METABOLISMO DOS AMINOACIDOS

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Nos animais, os aminoácidos podem sofrer degradação oxidativa em três 
circunstâncias metabólicas diferentes:
1. Durante a síntese e degradação normais das proteínas celulares (renovação, ou 
turnover, das proteínas) alguns dos aminoácidos liberados pela quebra das proteínas 
serão degradados por oxidação, caso eles não sejam necessários para a síntese de 
novas moléculas.
2. Aminoácidos livres não podem ser armazenados, assim, quando a dieta é rica em 
proteínas e a quantidade de aminoácidos ingeridos é maior que as necessidades 
corporais de biossíntese, o excedente é catabolizado.
3. Durante o jejum prolongado ou o diabetes melito, quando os carboidratos estão 
inacessíveis ou não são utilizados adequadamente, as proteínas corporais serão 
hidrolisadas e seus aminoácidos empregados como combustível.
Oxidação dos aminoácidos
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Lehninger - Princípios de Bioquímica, 2000.
2
Visão geral do catabolismo dos aminoácidos nos mamíferos
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Lehninger - Princípios de Bioquímica, 2000.
3
Ciclo do nitrogênio
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Biesalski – Nutrição texto e atlas, 2007.
•Bactérias de 
nitrificação
(nitrossomonas);
• Bactérias
nitrificantes 
(nitrobacter).
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Níveis estruturais das proteínas
Estrutura primária
Estrutura secundária
Estrutura terciária
Estrutura quaternária
Dois 
monômeros
Proteínas globulares
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Hélice
Não estruturada
Folha dobrada
Biesalski – Nutrição texto e atlas, 2007.
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Ciclo endógeno de nitrogênio
Degradação de proteínas
Síntese protéica
Ingestão de N
Excreção de N
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Biesalski – Nutrição texto e atlas, 2007.
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Importância dos aminoácidos
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Biesalski – Nutrição texto e atlas, 2007.
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Princípios da digestão Proteínas
Desnaturação
Fragmentos 
maiores
Peptídeos
Aminoácido
Aminoácido
Aminoácido
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Biesalski – Nutrição texto e atlas, 2007.
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Energia dos alimentos Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Biesalski – Nutrição texto e atlas, 2007.
9
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Parte do trato digestivo humano (gastrointestinal)
Champe – Bioquímica ilustrada, 2006.
10
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Clivagem da proteína da dieta pelas proteases do pâncreas
Champe – Bioquímica ilustrada, 2006.
11
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Digestão e absorção
Biesalski – Nutrição texto e atlas, 2007.
12
Digestão e absorção
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Biesalski – Nutrição texto e atlas, 2007.
13
Fontes e destinos dos aminoácidos
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Champe – Bioquímica ilustrada, 2006.
14
Digestibilidade das proteínas
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Biesalski – Nutrição texto e atlas, 2007.
15
Digestibilidade das proteínas
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Biesalski – Nutrição texto e atlas, 2007.
16
Ingesta de proteínas
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Biesalski – Nutrição texto e atlas, 2007.
17
Metabolismo dos aminoácidos após absorção
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Biesalski – Nutrição texto e atlas, 2007.
18
Para transporte de aminoácidos (intestino, rim e cérebro)
(a associação ao radical glutation facilita a absorção dos aminoácidos pelas células)
Ciclo do γγγγ-glutamil
Glutationa (γγγγ-glutamilcisteinilglicina)
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Devlin – Manual de Bioquímica com Correlações 
Clínicas, 2003.
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REMOREMOÇÇÃO DO NITROGÊNIO DOS AMINOÃO DO NITROGÊNIO DOS AMINOÁÁCIDOSCIDOS
1. Transaminação: direcionamento dos grupos amino ao αααα-cetoácido
Transaminações catalisadas por enzimas
a) Alanina aminotransferase (ALT): transaminase glutâmico-pirúvica (TGP)
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Lehninger - Princípios de Bioquímica, 2000.
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b) Aspartato aminotrasferase (AST): transaminase glutâmico-oxalacética (TGO)
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Champe – Bioquímica ilustrada, 2006.
