glutamina 
• Glicina 
• Prolina 
• Tirosina 
• Cisteína 
Essenciais 
• Histidina 
• Isoleucina 
• Leucina 
• Lisina 
• Metionina 
• Fenilalanina 
• Treonina 
• Triptofano 
• Valina 
Note-se que os aminoácidos não essenciais possuem, em geral, vias de síntese 
relativamente simples. Por exemplo, o metabolito α-cetoglutarato (intermediário do ciclo 
dos ácidos tricarboxílicos) é precursor do glutamato, que por sua vez pode dar origem à 
glutamina, à prolina e à arginina. 
A maioria das plantas e bactérias consegue sintetizar a totalidade dos aminoácidos, não 
existindo nestes organismos o conceito de "aminoácido essencial". 
Quanto ao radical 
A classificação quanto ao radical pode ser feita em: 
Aminoácidos apolares: Apresentam radicais de hidrocarbonetos apolares ou 
hidrocarbonetos modificados, exceto a glicina. São radicais hidrófobos. 
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Aminoácidos polares neutros: Apresentam radicais que tendem a formar pontes de 
hidrogênio. 
Aminoácidos ácidos: Apresentam radicais com grupo carboxílico.São hidrófilos. 
Aminoácidos básicos:' Apresentam radicais com o grupo amino. São hidrófilos 
Aminoácidos alfa 
Fórmula geral 
São aqueles que apresentam fórmula geral: R - CH (NH2)- COOH na qual R é um radical 
orgânico. No aminoácido glicina o radical é o elemento H 
O carbono ligado ao radical R é denominado carbono 2 ou alfa. 
Simbologia e Nomenclatura 
Na nomenclatura dos aminoácidos, a numeração dos carbonos da cadeia principal é iniciada 
a partir do carbono da carboxila. 
Nome Símbolo Abreviação Nomenclatura 
Glicina ou 
Glicocola Gly, Gli G 
Ácido 2-aminoacético ou Ácido 2-amino-
etanóico 
Alanina Ala A Ácido 2-aminopropiônico ou Ácido 2-amino-propanóico 
Leucina Leu L Ácido 2-aminoisocapróico ou Ácido 2-amino-4-metil-pentanóico 
Valina Val V Ácido 2-aminovalérico ou Ácido 2-amino-3-
metil-butanóico 
Isoleucina Ile I Ácido 2-amino-3-metil-n-valérico ou ácido 2-
amino-3-metil-pentanóico 
Prolina Pro P Ácido pirrolidino-2-carboxílíco 
Fenilalanina Phe ou Fen F 
Ácido 2-amino-3-fenil-propiônico ou Ácido 2-
amino-3-fenil-propanóico 
Serina Ser S Ácido 2-amino-3-hidroxi-propiônico ou Ácido 2-amino-3-hidroxi-propanóico 
Treonina Thr, The T Ácido 2-amino-3-hidroxi-n-butírico 
Cisteina Cys, Cis C Ácido 2-bis-(2-amino-propiônico)-3-dissulfeto 
ou Ácido 3-tiol-2-amino-propanóico 
Tirosina Tyr, Tir Y Ácido 2-amino-3-(p-hidroxifenil)propiônico ou paraidroxifenilalanina 
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Asparagina Asn N Ácido 2-aminossuccionâmico 
Glutamina Gln Q Ácido 2-aminoglutarâmico 
Aspartato ou Ácido 
aspártico Asp D 
Ácido 2-aminossuccínico ou Ácido 2-amino-
butanodióico 
Glutamato ou 
Ácido glutâmico Glu E Ácido 2-aminoglutárico 
Arginina Arg R Ácido 2-amino-4-guanidina-n-valérico 
Lisina Lys, Lis K Ácido 2,6-diaminocapróico ou Ácido 2, 6-diaminoexanóico 
Histidina His H Ácido 2-amino-3-imidazolpropiônico 
Triptofano Trp, Tri W Ácido 2-amino-3-indolpropiônico 
Metionina Met M Ácido 2-amino-3-metiltio-n-butírico 
Observação: A numeração dos carbonos da cadeia principal pode ser substituída por letras 
gregas a partir do carbono 2 (α) 
Exemplo: Ácido 2-amino-3-metil-pentanoico = Ácido α-amino-β-pentanóico. 
Estrutura 
 
Alanina (Ala / A) 
 
Arginina (Arg / R) 
 
Asparagina (Asn / 
N) 
 
Ácido aspártico (Asp / 
D) 
 
Cisteina (Cys / C) 
 
Ácido glutâmico (Glu 
/ E) 
 
Glutamina (Gln / 
Q) 
 
Glicina (Gly / G) 
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Histidina (His / H) 
 
Isoleucina (Ile / I) 
 
Leucina (Leu / L) 
 
Lisina (Lys / K) 
 
Metionina (Met / M) 
 
Fenilalanina (Phe / F) 
 
Prolina (Pro / P) 
 
Serina (Ser / S) 
 
Treonina (Thr / T) 
 
Triptofano (Trp / W) 
 
Tirosina (Tyr / Y) 
 
Valina (Val / V) 
 
Taurina 
 
Quanto ao destino 
Essa classificação é dada em relação ao destino tomado pelo aminoácido quando o grupo 
amina é excretado do corpo na forma de uréia(mamíferos), amônia(peixes) e ácido 
úrico(Aves e répteis). 
Destino cetogênico 
Quando o álcool restante da quebra dos aminoácidos vai para qualquer fase do Ciclo de 
Krebs na forma de Acetil coenzima A ou outra substância. 
Os aminoácidos que são degradados a acetil-coa ou acetoacetil-coa são chamados de 
cetogênicos porque dão origem a corpos cetônicos. A sua capacidade de formação de 
corpos cetônicos fica mais evidente quando o paciente tem a diabetes melitus, o que vai 
fazer com que o fígado produza grande quantidade dos mesmos. 
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Destino glicogênico 
Quando o álcool restante da quebra dos aminoácidos vai para a via glicolítica. 
Os aminoácidos que são degradados a piruvato, α-cetoglutarato, succinil-coa, fumarato ou 
oxaloacetato são denominados glicogênicos. A partir desses aminoácidos é possível fazer a 
síntese de glicose, porque esses intermediários e o piruvato podem ser convertidos em 
fosfoenolpiruvato e depois em glicose ou glicogênio. 
Do conjunto básico dos 20 aminoácidos, os únicos que são exclusivamente cetogênicos são 
a leucina e a lisina. A fenilalanina, triptofano, isoleucina e tirosina são tanto cetogênicos 
quanto glicogênicos. E os aminoácidos restantes (14) são estritamente glicogênicos. 
Ocorrência 
Os aminoácidos alfa ( cerca de vinte ) são constituintes de todas as proteínas e peptídeos, 
portanto, de toda a matéria viva. 
Todos os aminoácidos constituintes das proteínas são alfa aminoácidos. As proteínas são 
alfa-polímeros formados por alfa-aminoácidos. Alguns autores relatam que para formar 
uma proteína é necessário uma cadeia com mais de 50 aminoácidos. Uma cadeia formada 
por dois alfa aminoácidos é um dipeptídeo, até 50 alfa-aminoácidoum polipeptídeo. 
Fixação de nitrogênio 
A fonte primária de nitrogênio para os seres vivos é o nitrogênio atmosférico, que tem que 
ser convertido a uma forma metabolizável como a amônia. Mas só algumas bactérias 
conseguem converter nitrogênio em amônia. A conversão de nitrogênio a amônia, chamada 
de fixação de nitrogênio, é feita por um sistema enzimatico complexo, denominado 
nitrogenase, que utiliza NADPH como doador de elétrons e só é processado com um 
consumo muito grande de ATP. 
Isomeria 
Com exceção única da glicina, todos os aminoácidos obtidos pela hidrólise de proteínas em 
condições suficientemente suaves apresentam atividade óptica. Esses aminoácidos 
apresentam 4 grupos diferentes ligados ao carbono central, ou seja, esse carbono é 
assimétrico, assim esse carbono é chamado centro quiral. A existência de um centro quiral 
permite que esses aminoácidos formem esteroisômeros devido aos diferentes arranjos 
espaciais ópticamente ativos. Dentre os esteroisômeros existem aqueles que se apresentam 
como imagem espaculares um do outro sem sobreposição, a estes chamamos enantiômeros. 
Os enantiômeros podem ser D ou L, sendo essa classificação referente à semelhança com a 
estrutura do aminoácido D-gliceraldeído e do L-gliceraldeído, respectivamente. Somente os 
L-aminoácidos são constituintes das proteínas. 
 
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Síntese 
Todos os aminoácidos são derivados de intermediários da glicólise, do ciclo do ácido 
cítrico ou das via das pentoses-fosfato. O nitrogênio entra nessas vias através do glutamato. 
Há uma grande variação no nível de complexidade das vias, sendo que alguns aminoácidos 
estão a apenas alguns passos enzimáticos dos seus precursores e em outros as vias são 
complexas, como no caso dos aminoácidos aromáticos. 
Os aminoácidos podem ser essenciais ou não-essenciais. 
Os aminoácidos não-essenciais são mais simples de serem sintetizados e o são pelos 
próprios mamíferos. Por isso eles não necessariamente precisam estar na alimentação. 
Já os aminoácidos essenciais precisam está presentes na dieta, já que não são sintetizados 
pelos mamíferos. 
As biossintéticas de aminoácidos são agrupadas de acordo com a família dos precursores de 
um deles. Existe a adição a esses precursores do PRPP (fosforribosil pirofosfato). 
As principais famílias são: 
1. A do alfa-cetoglutarato que origina o glutamato, a glutamina, a prolina e a arginina. 
2. A do 3-fosfoglicerato de onde são derivados a serina, a glicina e a cisteína. 
3. O oxaloacetato dá origem ao aspartato, que vai originar a asparagina, a metionina, a 
treonina e a lisina. 
4. O piruvato dará origem a alanina, a valina, a leucina e a isoleucina. 
Obtenção 
Hidrólise de proteínas 
As proteínas são moléculas formadas por até milhares de aminoácidos unidos por ligações 
peptídicas (que ocorre entre a carboxila de um aminoácido e o grupo amino de outro). Essas 
ligações podem ser quebradas por hidrólise produzindo uma mistura complexa de 
aminoácidos. 
Síntese 
Síntese de Hoffmann, síntese de Strecker e síntese de Gabriel são métodos sintéticos para a 
obtenção de alfa-aminoácidos. 
 Propriedades 
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Organolépticas: Incolores. A maioria de sabor adocicado. 
Físicas: Sólidos com solubilidade variável em água. Apresentam atividade óptica por 
apresentarem carbono assimétrico, em geral,na forma levógira. A glicina é solúvel em água 
e não apresenta atividade óptica 
Químicas: O grupo carboxílico (-COOH) na molécula confere ao aminoácido uma 
caracteristica ácida e o grupo amino (-NH2) uma caracteristica básica. Por isso, os 
aminoácidos apresentam um caráter anfótero, ou seja, reagem tanto com ácidos como com 
bases formando sais orgânicos. 
Outros aminoácidos 
Ácido β-aminopropiônico (β-alanina): aminoácido natural componente do ácido 
pantotênico (vitamina do grupo B). 
Aminoácidos ômega 
Ácido ω-aminocapróico: aminoácido sintético usado na fabricação de fibras sintéticas e de 
plásticos. 
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II – Proteínas: 
Quanto à estrutura molecular as proteínas são classificadas em: 
Proteínas constituídas somente por aminoácidos como, por exemplo, a queratina 
(cabelo). A hidrólise completa dessas proteínas produz unicamente α-aminoácidos. 
Proteínas complexas, conjugadas ou heteroproteínas: proteínas que apresentam a cadeia 
de aminoácidos ligada a um radical diferente (grupo prostético). Dependendo do grupo 
prostético, as proteínas podem ser classificadas em: 
Glicoproteínas: o grupo é um glicídio. Exemplos: mucina (saliva) e osteomucóide (ossos). 
Cromoproteínas: o grupo é um pigmento. Exemplos: clorofila (vegetais verdes) e 
hemoglobina (sangue). 
Fosfoproteínas: o grupo é o ácido fosfórico. Exemplos: vitelina (gema do ovo) e caseina 
(leite). 
Nucleoproteínas: o grupo é um ácido heterocíclico complexo. 
A hidrólise completa dessas proteínas produz α-aminoácidos e grupos prostéticos. 
Síntese de proteína: 
A transcricão é um processo de decodificação da mensagem contida num gene 
(DNA) para uma fita de RNA e é realizado por uma enzima chamada RNA polimerase. 
Pelo fato dos promotores (seqüências regulatórias dos genes) possuirem seqüências de 
nucleotídeos comuns (conservadas), esta enzima as reconhece e liga-se nelas, dando início 
à síntese da molécula de mRNA (transcrição), o que explica como a enzima RNA 
polimerase consegue reconhecer o lugar onde se ligar. A mólecula de RNA que é produzida 
pode ser um mRNA (RNA mensageiro), um rRNA (RNA ribosomal) ou um tRNA(RNA 
transportador). Uma molécula de RNA mensageiro contém a informação para produzir 
proteínas. 
A tradução é o processo de síntese ou fabricação de proteínas (construção da 
cadeia de aminoácidos). Para a fabricação das proteínas é necessário que estruturas 
celulares chamadas ribossomos decodifiquem a mensagem contida na molécula de 
mRNA(RNA mensageiro) para uma cadeia de aminoácidos. A decodificação está baseada 
em trincas de nucleotídeos, chamadas códons, que são usados para especificar o 
aminoácido. A correspondência entre uma trinca de nucleotídeos e um aminoácido é 
chamada de código genético (apresentada na Tabela 1). Combinando os 4 nucleotídeos em 
triplas obtém-se 64 combinações. Embora esse número seja superior aos 20 aminoácidos 
existentes, mais do que um códon pode representar um mesmo aminoácido. Dentre os 
códons possíveis, 3 não especificam aminoácidos, e referem-se a sinais de terminação da 
síntese de um cadeia de aminoácidos. Esses códons são chamados de códons de parada 
(stop codons). O código genético estabelece também um códon de início (start codon), pelo 
qual começa o processo de tradução do mRNA. Na maioria das proteínas o códon de início 
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especifica o aminoácido metionina, que também está presente no interior das cadeias. 
Sumariamente, o processo de tradução é realizado da seguinte maneira: ao combinar-se 
com os ribossomos, o mRNA tem sua seqüência de codons lida, e para cada codon o 
respectivo tRNA é atraído até os ribossomos, e pela complementariedade de bases é feita a 
ligação entre o codon (do mRNA) e o anticodon (do tRNA), liberando o aminoácido 
carregado pelo tRNA que é então ligado à cadeia crescente do polipeptideo. Moléculas de 
tRNA ou RNA transportador (=transfer RNA) agem como adaptadores entre a seqüência 
codificante dos nucleotídeos do mRNA e o aminoácido que é codificado. Uma ponta dessa 
molécula carrega o aminoácido e uma outra ponta consiste de uma seqüência de três 
nucleotídeos conhecida como anticodon. A síntese da proteína é encerrada quando os 
ribossomos encontram um codon de parada no mRNA (Figura 9). 
 
 
 
Processo de Tradução (síntese de proteínas) 
 
 
Trincas (ou codons) com o aminoácido correspondente, ou especificando término de 
síntese da proteína: 
 