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2. Desaminação oxidativa
a) Glutamato desidrogenase
aminotransferase
aminotransferase Glutamato desidrogenase
αααα-cetoácidos
αααα-aminoácidos
αααα-cetoglutarato
glutamato
Glutamato 
desidrogenase
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Champe – Bioquímica ilustrada, 2006.
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b) aminoácido oxidase
αααα-aminoácido + FMN
αααα-iminoácido
ΗΗΗΗ2222ΟΟΟΟ
αααα-cetoácido ΝΗΝΗΝΗΝΗ3333+
serina
Aminoacrilato
(instável)
H2O
serina desidratase
Ác. pirúvico+NH3
H2O
iminoácido
H2O
3. Desaminação não-oxidativa
FMNH2+
oxidase
aminotransferase
O2
H2O2
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
αααααααα--cetocetoáácidoscidos
αααααααα--cetocetoáácidoscidos
LL--aminoaminoáácidoscidos
DD--aminoaminoáácidoscidos
Champe – Bioquímica ilustrada, 2006.
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Aminoácidos da 
proteína ingerida
Proteína 
celular
Fígado
Alanina 
do 
músculo
Glutamina 
do músculo 
ou de outros 
tecidos
NH4+, uréia, ou ácido úrico
Aminoácidos
Piruvato
αααα-cetoácidos
αααα-cetoglutarato
Glutamina
αααα-cetoglutarato Glutamato
Catabolismo dos grupos amino
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Lehninger - Princípios de Bioquímica, 2000
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Eliminação hepática de nitrogênio
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Biesalski – Nutrição texto e atlas, 2007.
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4. Descarboxilação dos aminoácidos
Exemplos:
aspartato
Aspartato ββββ-descarboxilase
Alanina
histidina histamina
triptófano serotonina
lisina cadaverina
ornitina putrescina
serina etanolamina
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
*
*
• É uma reação de retirada do grupo carboxila do carbono beta dos 
aminoácidos, havendo a formação de outro aminoácido ou composto 
aminado.
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
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Ciclo da glicose-alanina (alanina transporta amônia dos músculos para o fígado)
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Lehninger - Princípios de Bioquímica, 2000
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EXCREEXCREÇÇÃO DO NITROGÊNIO E O CICLO DA URÃO DO NITROGÊNIO E O CICLO DA URÉÉIAIA
O ciclo da uréia e as reações que nele introduzem os grupos amino
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
2ATP
NH2
NH2
Champe – Bioquímica ilustrada, 2006.
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Carbamoil sintetase I
CO2 + NH3 + 2 ATP
Carbamoil fosfato
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
RegulaRegulaçção do ciclo da urão do ciclo da urééiaia
+ NH3
- uréia
Champe – Bioquímica ilustrada, 2006.
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Metabolismo da amôniaMetabolismo da amônia Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Glutamato
Glutamina 
sintetase
Glutaminase
Glutamato
Champe – Bioquímica ilustrada, 2006.
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Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Hiperamonemia hereditária
[NH3] > 1000 µmol/L
Champe – Bioquímica ilustrada, 2006.
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Interconexões entre o ciclo da uréia e o ciclo do ácido cítrico (bicicleta de Krebs)
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Lehninger - Princípios de Bioquímica, 2000.
32
Sumário do catabolismo dos aminoácidos Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Lehninger - Princípios de Bioquímica, 2000.
Triptófano-
fenilalanina, tirosina e 
isoleucina 
(glicocetogênicos)
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Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Erros inatos do metabolismo dos aminoácidos
Lehninger - Princípios de Bioquímica, 2000.
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Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Erros inatos do metabolismodos aminoácidos
Champe – Bioquímica ilustrada, 2006.
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Vias alternativas para o catabolismo da fenilalanina em pessoas com fenilcetonúria
Fenilcetonúria
(acúmulo de 
fenilpiruvato nos 
tecidos, sangue 
e na urina)
Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Lehninger - Princípios de Bioquímica, 2000.