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Estrutura tridimensional 
O dobramento de proteínas é um processo químicoatravés do qual a estrutura de uma 
proteína assume a sua configuração funcional. 
Todas as moléculas de proteínas são cadeias heterogéneas não-ramificadas de aminoácidos. 
Ao dobrar e enrolar-se para tomar uma forma tridimensional específica, as proteínas são 
capazes de realizar a sua função biológica. 
O processo contrário chama-se desnaturação, onde uma proteína original é forçada a perder 
a sua configuração funcional, tornando-se uma cadeia amorfa e não-funcional de 
aminoácidos. As proteínas desnaturadas podem perder a sua solubilidade e precipitar, 
tornando-se solidos insolúveis. Em alguns casos, a desnaturação é reversível,e as proteínas 
podem voltar a dobrar-se. No entanto, a desnaturação é, na maior parte dos casos, um 
processo irreversível. 
As proteínas podem ter 4 tipos de estrutura dependendo do tipo de aminoácidos que possui, 
do tamanho da cadeia e da configuração espacial da cadeia polipeptídica. As estruturas são: 
Estrutura primária: 
É dada pela seqüência de aminoácidos ao longo da cadeia polipeptídica. É o nível estrutural 
mais simples e mais importante, pois dele deriva todo o arranjo espacial da molécula. São 
específicas para cada proteína, sendo geralmente determinados geneticamente. Um 
exemplo de proteína são os ovos,feijão soja e etc.. A estrutura primária da proteína resulta 
em uma longa cadeia de aminoácidos semelhante a um "colar de contas", com uma 
extremidade "amino terminal" e uma extremidade "carboxi terminal". Sua estrutura é 
somente a seqüência dos aminoácidos, sem se preocupar com a orientação espacial da 
molécula. 
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Estrutura secundária 
É dada pelo arranjo espacial de aminoácidos próximos entre si na seqüência primária da 
proteína. É o último nível de organização das proteínas fibrosas, mais simples 
estruturalmente. 
Ocorre graças à possibilidade de rotação das ligações entre os carbonos a dos aminoácidos 
e seus grupamentos amina e carboxila. O arranjo secundário de um polipeptídeo pode 
ocorrer de forma regular; isso acontece quando os ângulos das ligações entre carbonos a e 
seus ligantes são iguais e se repetem ao longo de um segmento da molécula. 
São dois os tipos principais de arranjo secundário regular: 
alfa-hélice; 
folha-beta. 
Estrutura terciária 
Resulta do enrolamento da hélice ou da folha pregueada, sendo mantido por pontes de 
hidrogênio e dissulfito. Esta estrutura confere a atividade biológica às proteínas. 
A estrutura terciária descreve o dobramento final de uma cadeia, por interações de regiões 
com estrutura regular ou de regiões sem estrutura definida. Podendo haver interações de 
segmentos distantes de estrutura primária, por ligações não covalentes. 
Enquanto a estrutura secundária é determinada pelo relacionamento estrutural de curta 
distância, a terciária é caracterizada pelas interações de longa distância entre aminoácidos. 
Todas têm seqüências de aminoácidos diferentes, refletindo estruturas e funções diferentes. 
Estrutura quaternária 
Algumas proteínas podem ter duas ou mais cadeias polipeptídicas. E essa transformação 
das proteínas em estruturas tridimensionais é a estrutura quaternária. Elas são guiadas e 
estabilizadas pelas mesmas interações da terciária.A junção de cadeias polipeptídicas pode 
produzir diferentes funções para os compostos. 
Um dos principais exemplos de estrutura quaternária é a hemoglobina. Sua estrutura é 
formada por quatro cadeias polipeptídicas. 
Funções 
Estrutural ou plástica 
São aquelas que participam dos tecidos dando-lhes rigidez, consistência e elasticidade. São 
proteínas estruturais: colágeno (constituinte das cartilagens), actina e miosina (presentes na 
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formação das fibras musculares), queratina (principal proteína do cabelo), fibrinogênio 
(presente no sangue), albumina (encontrada em ovos) e outras. 
Hormonal 
Exercem alguma função específica sobre algum órgão ou estrutura de um organismo como, 
por exemplo, a insulina (embora tecnicamente a insulina seja considerada apenas um 
polipeptídio, devido a seu pequeno tamanho). 
Defesa 
Os anticorpos são proteínas que realizam a defesa do organismo, especializados no 
reconhecimento e neutralização de vírus, bactérias e outras substâncias estranhas. 
O fibrinogênio e a trombina são outras proteínas responsáveis pela coagulação do sangue e 
prevenção de perda sanguínea em casos de cortes e machucados. 
Energética 
Obtenção de energia a partir dos aminoácidos que compõem as proteínas. 
Enzimática 
Enzimas são proteínas capazes de catalisar reações bioquímicas como, por exemplo, as 
lipases. As enzimas não reagem, são reutilizadas (sempre respeitando o sítio ativo) e são 
específicas. 
As enzimas reduzem a energia de ativação das reações químicas. A função da enzima 
depende diretamente de sua estrutura 
Proteínas altamente especializadas e com atividade catalítica. Mais de 2000 enzimas são 
conhecidas, cada uma capaz de catalisar um tipo diferente de reação química. 
Condutoras de gases 
O transporte de gases (principalmente do oxigênio e um pouco do gás carbônico) é 
realizado por proteínas como a hemoglobina e hemocianina. 
Digestão de proteínas: 
A proteína foi o primeiro nutriente considerado essencial para o organismo. As proteínas 
são macromoléculas presentes em todas as células dos organismos vivos. As proteínas são 
formadas por combinações dos 20 aminoácidos em diversas proporções e cumprem funções 
estruturais, reguladoras, de defesa e de transporte nos fluídos biológicos. 
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Os aminoácidos se juntam para formar uma proteína por meio de ligação peptídica que une 
o grupo carboxílico de um aminoácido ao grupo amino do outro. A união de dois 
aminoácidos forma um dipeptídio, três aminoácidos, um tripeptídio, podendo uma proteína 
ter 400 ou mais aminoácidos. Os aminoácidos das proteínas se unem um ao outro em uma 
seqüência predeterminada geneticamente, podendo sua estrutura ser dividida em primária e 
a conformação que envolve a estrutura, secundária, terciária e quaternária. Quanto à 
origem, as proteínas podem ser exógenas, provenientes das proteínas dos alimentos 
ingeridos pela dieta, ou endógenas, derivadas da degradação das proteínas celulares do 
próprio organismo. 
As proteínas da dieta pela digestão e subseqüente absorção pelo intestino fornecem 
aminoácidos ao organismo que terão três destinos principais: anabolismo, catabolismo ou 
degradação e produção de energia. Por estas vias os aminoácidos servirão na construção e 
manutenção dos tecidos, formação de enzimas, hormônios, anticorpos, no fornecimento de 
energia e na regulação de processos metabólicos. 
A digestão de proteína começa no estômago, onde as proteínas se decompõem em 
proteoses, peptonas e polipeptídios grandes, e continua no intestino delgado pela ação das 
enzimas proteolíticas provenientes do pâncreas e da mucosa intestinal. No estômago, o 
pepsinogênio inativo é convertido na enzima pepsina quando ele entra em contato com o 
ácido hidroclorídrico e outras moléculas de pepsina por estímulo da presença do alimento. 
Esta enzima começa a quebra ou clivagem das proteínas dos alimentos, principalmente o 
colágeno, a principal proteína do tecido conjuntivo. 
As proenzimas pancreáticas são ativadas pela enteroquinase do suco intestinal que 
transforma o tripsinogênio em tripsina por meio de uma hidrólise. Esse processo é 
continuado por uma ativação em cascata das outras proenzimas pancreáticas através da 
ação da tripsina. A tripsina, quimiotripsina e carboxipolipeptidase pancreáticas decompõem 
a proteína intacta e continuam a decomposição iniciada no estômago até que se formem 
pequenos polipeptídios e aminoácidos. 
As peptidases proteolíticas localizadas na borda em escova também atuam sobre os 
polipeptídios, transformando-os em aminoácidos, dipeptídios e tripeptídios. 
A fase final da digestão de proteínas ocorre naborda em escova, onde os dipeptídios e 
tripeptídeos são hidrolisados em seus aminoácidos constituintes pelas hidrolases peptídicas. 
Os peptídeos e aminoácidos absorvidos são transportados ao fígado através da veia porta. 
Quase toda a proteína é absorvida no momento em que atinge o final do jejuno e apenas 1% 
da proteína ingerida é encontrado nas fezes. 
Resumo da digestão, absorção e utilização de proteínas. 
Estrutura Proteína 
Boca Tritura os alimentos 
Estomago Ácido clorídrico desnatura proteínas e a pepsina, inicia a hidrólise 
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Intestino Delgado 
No lúmen intestinal, as enzimas pancreáticas digerem a 
proteína ingerida (e a endógena) a dipeptídios e tripeptídios; 
dipeptidases e tripeptidases nas bordaduras “em escova” das 
células da mucosa digerem dipeptídios e tripeptídios até 
aminoácidos. 
Fígado 
Mantém o balanço dos aminoácidos plasmáticos, sintetiza 
proteínas essenciais, enzimas, lipoproteínas e albumina. 
Converte esqueleto carbônico do aminoácido em glicose. è 
responsável pela síntese de 95% da uréia. 
Sistema circulatório Sangue transporta aminoácidos absorvidos e proteínas 
sintetizadas 
rim Sintetiza uréia em condições especiais e a elimina pela urina 
Intestino Grosso Elimina material não digerido que pode ser fermentado pela flora intestinal. 
 A maior parte da proteína que entra no intestino, quer de origem dietética (exógena) quer 
de origem endógena, é digerida e absorvida na forma de aminoácidos. Um fator importante 
na absorção das proteínas dos alimentos é a sua digestibilidade, que é definida como a 
relação entre a proteína ou nitrogênio absorvido e proteína ou nitrogênio ingerido. Em 
geral, as proteínas de origem animal (carne, frango, peixe, leite, ovos...) têm digestibilidade 
ao redor de 90 a 95%. as proteínas dos vegetais tem digestibilidade menor de 67 a 82%. 
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III - Enzimas: 
Enzimas são um grupo de substâncias orgânicas de natureza geralmente protéica 
(existem também enzimas constituídos de RNA , os ribozimas), com atividade intra ou 
extracelular que têm funções catalisadoras, catalisando reações químicas que, sem a sua 
presença, aconteceriam a uma velocidade demasiado baixa. Isso é conseguido através do 
abaixamento da energia de ativação necessária para que se dê uma reação química, 
resultando no aumento da velocidade da reação e possibilitando o metabolismo dos seres 
vivos. A capacidade catalítica dos enzimas torna-os adequados para aplicações industriais, 
como na indústria farmacêutica ou na alimentar. 
Em sistemas vivos, a maioria das reações bioquímicas dá-se em vias metabólicas, 
que são seqüências de reações em que o produto de uma reação é utilizado como reagente 
na reação seguinte. Diferentes enzimas catalisam diferentes passos de vias metabólicas, 
agindo de forma concertada de modo a não interromper o fluxo nessas vias. Cada enzima 
pode sofrer regulação da sua atividade, aumentando-a, diminuindo-a ou mesmo 
interrompendo-a, de modo a modular o fluxo da via metabólica em que se insere. 
O ramo da Bioquímica que trata do estudo das reações enzimáticas é a 
Enzimologia. 
Atividade enzimática 
As enzimas convertem uma substância, chamada de substrato, noutra denominada 
produto, e são extremamente específicas para a reação que catalisam. Isso significa que, em 
geral, uma enzima catalisa um e só um tipo de reação química. Conseqüentemente, o tipo 
de enzima encontrado numa célula determina o tipo de metabolismo que a célula efetua. 
A velocidade da reação catalisada por uma enzima é aumentada devido ao 
abaixamento da energia de ativação necessária para converter o substrato no 
produto. O aceleramento da reação pode ser da ordem dos milhões de vezes: por 
exemplo, a enzima orotidina-5'-fosfato descarboxilase diminui o tempo da reação 
por ela catalisada de 78 milhões de anos para 25 milissegundos. 
Como são catalisadoras, as enzimas não são consumidas na reacção e não alteram seu 
equilíbrio químico. 
A atividade enzimática pode depender da presença de determinadas moléculas, 
genericamente chamadas cofatores. A natureza química dos cofatores é muito variável, 
podendo ser, por exemplo, um ou mais íons metálicos (como o ferro), ou uma molécula 
orgânica (como a vitamina B12). Estes cofatores podem participar ou não diretamente na 
reação enzimática. 
Determinadas substâncias, podem inibir a atividade de algumas enzimas, 
diminuindo-a ou eliminando-a totalmente; são os chamados inibidores enzimáticos. 
 18
Uma enzima é uma proteína que catalisa ou acelera uma reação biológica. Pode, portanto, 
ser definida como um biocatalisador cuja natureza protéica determina a presença de certas 
propriedades, tais como: especificidade de substrato, dependência da temperatura e 
dependência do pH. 
Pelo fato de serem proteínas com estrutura terciária ou quaternária, as enzimas são dotadas 
de dobramentos tridimensionais em suas cadeias polipeptídicas, o que lhes confere uma 
forma característica e exclusiva. Assim, diferentes enzimas têm diferentes formas e, 
portanto, diferentes papéis biológicos. Para que uma enzima atue, é necessário que os 
substratos "se encaixem" na enzima. Esse "encaixe", porém, depende da forma, isto é, do 
"contorno" da enzima. Por isso, substratos que se "encaixam" em uma determinada enzima 
não se "encaixam" em outras diferentes, e a reação não ocorre; daí a especificidade das 
enzimas quanto aos substratos em que atuam. Uma vez ocorrido o "encaixe", forma-se o 
complexo enzima-substrato, que se assemelha ao sistema "chave-fechadura". O local da 
enzima onde o substrato se "encaixa" é denominado sítio ativo (ou centro ativo). No caso 
de substâncias que reagem entre si, sob a ação catalisadora das enzimas, a reação é 
facilitada, tornando-se mais rápida, pois a proximidade entre as moléculas "encaixadas" 
acelera o processo reativo; após a reação, a enzima desliga-se do substrato e permanece 
intacta. 
História 
 
 
Eduard Buchner 
Era já sabido, entre o final do século XVII e início do século XVIII, que secreções 
estomacais eram capazes de digerir a carne; [3] era também conhecida a conversão de amido 
a açúcares pela saliva e extratos vegetais. O mecanismo subjacente a estas transformações 
não era, no entanto, conhecido. 
As enzimas foram descobertas no século XIX, aparentemente por Pasteur, que concluiu que 
a fermentação do açúcar em álcool pela levedura é catalisada por fermentos. Ele postulou 
que esses fermentos (os enzimas) eram inseparáveis da estrutura das células vivas do 
 19
levedo. Pasteur declarou que "a fermentação alcoólica é um ato correlacionado com a vida 
e organização das células do fermento, e não com a sua morte ou putrefação". 
Em 1878, Wilhelm Kühne empregou pela primeira vez o termo "enzima" para descrever 
este fermento, usando a palavra grega ενζυµον, que significa "levedar". O termo passou a 
ser mais tarde usado apenas para as proteínas com capacidade catalítica, enquanto que o 
termo "fermento" se refere à atividade exercida por organismos vivos. 
Em 1897, Eduard Buchner descobriu que os extratos de levedo podiam fermentar o açúcar 
até álcool e provou que as enzimas envolvidas na fermentação continuavam funcionando 
mesmo quando removidas das células vivas [6]. Esta descoberta valeu-lhe o prêmio Nobel 
de Química em 1907. 
Restava determinar qual a natureza das enzimas. Alguns afirmavam que as proteínas, 
associadas à atividade enzimática, apenas eram o suporte da verdadeira enzima, e, por si 
próprias, incapazes de catálise. Em 1926, James B. Sumner purificou e cristalizou a urease, 
mostrando tratar-se de uma proteína pura, e fez o mesmo, em 1937, para a catalase. A prova 
final foi feita por Northrop e Stanley em 1930, com o estudo de três enzimas digestivas, a 
pepsina, a tripsina e a quimotripsina, pelo que receberam o Prêmio Nobel da Química em 
1946. 
J.B.S. Haldane escreveuum tratado intitulado "Enzimas", onde continha a notável sugestão 
de que as interações por ligações fracas, entre a enzima e seu substrato, poderiam ser 
usadas para distorcer a molécula do substrato e catalisar a reação. 
A cristalização de enzimas purificadas permitiu que as suas estruturas moleculares 
pudessem ser examinadas por cristalografia de raios X, o que aconteceu primeiro com a 
lisozima, uma enzima que existe na saliva, lágrimas e na clara de ovo e destrói a parede 
celular de bactérias, em 1965 . Começaram assim a bioquímica e biologia estruturais, que 
se esforçam por compreender o funcionamento das enzimas a nível atômico. 
A tentativa de compreender o mecanismo da catálise enzimática a nível quântico tem sido 
facilitada recentemente pelo aumento de capacidade aritmética dos computadores. 
Estruturas e mecanismos 
 20
 
 
Diagrama PDB 1MOO mostrando a Anidrase carbónica II. A esfera a cinzento é um íon de 
zinco que funciona como cofator no sítio ativo. 
As enzimas são proteínas, e podem ter um tamanho desde 64 resíduos de aminoácidos, 
como é o caso do monômero da enzima 4-oxalocrotonato tautomerase, até um tamanho de 
2.500 resíduos, como é o caso da sintase de ácidos graxos A atividade dos enzimas são 
determinadas pela sua estrutura quaternária. A maioria das enzimas são maiores do que o 
substrato sobre o qual atuam, e só uma pequena porção da enzima (cerca de 3-4 
aminoácidos) está envolvida na catálise. A região que contém estes resíduos catalíticos, que 
liga-se ao substrato e que desempenha a reação, é denominada de centro catalítico. As 
enzimas também podem ter sítios onde se ligam cofatores, que são necessários às reações 
catalíticas. Algumas enzimas também podem ter sítios de ligações para pequenas 
moléculas, que são produtos ou substratos, diretos ou indiretos, da reação catalisada. Estas 
ligações servem para aumentar ou diminuir a atividade da enzima, providenciando um meio 
de regulação por feedback. 
Tal como todas as proteínas, as enzimas são formadas por longas cadeias lineares de 
aminoácidos que sofrem um enovelamento que tem como resultado um produto com 
estrutura tridimensional. Cada seqüência única de aminoácidos produz também uma 
estrutura tridimensional única que tem propriedades específicas. Cadeias individuais de 
proteínas podem, por vezes, agrupar-se para formar um complexo protéico. A maioria das 
enzimas pode sofrer desnaturação, isto é, a sua estrutura pode sofrer desagregação e 
inativação pelo aumento de temperatura ou mudança de pH, o que provoca alterações na 
conformação tridimensional da proteína. Dependendo da enzima, a desnaturação pode ter 
efeitos reversíveis ou irreversíveis. 
Especificidade 
As enzimas em geral possuem normalmente uma alta especificidade em relação às reações 
que catalisam e aos substratos que estão envolvidos nessas reações. A forma complementar, 
carga e características hidrofílicas/hidrofóbicas, são responsáveis por esta especificidade. 
As enzimas exibem também elevados níveis de estereoespecificidade, regioseletividade e 
quimioseletividade. 
 21
Algumas das enzimas que apresentam maior especificidade e precisão, estão envolvidas na 
cópia e expressão do genoma. Estas enzimas possuem mecanismos de proof-reading 
(revisão). Um destes casos é a DNA polimerase, que catalisa uma reação num primeiro 
passo, para em seguida confirmar, num segundo passo, se o produto é o correto.Este 
processo em duas etapas resulta em médias de taxa de erro muito diminutas, na ordem de 
uma para cem milhões de reações, no caso de polimerases de mamíferos. Mecanismos de 
revisão similares também podem ser encontrados na RNA polimerase, na aminoacil-tRNA 
sintetases e em ribossomos. 
Algumas enzimas que produzem metabolitos secundários são descritos como promíscuas, 
visto que podem atuar num largo espectro de diferentes substratos. Tem sido sugerido que 
este tipo de especificidade alargada é importante nos processos de evolução de novas vias 
de biossíntese. 
Modelo chave 
As enzimas exibem uma elevada especificidade, e foi sugerido por Emil Fischer, em 1894, 
que esse fato era devido a que tanto as enzimas como os substratos apresentam formas 
geométricas complementares, fazendo com que encaixem de maneira precisa umas nos 
outros.[20] Este processo é muitas vezes referido como modelo chave-fechadura. No 
entanto, apesar de estes modelo explicar a especificidade das enzimas, falha em explicar a 
estabilização dos estados de transição que as enzimas exibem. 
Modelo do encaixe induzido 
 
Diagramas que mostram a atividade enzimática através do modelo do encaixe induzido. 
Em 1958, Daniel Koshland sugeriu uma modificação ao modelo de chave-fechadura: uma 
vez que as enzimas exibem estruturas flexíveis, o sítio ativo altera a sua forma de maneira 
continuada através de interações com o substrato, enquanto esse mesmo substrato vai 
interagindo com a enzima. Como resultado, o substrato não se liga simplesmente a um sítio 
ativo que é rígido. As cadeias laterais dos aminoácidos que formam o sítio ativo sofrem um 
reorientação de maneira a que as suas posições potenciem a ação catalítica da enzima. Em 
alguns casos, como nas glicosidases, a molécula de substrato também sofre alterações de 
conformação à medida que vai se aproximando do sítio ativo. O sítio ativo continua a sofrer 
modificações até que o substrato esteja completamente ligado e é neste momento que a 
conformação final e a carga são determinadas. 
 22
Mecanismos 
As enzimas atuam de diversas formas, todas baixando a energia de ativação, através da 
criação de um ambiente no qual o estado de transição é estabilizado (por exemplo, 
distorcendo a forma da molécula do substrato) - A enzima distorce o substrato, gastando 
energia neste passo, de modo a baixar a energia do estado de transição da reação catalisada, 
resultando numa diminuição global da energia requerida para completar a reação). 
Providenciando uma via alternativa (por exemplo, reagindo com o substrato formando um 
complexo enzima-substrato, de existência impossível sem a presença da enzima). 
Reduzindo a variação da entropia da reação ao orientar os substratos de forma correta para 
facilitar a reação. Na ausência de enzima, as moléculas colidem em todas as direções 
possíveis de forma aleatória, um processo menos eficiente que na presença da enzima. Ao 
considerar-se ∆H‡ isoladamente, este aspecto é negligenciado. 
Dinâmica e funções 
Investigações recentes providenciaram novos conhecimentos sobre a ligação entre a 
dinâmica interna de uma enzima e o seu mecanismo de catálise A dinâmica interna de uma 
enzima é descrita como o movimento de partes internas (como aminoácidos individuais, 
grupos de aminoácidos, um laço da cadeia, uma hélice alfa, folhas beta vizinhas ou até 
domínios protéicos inteiros) destas biomoléculas, que podem ocorrer a diversas escalas de 
tempo, desde femtossegundos a segundos. Redes de resíduos de aminoácidos de uma 
estrutura podem contribuir para a catálise através de movimentos dinâmicos. Os 
movimentos em proteínas são importantes para diversas enzimas mas o tipo de reação que 
elas catalisam determina que tipos de movimento são mais importantes: pequenas e rápidas 
vibrações ou lentas e significativas alterações conformacionais. Estes estudos têm 
conseqüências na compreensão dos efeitos alostéricos, na produção industrial de enzimas e 
no desenvolvimento de novos fármacos. 
Regulação alostérica 
As enzimas alostéricas mudam a sua estrutura quando da ligação de determinadas 
moléculas. A modulação da atividade da enzima pode ser direta, quando a molécula se liga 
diretamente a um local de ligação na enzima, ou indireta, quando a molécula se liga a 
outras proteínas ou subunidades que interagem com a enzima alostérica, influenciando 
então a sua atividade. 
Cofatores e coenzimas 
Cofatores 
Algumasenzimas não necessitam de componentes adicionais para mostrarem uma 
atividade completa. No entanto, outras requerem ligação a moléculas não protéicas para que 
possam exercer a sua atividade. Os cofatores podem ser inorgânicos (íons metálicos e 
 23
complexos ferro-enxofre) ou compostos orgânicos (flavina ou heme). Os cofatores 
orgânicos (coenzimas) são normalmente grupos prostéticos, que estão intimamente ligados 
às enzimas a que eles prestam assistência. Os cofatores que possuem ligação forte às 
enzimas são distintos de outras coenzimas, tal como a NADH, visto que não são libertados 
do sítio ativo durante a reação catalisada. 
Um exemplo de uma enzima que contém um cofator é a anidrase carbônica, que é mostrada 
em figura acima com um ion de zinco como cofator. Estas moléculas que possuem uma 
ligação estreita com as enzimas são normalmente encontradas no sítio ativo e estão 
envolvidas na reação catalítica. Por exemplo, a flavina e grupos heme estão muitas vezes 
envolvidos em reações de oxidação-redução. 
À parte da enzima que se liga ao cofator é denominada apoenzima. Uma apoenzima 
juntamente com o(s) seu(s) cofator(es) são denominadas holoenzimas. A maioria dos 
cofatores não se ligam por covalência a uma enzima, mas estabelecem ligações fortes. No 
entanto, os grupos prostéticos orgânicos podem ligar-se de maneira covalente. Um exemplo 
disso é a ligação da tiamina pirofosfato à enzima piruvato desidrogenase. 
Coenzimas 
 