Síntese de aminoácidos
Biossíntese de aminoácidos não-essenciais
glutamato + piruvato →
←
αααα-cetoglutarato + alanina
Na maioria dos animais os aminoácidos não-essensiais, a alanina e o 
aspartato, se originam a partir do piruvato e do oxaloacetato, 
respectivamente, por transaminação a partir do glutamato
glutamato + oxaloacetato →← αααα-cetoglutarato + aspartato
Em muitas bactérias o aspartato é o precursor direto da asparagina, numa 
reação catalisada pela asparagina sintetase, que é análoga à reação da 
glutamina sintetase.
aspartato + glutamina →
← asparagina + glutamato
Asparagina sintetase
ATP
AMP + PPi
Síntese de aminoácidos
Biossíntese de aminoácidos não-essenciais
Síntese de tirosina
Fenilalanina + NADPH + H+ O2+ Tirosina NADP++ + H2O
Biossíntese de cisteína a partir da metionina
Metionina S-adenosilmetionina
Metionina adenosil 
trasnferase
S-adenosilomocisteína
Transferência do 
grupo metil
Adenosilomocisteinase
Homocisteína
adenosina
Cistationa ββββ-sintetase
Cistationina
Cistationina γγγγ-liase
Cisteína
αααα-cetobutirato e íon amônio
Síntese de aminoácidos
Biossíntese da serina a partir do 3-fosfoglicerato
3-fosfoglicerato 3-fosfoidroxipiruvato
Fosfoglicerato 
desidrogenase
3-fosfoserina
Fosfoserina 
transaminase
Serina (3c)
H2O
Glicina 
(2C)
Serina hidroximetil 
transferase THF
NAD+ NADH + H+ Fosfoserina 
fosfatase
Síntese de aminoácidos
Biossíntese de prolina
αααα-cetoglutarato
Glutamato 
desidrogenaseNADPH + NH4
+ NADP+
Glutamato
αααα-semialdeído
Glutamato quinase 
desidrogenase
Glutamina
Glutamina sintetase
Pirrolina 5-carboxilato
Prolina
Pirrolina carboxilato 
redutaseNADPH NADP
+
Síntese de aminoácidos
Biossíntese da isoleucina a partir da treonina na E. coli
treonina
Treonina desidratase
αααα- cetobutirato
αααα- ceto-αααα-hidroxibutirato
α,βα,βα,βα,β- diidroxi-ββββ-metilvalerato
αααα- ceto-ββββ-metilvalerato
isoleucina
Acetolactato sintetase
Cetol-ácido redutoisomerase
Diidroxiácido desidratase
transaminase
Síntese de aminoácidos
Família dos aminoácidos – Via de Biossíntese
Família do glutamato αααα-cetoglutarato
Glutamato
Glutamina Prolina Arginina
Família do aspartato ΟΟΟΟxaloacetato
Aspartato
asparagina metionina treonina
lisina
isoleucina
Família da serina
Síntese de aminoácidos
Família dos aminoácidos – Via de Biossíntese
3333−−−−fosfoglicerato
Serina
cisteína glicina
Família do piruvato
Piruvato
valina alanina
leucina
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Desaminação de aminoácidos e ciclo da uréia
Bibliografia
Básica
• Princípios de Bioquímica. A. Lehninger; D.I. Nelson & M.M. Cox. Ed. Savier, 3ª edição, 2000.
• Bioquímica Ilustrada. P.C. Champe & R.A. Harvey. Ed. Artes Médicas, 3ª edição, 2006.
• Nutrição: Texto e Atlas. H. K. Biesalski & P. Grimm. Ed. Artes Médicas, 1ª edição, 2007.
• Bioquímica. J.M. Berg, J.L. Tymoczko, & L.Stryer. Ed. Guanabara Koogan, 5ª edição, 2004.
• Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. Devlin, T.M. Ed. Edgard Blucher, 5ª edição, 2003.
Complementar
• Bioquímica Básica. A. Marzzoco, & B.B. Torres. Ed. Guanabara Koogan, 2ª edição, 1999.
• Bioquímica. Voet, D. & Voet, J.G. Ed. Artes Médicas, 2004.