Modelo tridimensional da coenzima NADH. 
As coenzimas são pequenas moléculas que transportam grupos químicos de uma enzima 
para outra. Alguns destes compostos químicos, como a riboflavina, a tiamina e o ácido 
fólico, são vitaminas, compostos que não são sintetizados no organismo e que têm de ser 
assimilados através da dieta. Os grupos químicos transportados incluem o íon hidreto (H-) 
transportado pelo NAD ou NADP+, o grupo acetil transportado pela coenzima A, os grupos 
formilo, metenilo e metilo transportados pelo ácido fólico e o grupo metilo transportado 
pela S-adenosilmetionina. 
Dado que as coenzimas são modificadas quimicamente como conseqüência da ação 
enzimática, é útil considerá-las como sendo uma classe especial de substratos, ou substratos 
secundários, que são comuns em muitos tipos de enzimas diferentes. Por exemplo, sabe-se 
que existem cerca de 700 enzimas que utilizam a coenzima NADH. 
As coenzimas sofrem regeneração e as suas concentrações são mantidas a um nível estável 
dentro da célula. Por exemplo, o NADPH é regenerado através da via das pentoses-fosfato 
e a S-adenosilmetionina é regenerada pela metionina adenosiltransferase.. 
Cinética 
 24
 
 
Mecanismo de reação de uma enzima com substrato único. A enzima (E) liga o substrato 
(S) e liberta o produto (P). 
A cinética enzimática é o estudo do mecanismo pelo qual as enzimas ligam substratos e os 
transformam em produtos. São utilizados dados sobre a velocidade de reação de enzimas 
através de ensaios enzimáticos. 
Em 1902, Victor Henri propôs uma teoria quantitativa de cinética enzimática, mas os seus 
dados experimentais tinham pouca utilidade porque não era então considerada a 
importância da concentração do íon H+. Depois de Peter Lauritz Sørensen definir a escala 
logarítmica de pH e introduzir o conceito de solução tampão em 1909, o químico alemão 
Leonor Michaelis e a sua pós-doc canadiana Maud Leonora Menten repetiram as 
experiências de Henri e confirmaram a sua equação, sendo esta cinética conhecida como 
cinética de Henri-Michaelis-Menten (muitas vezes simplificado para cinética de 
Michaelis-Menten). Este trabalho foi desenvolvido por G. E. Briggs e J. B. S. Haldane, 
que derivaram equações cinéticas usadas ainda hoje em dia. 
Henri contribuiu significativamente para este campo ao teorizar as reações enzimáticas 
ocorrendo em dois passos. No primeiro, o substrato liga-se de forma reversível à enzima, 
formando o complexo enzima-substrato. Este complexo é por vezes designado complexo de 
Michaelis. A enzima catalisa então o passo químico da reação e liberta o produto. 
Inibição 
 
 25
Os inibidores competitivos ligam-se de maneira reversível à enzima, prevenindo a ligação do substrato. Por outro lado, a 
ligação do substrato previne a ligação do inibidor. O substrato e o inibidor competem pela enzima. a) Reação normal, (b) 
Inibição. S: substrato; E: enzima; I: inibidor; A: centro ativo. (1) O substrato liga-se à enzima; (2) A enzima liberta 
produtos; (3) O inibidor liga-se à enzima; (4) O inibidor compete com o substrato. 
As taxas de reação enzimáticas podem ser diminuídas por ação de vários tipos de inibidores 
enzimáticos. 
Inibição competitiva 
Na inibição competitiva, o inibidor e o substrato competem pela enzima, isto é, não se 
podem ligar ao mesmo tempo à enzima. Os inibidores são muitas vezes semelhantes ao 
substrato da enzima. Por exemplo, o metotrexato é um inibidor competitivo da enzima 
dihidrofolato redutase, que catalisa a redução do dihidrofolato em tetrahidrofolato. A 
similitude entre as estruturas do ácido fólico e desta droga são mostradas na figura 
adjacente. Notar que o local de ligação do inibidor não é necessariamente o mesmo que o 
local de ligação do inibidor, se a ligação de este último mudar a conformação da enzima 
com vista a impedir a ligação do substrato, e vice versa. Na inibição competitiva, a 
velocidade máxima da reacção não é alterada, mas níveis mais altos de concentração do 
substrato são requeridos para que se atinja uma determinada velocidade, aumentando o KM 
aparente. 
Inibição acompetitiva ou incompetitiva 
Na inibição acompetitiva, o inibidor não se pode ligar à enzima no estado livre, mas 
somente ao complexo E-S. O complexo E-I-S assim formado, é enzimaticamente inativo. 
Este tipo de inibição é raro, mas pode ocorrer em enzima multiméricas. 
Inibição não-competitiva 
Os inibidores não-competitivos podem ligar-se à enzima e ao substrato ao mesmo tempo, 
ou seja, nunca se ligam ao sítio activo. Quer o complexo E-I, quer o complexo E-I-S, são 
enzimaticamente inativos. Tanto o KM aparente como o Vmax mudam neste caso, pois o 
inibidor não pode ser desligado da enzima por aumento da concentração de substrato (em 
contraste com o que acontece na inibição competitiva). 
Inibição mista 
Este tipo de inibição assemelha-se à inibição não-competitiva. Neste caso, o complexo E-I-
S possui atividade enzimática residual. 
Em muitos organismos, os inibidores podem agir como parte do mecanismo de 
retroalimentação. Se uma enzima produz um determinada substância em demasia, essa 
substância poderá agir como inibidor da enzima, no início da via que a produz, causando a 
redução ou paragem da produção da substância quando esta se acumula. Esta é um forma 
de retroalimentação negativa. Enzimas que estão sujeitas a esta forma de regulação são 
muitas vezes multiméricas e possuem sítios de ligação alostéricos para substâncias 
 26
reguladoras. Os seus gráficos substrato/velocidade não têm a forma hiperbólica mas sim 
forma sigmóide (curva em forma de S) 
O ácido fólico e a droga anticancerígena metotrexato são semelhantes na sua estrutura. 
Como resultado, o metotrexato é um inibidor competitivo de muitas das enzimas que 
utilizam os folatos. 
Os inibidores irreversíveis reagem com a enzima e formam ligações covalentes com a 
cadeia polipeptídica. Este tipo de inativação é irreversível. Um exemplo de inibidor 
irreversível é a eflornitina, uma substância utilizada no tratamento da doença do sono. A 
penicilina e a aspirina também atuam deste modo. Nestes casos, o composto liga-se ao 
centro ativo e a enzima converte-o a uma forma ativada que reage irreversivelmente com 
um ou mais resíduos de aminoácidos. 
Usos de inativadores 
Os inativadores são muitas vezes usados como medicamentos, mas também poderão atuar 
como venenos. No entanto, a diferençaentre um medicamento e um veneno é normalmente 
uma questão de dosagem, visto que a maior parte dos medicamentos e drogas são tóxicas a 
partir de certo nível. Como Paracelso disse: "Todas as coisas são um veneno e nada existe 
sem veneno, apenas a dosagem é razão para que uma coisa não seja um veneno". 
Igualmente, os antibióticos e outras drogas anti-infecciosas são apenas venenos que matam 
o agente patogênicos e não o hospedeiro deste. 
Um exemplo de um inativador que é usado como medicamento é a aspirina, que inibe a 
ciclooxigenase 1 e a ciclooxigenase 2, que são enzimas que produzem um mensageiro que 
age em casos de inflamação, neste caso uma prostaglandina, suprimindo assim a dor e a 
inflamação. O cianureto é um inativador enzimático irreversível, que se combina com cobre 
e zinco no sítio ativo da enzima citocromo c oxidase, bloqueando a respiração celular. 
Funções biológicas 
 
Modelo tridimensional de uma enzima. 
As enzimas exercem uma grande variedade de funções nos organismos vivos. São 
indispensáveis para a transdução de sinais, na regulação celular, muitas vezes por ação de 
cinases e fosfatases.[51] Através da sua ação podem gerar movimento, como no caso da 
miosina que hidroliza ATP, gerando contrações musculares. Também movimentam carga 
 27
através da célula, através da ação do citoesqueleto. Algumas enzimas são ATPases 
(funcionam como bombas iônicas), que se localizam na membrana celular, estando 
envolvidas do processo de transporte ativo. Algumas funções são mais oxóticas são 
operadas por enzimas, como é o caso da luciferase que gera luz nos pirilampos.[53] Os vírus 
podem conter enzimas que auxiliam na infecção de células (HIV-integrase e transcriptase 
reversa) ou na libertação celular de vírus (neuraminidase no vírus influenza). 
Uma importante função das enzimas tem lugar no sistema digestivo dos animais. Enzimas 
como as amilases e proteasess, quebram grandes moléculas como o amido e proteínas, 
respectivamente, em moléculas de menores dimensões, de maneira a que estas possam ser 
absorvidas no intestino. O amido não é absorvível no intestino, mas as enzimas hidrolisam 
as cadeias de amido em moléculas menores tais como a maltose e a glucose, podendo desta 
maneira ser absorvidas. Diferentes enzimas atuam sobre diferentes tipos de alimento. Nos 
ruminantes, que possuem uma dieta herbívora, bactérias no sistema digestivo produzem 
uma enzima denominada celulase que quebra as paredes celulares das células vegetais. 
As enzimas podem trabalhar em conjunto, seguindo uma ordem de atuação específica. 
Desta maneira podem formar vias metabólicas. Nestas vias, uma enzima processa o produto 
da ação de outra enzima como o seu substrato. Após a reação catalítica, o produto é depois 
entregue a outra enzima. Por vezes, mais do que uma enzima pode catalisar a mesma 
reação, em paralelo. Isto permite uma regulação mais complexa: 
As enzimas determinam que passos é que ocorrem nessa vias metabólicas. Sem a presença 
de enzimas, o metabolismo não progride através dos mesmo passos, nem é suficientemente 
rápido para que sirva as necessidades da célula. De fato, uma via metabólica tão importante 
como a glicólise não poderia existir sem a presença de enzimas. A glucose, por exemplo, 
pode reagir diretamente com o ATP para dar origem a um produto fosforilado em um ou 
mais carbonos. Na ausência de enzimas, este processo é tão lento que se torna 
insignificante. No entanto, se a enzima hexocinase for adicionada, estas reação lentas 
continuam a ser efetuadas, mas a fosforilação do carbono número 6 ocorre de maneira tão 
rápida que, se a mistura for testada pouco tempo depois, a glicose-6-fosfato o único produto 
significativo. Conseqüentemente, pode-se dizer que a rede de vias metabólicas existentes 
dentro de cada célula depende do conjunto de enzimas funcionais que estão presentes. 
Controlo da atividade 
A atividade enzimática na célula é controlada de cinco principais modos: 
A produção da enzima (transcrição e tradução dos genes que codificam a enzima) pode 
ser aumentada ou diminuída pela célula em resposta a mudanças no ambiente celular. Esta 
forma de regulação genética é designada como indução ou inibição da expressão 
enzimática. Por exemplo, as bactérias podem desenvolver resistência a antibióticos como a 
penicilina porque são induzidas enzimas (β-lactamases) que hidrolisam o anel beta-
lactâmico presente na estrutura do antibiótico e essencial para a sua atividade biológica. 
Outro exemplo é a importância das enzimas hepáticas citocromo P450 oxidases, envolvidas 
no metabolismo de desintoxicação de xenobióticos. 
 28
As enzimas podem encontrar-se compartimentadas, com diferentes vias metabólicas (ou 
partes de vias metabólicas) ocorrendo em diferentes compartimentos celulares. Por 
exemplo, os ácidos gordos são sintetizados por um conjunto de enzimas no citoplasma, no 
retículo endoplasmático e no complexo de Golgi e usados por um conjunto diferente de 
enzimas como fonte de energia na mitocôndria, através da β-oxidação. 
As enzimas podem ser reguladas por inibidores e ativadores. Por exemplo, os produtos 
finais de uma dada via metabólica são freqüentemente inibidores das enzimas que catalisam 
os primeiros passos da via (normalmente o primeiro passo factualmente irreversível), 
regulando assim a quantidade de produto final produzido pela via. Este tipo de regulação é 
denominado mecanismo de feedback (ou autoalimentação) negativo porque a quantidade de 
produto final é regulada pela sua própria concentração. Na prática, o feedback negativo 
ajusta a velocidade de síntese de metabólitos intermediários da via de acordo com a 
necessidade da célula. Este mecanismo ajuda na distribuição econômica e eficiente de 
compostos, evitando a produção excessiva de produtos finais. Tal como outros mecanismos 
homeostáticos, o controlo da atividade enzimática ajuda na manutenção de um ambiente 
interno estável em organismos vivos. 
As enzimas podem ser reguladas através da sua modificação pós-traducional. Este tipo de 
modificação inclui a fosforilação, a miristoilação e a glicosilação. Por exemplo, a 
fosforilação de diversas enzimas, como a glicogénio sintase, em resposta a um sinal da 
insulina, ajuda no controlo da síntese ou degradação do glicogênio e permite a resposta 
celular a variações da glicemia. Outro exemplo é a quebra da cadeia polipeptídica da 
quimotripsina, uma protease digestiva que é produzida numa forma inativa 
(quimotripsinogénio) no pâncreas e transportada então para o estômago, onde é ativada. 
Este mecanismo evita a digestão de tecidos pancreáticos (ou outros) pela quimotripsina 
antes de entrar no trato digestivo. Este tipo de precursor inativo de uma enzima é 
denominado zimogênio. 
Algumas enzimas tornam-se ativas quando são colocadas num ambiente diferente (por 
exemplo, de um ambiente citoplasmático redutor para um ambiente periplasmático 
oxidativo). Um exemplo encontra-se na hemaglutinina dos vírus Influenza (vírus da gripe), 
que sofre uma mudança conformacional quando encontra o ambiente acídico de vesículas 
da célula hospedeira, provocando a sua ativação[56]. 
Envolvimento em doenças 
 29
 
Fenilalanina hidroxilase. PDB 1KW0 
Uma vez que controlo da atividade enzimática é essencial para a homeostase, qualquer 
alteração em genes que codifiquem enzimas (mutações ou deleções) poderá ter como efeito 
o aparecimento de doenças genéticas. A importância das enzimas é demonstrada pelo fato 
de que uma doença letal pode ser causada pelo mau funcionamento de um único tipo de 
enzima entre as milhares que estão presentes no corpo humano. 
Um exemplo disso é que o acontece com o tipo mais comum de fenilcetonúria. Uma 
mutação num único aminoácido da enzima fenilalanina hidroxilase, que catalisa o primeiro 
passo na degradação da fenilalanina, resulta na acumulação da fenilalanina e dos produtosassociados. Isto pode causar atraso mental se a doença não for tratada.[57] 
Outro exemplo acontece quando mutações em genes que codificam enzimas envolvidas no 
reparo de DNA causam síndromes de cancro hereditário, tal com a xerodermia pigmentosa. 
Defeitos nestas enzimas podem causar cancro, visto que o corpo fica com uma habilidade 
menor para reparar mutações no genoma. Isto causa uma lenta acumulação de mutações e 
resulta no desenvolvimento de muitos tipos de cancro no paciente. 
Nomenclatura 
A determinação do nome das enzimas é normatizada por um comitê especializado, o 
Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular 
Biology (NC-IUBMB). 
Classes de enzimas 
Classe 
1 Oxirredutases 
Catalisam reações de oxirredução, transferindo elétrons, hidretos 
(H-) ou prótons (H+). 
Classe 
2 Transferases Transferem grupos químicos entre moléculas. 
 30
Classe 
3 Hidrolases 
Utilizam a água como receptor de grupos funcionais de outras 
moléculas. 
Classe 
4 Liases 
Formam ou destroem ligações duplas, respectivamente retirando 
ou adicionando grupos funcionais. 
Classe 
5 Isomerases Transformam uma molécula num seu isômero. 
Classe 
6 Ligases 
Formam ligações químicas por reações de condensação, 
consumindo energia sob a forma de ATP. 
A partir destas categorias principais, as enzimas ainda são subdivididas em outras 
categorias, podendo ser identificadas pelo seu número da EC; por exemplo, EC 5.4.2.2 é a 
fosfoglicomutase. 
Aplicações 
Enzimas digestivas tais como a amilase, protease e lipase, reduzem os alimentos em 
componentes menores que são mais facilmente absorvidos no trato digestivo. 
As enzimas contribuem enormemente para inúmeras indústrias. Enzimas de processamento 
alimentar tais como a glucoamilase podem reduzir o alimento em glicose. 
Uma aplicação industrial é a produção de antibióticos em larga escala. Encontram-se 
também determinados tipos de enzimas em produtos de limpeza, para ajudar a digerir 
gorduras e proteínas presentes em nódoas. 
Também são usadas em investigação laboratorial e na medição de concentrações de 
substâncias com interesse clínico (Patologia Clínica, análises clínicas). 
Enzimas como marcadores biológicos: 
Para o diagnóstico de muitas doenças, utiliza-se a pesquisa de enzimas no sangue, como um 
marcador de lesão em determinados tecidos que possuem enzimas específicas. 
Cardíaco: 
 
O diagnóstico precoce do infarto agudo do miocárdio (IAM) tem uma importância crítica 
 31
para a sobrevivência do paciente. O grau de eficácia da terapia trombolítica depende da 
maior ou menor precocidade do diagnóstico do IAM. Pelo menos um de cada três IAM não 
são clinicamente reconhecidos, nem pelo paciente, nem pelo médico devido a dor torácica 
atípica ou a ausência da mesma. 
Para modificar esta estatística, uma das maiores preocupações da atualidade nas salas de 
emergência dos hospitais em todo o mundo é o diagnóstico precoce e preciso dos IAM que 
não são detectados pelo eletrocardiograma (cerca de 50% segundo a Associação Americana 
de Cardiologia). Estes dados sugerem a necessidade de dispor de marcadores cardíacos no 
soro capazes de detectarem cada vez mais precocemente os danos causados no organismo 
pela necrose das células miocárdicas. 
Segundo a OMS o IAM deve ser diagnosticado na presença de pelo menos dois dos 
critérios seguintes: dor torácica do tipo isquêmica, de mais de 20 minutos de duração; 
evolução típica das variações eletrocardiográficas sugestivas de IAM; elevação ou 
diminuição das enzimas cardíacas séricas, indicativos de necrose miocárdica. 
Vários marcadores específicos surgiram nos últimos anos com esta finalidade. Após a lesão 
cardíaca, substâncias intracelulares passam para a circulação e suas concentrações no 
sangue dependem do tempo, da extensão, gravidade e caráter agudo das lesões celulares. A 
atividade enzimática e a concentração das proteínas na corrente sangüínea refletem 
normalmente um quadro atual. A velocidade (tempo) de aparecimento e de eliminação de 
cada um dos marcadores cardíacos no sangue é constante e específica, o que proporciona o 
estudo de suas sensibilidade e especificidade no diagnóstico. Além disso, a avaliação dos 
marcadores de injúria cardíaca é importante porque promove a confirmação do diagnóstico 
de IAM, proporciona um início precoce do tratamento adequado com, conseqüente melhora 
do prognóstico, permite um melhor acompanhamento do processo com redução no tempo 
de observação e menor tempo de internação (diminuição do custo). 
É importante salientar que essas análises permitem também a redução de altas com IAM 
não detectados, ocasionando uma diminuição da morbidade e mortalidade. 
Para melhor avaliação do estado atual do paciente e diagnóstico mais preciso, faz-se 
necessário a dosagem de mais de um marcador sérico e em tempos diferentes, dependendo 
do semi-período de eliminação dos mesmos pelo organismo. 
O questionamento central é: O que pedir e quando pedir? 
Dependendo do tempo do início da dor precordial, podemos afirmar que cada marcador tem 
um ponto ótimo de dosagem e que nem sempre são necessários todos os testes. É 
importante que o próprio serviço defina um protocolo padronizado a ser seguido, que 
atenda as necessidades técnicas e econômicas do serviço de saúde em que ele será 
empregado. 
Creatina Kinase (CK): 
É uma enzima citoplasmática e mitocondrial que catalisa a fosforilação reversível da 
creatinina com formação de ATP. A CK é composta de duas subunidades (M e B) que se 
combinam em três tipos: MM, MB e BB que são encontradas em maior proporção 
 32
respectivamente, no músculo esquelético, cardíaco e nos tecidos. Elevações de MM são 
encontradas nas disfunções tireoideanas e BB nas doenças gastrintestinais, adenomas, 
carcinomas, doenças vasculares, autoimunes e cirrose. Portanto, a sua elevação não 
significa necessariamente Infarto Agudo do Miocárdio (IAM). A associação clínica com 
ECG e outras provas laboratoriais aumenta o seu valor diagnóstico no IAM. A elevação do 
CK Total ocorre 4 a 8 horas após o início da dor peitoral, tendo o seu pico máximo de 12 a 
24 horas, retornando ao normal em 3 a 4 dias. 
Considerando as limitações da CK total, o CKMB é um marcador mais específico para 
detecção de lesões no miocárdio, pois 25 a 46% da concentração desta enzima encontram-
se no músculo cardíaco e apenas 5% no músculo esquelético. Elevações de CKMB ocorrem 
de 2 a 6 horas após as manifestações cardíacas, com pico máximo em torno de 24 horas, 
retornando ao normal dentro de 48 horas. Precocidade de sua detecção e maior 
especificidade faz com que ela seja o marcador de escolha em relação ao CK Total. 
CK-MB massa: 
Enquanto na dosagem de CK-MB é determinada a atividade da enzima, o teste de CK-MB 
massa detecta sua concentração, independentemente de sua atividade, o que torna o CK-
MB massa mais confiável que os testes de CK-MB atividade. Desta maneira, o CK-MB 
massa apresenta melhor sensibilidade analítica pois detecta enzimas ativas e inativas. 
A sensibilidade analítica também aumenta, já que pode detectar lesões no miocárdio 1 a 2 
horas antes do CK-MB. 
A menor incidência de resultados falso-positivos ocorre devido ao fato de o teste não sofrer 
interferência de outras enzimas com atividade semelhante. Na prática laboratorial pode-se 
encontrar valores de CK-MB maiores que CK total, isso ocorre devido a formas 
macromoleculares da enzima (macro-CK), que levam a resultados falso-positivos em 
ensaios de CK-MB. 
Hepático: 
TGO (transaminase glutâmico oxaloacética) e TGP (transaminase glutâmico pirúvica) 
são marcadores de lesão hepática, ou seja, são enzimas que quando alteradas mostram que 
há lesão das células do fígado, esta lesão pode ser causada por hepatite, remédios e outras 
causas. 
GamaGT (gama glutamil transferase) é umaenzima marcadora de colestase, ou seja, um 
acumulo de bile no sistema hepático, pode ocorre por obstrução das vias biliares devido a 
um calculo ou mesmo em uma hepatite quando a função do figado fica prejudicada. 
Diferentemente do TGP, a TGO não é exclusivamente utilizada para a avaliação da 
integridade dos hepatócitos. A determinação da atividade sérica dessa enzima pode ser útil 
em hepatopatias, e miopatias. Na hepatite viral, valores 20 ou mais vezes superiores ao 
normal são quase sempre encontrados na fase aguda. Valores elevados podem ser vistos 
também na hepatite alcoólica e em necroses hepatocíticas tóxicas ou isquêmicas. Na 
mononucleose, é comum o encontro de valores elevados de TGO, mas a DHL aumenta 
mais. Em miopatias a TGO aumenta, além de outras enzimas como a CPK e a DHL. 
 33
Infartos renais, pulmonares ou de grandes tumores podem causar aumentos de TGO. Em 
todos esses casos, a DHL também aumenta. Aumentos de TGO podem ainda ser vistos em: 
mixedema, anemias hemolíticas e choque. Como a enzima está presente em eritrócitos, a 
ocorrência de hemólise eleva sua atividade no soro Transaminase Glutâmico Pirúvica 
Interpretação e comentários - O teste é útil na avaliação de hepatopatias. É um teste 
sensível para lesão hepatocítica e recomendado para rastreamento de hepatites. Aumentos 
de TGP podem ocasionalmente ser vistos em doenças extra-hepáticas, como miopatias. 
Outras enzimas, como CPK, DHL, aldolase e TGO, podem definir o estado de miopatia. A 
TGP é menos sensível que a TGO para avaliação de hepatopatia alcoólica. Gama 
Glutamiltransferase Interpretação e comentários - A gamaglutamiltransferase (gama-GT) 
catalisa a transferência do ácido glutâmico de um peptídeo para outro, ligando-o sempre ao 
grupo gamacarboxílico. Essa enzima parece também facilitar a transferência 
transmembrana do ácido glutâmico. A determinação da atividade da gama-GT é útil na 
avaliação das hepatopatias agudas e crônicas, estando a atividade enzimática elevada nos 
quadros de colestase intra ou extra-hepática. Os níveis de gama-GT também se elevam na 
doença hepática alcoólica aguda ou crônica e nas neoplasias primárias ou metastáticas. 
Eventualmente, a dosagem da atividade da gama-GT pode ser utilizada na comprovação do 
uso de álcool pelo paciente. Nesse caso, é importante afastar outras causas de sua elevação. 
A determinação da fosfatase alcalina é útil na avaliação e seguimento de hepatopatias, 
processos colestáticos em geral e no diagnóstico e seguimento de processos ósseos que 
resultam em aumento da sua atividade. Não se trata de uma enzima única, mas de uma 
família de isoenzimas, de origens variadas, principalmente hepática e óssea. 
 
 
 34
Visão geral do metabolismo de aminoácidos e proteínas: 
 
Os aminoácidos são sólidos a temperatura ambiente sendo solúveis em solução aquosa, ou 
seja, plasma sanguíneo. 
1g/kg/dia quantidade necessária para suprir 1k por dia, ou seja, uma pessoa de 80 kg 
precisara de 80g de aminoácidos essenciais por dia. 
No tubo digestório os aminoácidos essenciais são desnaturados pela mudança do pH no 
estomago e posteriormente hidrolisados por enzimas especificas denominadas peptidases 
ou proteases (pois quebram as ligações peptídicas que unem os aminoácidos entre si). 
o Estas enzimas são encontradas nos sucos gástrico, entérico e pancreático. 
As peptidases podem ser classificadas de acordo com o local onde agem nas proteínas. 
o Endopeptidases: são aquelas que hidrolisam as ligações peptídicas internas 
quebrando as proteínas em fragmentos peptídicos cada vês menores. 
- tripsina 
- tripepsina 
- dipepsina 
o Exopeptidases: são enzimas que agem apenas nas extremidades da molécula 
protéica, isto é nas ligações peptídicas da adjacência retirando o ultimo aminoácido 
da extremidade.Dependendo das extremidades em que atuam podem ser 
classificadas em: 
- Carboxipeptidases: atuam na extremidade carboxílica. 
- Aminopeptidases: atuam sobre a extremidade amínica. 
 35
Tanto endo como exopeptidases agem simultaneamente sobre a proteína e uma vês que a 
mesma se encontre totalmente hidrolisadas até aminoácidos, estes serão absorvidos e 
transportados para o fígado. 
Do fígado parte dos aminoácidos parte deles é lançada novamente na corrente sanguínea 
outra parte e usado para a síntese de novas proteínas que serão lançadas na corrente 
sanguínea e distribuída para todos os tecidos do organismo. 
 
 
Síntese protéica: 
Proteínas com 
função: estrutural 
como o colágeno, 
imunológica por 
exemplo Igm, 
enzimática, 
hormonal como a 
insulina. 
 
 
Proteólise: 
É à volta da síntese protéica, pois após as proteínas cumprirem seu papel biológico ou seja 
suas funções biológicas, são novamente degradadas ate aminoácidos livres. 
Compostos nitrogenados não protéicos (CNÑP): 
 36
Bases 
nitrogenadas: 
 
Porfirinas: citocromos, heme e etc... 
Degradação e excreção de aminoácidos: 
Após as proteínas cumprirem seu papel biológico, ou seja, suas funções biológicas, são 
novamente degradadas ate aminoácidos livres. 
Os aminoácidos livres são armazenados, mas não em grandes quantidades mantendo-se 
num pool relativamente constante, mas os excedentes são por suas vezes constantemente 
degradados e excretados na forma de produtos mais simples. 
O aumento de aminoácidos na dieta aumenta sua degradação e excreção. 
Durante o processo de degradação o nitrogênio é retirado e convertido em uréia, sua forma 
mais importante de excreção. 
O restante da cadeia carbônica é reutilizado para fins energéticos. 
Estes processos envolvem três etapas: 
o Transaminação: transferência do grupo amina NH3+ para um cetoacido. 
o Desaminação: para que o aminoácido seja degradado é necessário que ocorra a 
eliminação de sal fração amínica. 
o Ciclo da uréia: a uréia é o principal catabólito dos aminoácidos sendo proveniente 
da amônia. 
Cadeia carbônica reaparece para fins energéticos. 
Balanço nitrogênico (BN): 
É a diferença entre o nitrogênio ingerido e o excretado, que deve ser igual a zero nos 
indivíduos adultos normais. 
 BN = N ingerido – N excretado 
BN = zero normal 
 37
BN > zero ocorre em crianças em desenvolvimento pelo acumulo de proteínas. 
BN < zero perda excessiva de proteínas pode ocorrer em: 
- doenças degenerativas (tumores). 
- Processos hemorrágicos. 
- Inanição prolongada. 
Ciclo da uréia: 
No ciclo da uréia, a amônia vai ser convertida em uréia, nas mitocôndrias dos hepatócitos. 
Este ciclo foi descoberto em 1932, por Hans Krebs. A produção de uréia é o destino de 
grande parte da amônia que enviada ao fígado e ocorre quase sempre nele. 
Reações 
O ciclo da uréia consiste em cinco reações - duas dentro da mitocôndria e três no citosol. O 
ciclo utiliza dois grupos amino, um do NH4+ , e um do aspartato, e um carbono do HCO3- 
para formar a uréia, que é relativamente atóxica. Essas reações utilizam a energia de quatro 
ligações de fosfato (3 de ATP, que são hidrolizados a 2 ADP e 1 AMP). A molécula de 
ornitina é a carregadora desses átomos de carbonos e nitrogênios. 
Depois de formada a uréia é lançada na corrente sanguínea, de onde vai ser captada pelos 
rins para depois ser excretada na urina. 
Regulação 
A regulação do ciclo da uréia pode ser de forma lenta ou rápida. A regulação lenta acontece 
em duas situações: com uma dieta de teor de proteína muito alto ou em jejum prolongado. 
No caso da dieta rica em proteínas, o excesso de aminoácidos são oxidados, dando origem a 
cetoácidos, e os grupos aminos resultam em um aumento na produção de uréia. No caso do 
jejum prolongado, a degradação das proteínas dos músculos vão ser intensificadas, já que 
as cadeiascarbônicas desses aminoácidos vão ser utilizadas na neoglicogênese; e a 
eliminação dos grupos aminos restantes vai aumentar a excreção de uréia. Portanto nas duas 
situações vai ocorrer um aumento da síntese de enzimas do ciclo da uréia e 
carbamoilfosfato sintetase. 
A regulação rápida, também chamada de alostérica, ocorre quando a carbamoilfosfato 
sintetase é estimulada por N-acetilglutamato, que é um composto produzido a partir de 
glutamato e acetil-coa. Esta reação é catalisada pela N-acetilglutamato sintase, que é 
ativada por arginina (que é um intermediário do ciclo da uréia). Portanto se a produção de 
uréia não conseguir eliminar toda a amônia produzida pela oxidação de aminoácidos, vai 
haver o acúmulo de arginina. O seu acúmulo vai provocar um aumento da concentração de 
N-acetilglutamato. O N-acetilglutamato então vai estimular a carbamoilfosfato sintetase, 
 38
essa enzima vai fornecer um dos substratos do ciclo da uréia. Assim a arginina vai adequar 
a velocidade de formação de amônia à sua conversão em uréia. 
Ciclo da uréia: 
 
 39
Estudo dirigido de Bioquímica – B1 
1) O que são aminoácidos? 
2) Quais são as funções dos aminoácidos? 
3) Qual a importância dos grupos R (radical) dos aminoácidos? 
4) Fale sobre a classificação dos aminoácidos quanto a ser essencial e não essencial, 
citando os essenciais. 
5) Fale sobre o carbono alfa dos aminoácidos. 
6) Fale sobre o destino dos aminoácidos. 
7) Fale sobre a fixação do nitrogênio e a fonte primária dos aminoácidos. 
8) O que significa carbono quiral? 
9) Comente a síntese dos aminoácidos. 
10) O que é ligação peptídica? Esquematize. 
11) Qual a unidade básica de uma proteína? 
12) Descreva estrutura de um ribossomo. 
13) Descreva o processo de síntese protéica (tradução e transcrição do DNA) 
bioquimicamente. 
14) De acordo com a tabela anexa nesta apostila dê a seqüência de aminoácidos das fita 
de DNA: ATTCCGGGCTATACCCGGGATTC 
15) Fale sobre a importância da estrutura tridimensional das proteínas, e a importância 
da precisão da informação genética nesta estrutura. 
16) Fale sobre as estruturas: primária, secundária, terciária e quaternária de proteínas. 
17) Quais são as funções das proteínas? Fale sucintamente de cada uma. 
18) Descreva o processo de digestão das proteínas. 
19) O que são enzimas? Qual a importância destas para o sistema biológico? 
20) Quais são os fatores que afetam a atividade enzimática? 
21) Comente brevemente o histórico dos estudos de enzimas. 
22) Explique a especificidade enzimática. 
23) Comente o complexo enzima-substrato. 
24) O que é regulação alostérica da atividade enzimática? 
25) O que são coenzimas e cofatores? Qual a importância destes? 
26) Comente sobre inibidores enzimáticos, bem como a sua importância e os tipos de 
inibição. 
27) Fale sobre a nomenclatura de enzimas. 
28) Qual a importância para o diagnóstico clínico das enzimas (chamadas marcadores 
bioquímicos)? Dê exemplos de enzimas e o que indicam no diagnostico. 
29) Fale sobre a visão geral do metabolismo de aminoácidos e proteínas. 
30) Qual a importância do ciclo da uréia? Em que órgão e compartimento celular 
ocorre? 
31) Fale sobre o balanço nitrogenado, e em quais condições este balanço desloca para 
positivo ou negativo. 
 
 40
Bases Nitrogenadas 
As bases nitrogenadas são compostos com esqueleto em anel contendo Nitrogênio. Elas 
podem ser de dois tipos: 
pirimidicas: derivadas co composto pirimidina e contém apenas um anel hexagonal 
púricas: derivadas do composto purina e contém dois anéis, um hexagonal e outro 
pentagonal 
Quando o DNA está em dupla hélice, as bases estão na forma mais estável quando 
emparelhadas com a sua base complementar: Adenina (A) com Timina (T) ou Uracila (U), 
e Citosina (C) com Guanina (G). 
 
 
 41
 
Bases nitrogenadas: 
São assim chamadas de bases em virtude de seu caráter alcalino e do nitrogênio que 
possuem, são derivados de aminoácidos CNÑP. 
Bases púricas e pirimidicas: 
o Pirimidicas: citosina, timina, uracila. 
o Púricas: adenina e guanina. 
o Nucleosídeos: ocorre quando bases nitrogenadas se ligam a pentoses, bn + pentose. 
o Nucleotídeos: ocorre quando nucleosídeos se ligam ao fosfato, bn + pentose + 
fosfato, por exemplo, AMP (adenosina mono-fosfato), ADP (adenosina difosfato), 
ATP (adenosina tri-fosfato), GTP, UDP e etc... 
o Origem das bases nitrogenadas: 20% proveniente da dieta e 80% sintetizado no 
próprio corpo. 
Na digestão: nucleotídeos provenientes da dieta. 
 42
 
As bases púricas e pirimidicas: que são provenientes da dieta são absorvidas e 
catabolizadas pelas células intestinais (não passando para a corrente sanguínea) sendo então 
metabolizadas pela flora bacteriana intestinal, desta forma o aproveitamento desta bases 
nitrogenadas é escasso, por isso deverão estas bases ser sintetizadas endogenamente e a isso 
denominamos de síntese de novo. 
o Síntese das bases pirimidicas: 
Molécula precursora: carbamil-p e aspartato. 
Enzima marca passo: aspartato transcarbaminase. 
 
Regulação: ocorre por feedback onde a concentração dos produtos finais inibem as enzimas 
marca passo. 
Degradação das bases pirimidicas: são reações inversas a sua síntese, ocorre principalmente 
no fígado. 
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A deficiência da enzima pirofosforilase oritidilica, que transforma o acido orotico em UMP, 
resulta em um aumento deste acido na corrente sanguínea e como conseqüência tem-se o 
seu aparecimento na urina. 
- Esta patologia é denominada aciduria orotica que é a excreção anormal de acido 
orotico na urina. 
- Seu controle pode ser através da administração de UMP. 
No catabolismo das bases pirimidicas, ao contrário do que acontece no 
caso das bases púricas, o anel sofre rotura formando-se CO2 e amoníaco e β-aminoácidos 
que 
podem ser catabolisados ou serem parcialmente excretados intactos na urina; no caso da 
timina 
o β-aminoácido formado é o β-aminoisobutirato. O amoníaco é transformado em ureia, 
mas dado o baixo metabolismo dos nucleotídeos relativamente ao dos aminoácidos o seu 
contributo para esta formação é relativamente pequeno. 
o Síntese das bases púricas: ocorre principalmente no fígado e intestino com 
localização citoplasmática celular, a biossíntese tem seu inicio utilizando como 
suporte uma molécula de ribose fosfato, sobre ela como numa linha de montagem 
vão se organizando sucessivamente as bases nitrogenadas. 
o Além de serem utilizadas na síntese de DNA e RNA, as purinas são componentes 
importantes de várias biomoléculas, como o ATP, GTP, AMPc, NADH, e 
Coenzima A. 
 
Reações de poupança: reações que utilizam bases para a síntese dos nucleotídeos, tais 
reações economizam energia. 
Degradação das bases púricas: 
 
 44
No homem o produto final do catabolismo das bases púricas é o acido úrico que quando em 
excesso no sangue (hiperuricemia), se localiza nas articulações formando uratos 
promovendo a inflamação e dores localizadas a isso se denominam gota úrica. 
Métodos utilizados para seu tratamento: 
- Dieta hipoprotéica 
- Aumento da ingestão de líquidos, aumento da volemia. 
Uso terapêutico de medicamentos conhecido como o alopurinol, cuja ação é inibir a ação da 
enzima xantina oxidase, impedindo a formação de acido úrico. 
Via de salvamento: 
As bases púricas e pirimídicas são recicladas pela via de salvamento. As purinas livres 
formados na degradação de nucleotídeos purínicos são em grande parte recuperadas e 
empregadas novamente na síntese de nucleotídeos. Isto ocorre pela via de recuperação, que 
são vias bem simples. Uma das vias de salvamento se resume a uma única reação, que é 
catalisada pela adenosina fosforribosil transferase, onde a adenosina livre reage com o 
PRPP formando a adenina nucleotídeo correspondente.