Metabolismo dos Aminoácidos

Prévia do material em texto

UC2 - BIOQUÍMICA
METABOLISMO
DOS AMINOÁCIDOS 
Todos os dias, são degradadas de 3 a 4 g de proteína por kg de
peso corporal, quando elas já alcançaram sua vida útil, sendo 80-
90% recicladas. O nitrogênio restante forma outros compostos
nitrogenados e/ou é excretado. Por isso, é recomendável uma
ingestão diária de proteínas de 0,8 g por kg (segundo a OMS). 
QUANDO A DEGRADAÇÃO
AUMENTA?
TUDO
COMEÇA
COM
GLUTAMINA É FORMADA
A PARTIR DE GLUTAMATO
E AMÔNIO LIVRE
Quando o balanço de nitrogênio é negativo.
Exemplos: Dieta hiperproteica, jejum
prolongado, diabetes, neoplasias e dietas
pobre em carboidratos. 
GLUCAGON OU FATOR DE
NECROSE TUMORAL (TNF)
Ativam a proteólise no músculo. As
proteínas são ubiquitinadas e
degradadas pelos proteassomos.
Elas são convertidas em alanina
(1N) e glutamina (2N) e
transportadas para o fígado.
Reação catalisada pela glutamina sintetase com
gasto de 1 ATP.
Balanço de N =
Nitrogênio ingerido -
Nitrogênio Excretado
O aminoácido é desaminado e oxidado pela glutamato
desidrogenase, que reduz uma coenzima NAD+ ou
NADP+, produzindo alfa-cetoglutarato, amônio e NADH
ou NADPH.
ALANINA E GLUTAMATO
SÃO FORMADOS A
PARTIR DE REAÇÕES DE
TRANSAMINAÇÕES
Transaminases transferem um grupo amino de um aminoácido para um alfa-
cetoácido. A transaminase Alanina Aminotransferase (ALT) transfere do
glutamato para o piruvato, formando alfa-cetoglutarato e alanina.
Já a Aspartato Aminotransferase (AST) catalisa a reação de transaminação de
um aspartato para um alfa-cetoglutarato, formando glutamato e oxaloacetato.
O QUE ACONTECE COM
A GLUTAMINA E A
ALANINA NO FÍGADO,
DURANTE O JEJUM?
Elas perdem o seu grupo
amina, o qual será excretado
na forma de uréia, enquanto o
alfa-cetoácido formado pode
ser usado na neoglicogênese
para produzir glicose.
A UREIA É SINTETIZADA NO FÍGADO A
PARTIR DE DOIS AMÔNIOS 
Um deles vem do aspartato e o outro de forma livre, como produto da hidrólise da
glutamina dentro da mitocôndria por uma glutaminase ou da reação catalisada pela
glutamato desidrogenase já explicada. A enzima Aspartato Aminotransferase (AST) é
capaz de realizar a transaminação de um glutamato para um oxaloacetato,
formando além do aspartato, um alfa-cetoglutarato.
6 (2NADH) -
4 = 2 ATP
1. Com gasto de 2 ATP, a Carbamoil Fosfato Sintetase 1 (CPS1) catalisa a primeira
reação do ciclo da uréia ainda na mitocôndria, a condensação da amônia com o
bicarbonato, formando carbamoil fosfato.
2. A Ornitina Transcarbamilase (OTC) condensa a ornitina com o carbamoil fosfato ,
formando citrulina.
3. A citrulina é translocada para o citosol, onde é combinada com o aspartato pela
Argininosuccinato Sintase (ASS), produzindo argininosuccinato. Envolve a hidrólise
de 1 ATP, produzindo 1 AMP e dois fosfatos inorgânicos, ou seja, o equivalente ao
gasto de 2 ATP.
4. A Argininosuccinato Liase (ASL) cliva o argininosuccinato em fumarato e arginina.
O fumarato pode entrar no ciclo de Krebs e ser convertido em malato e depois em
oxaloacetato numa reação onde NAD+ é reduzido a NADH.
5. A enzima Arginase (ARG1) é aquela que hidrolisa a arginina produzindo ornitina e
uréia.
A ornitina é translocada para a mitocôndria, onde dá prosseguimento ao ciclo na
reação 2.
- 
SALDO DE ATP DOSALDO DE ATP DO 
 CICLO DA URÉIACICLO DA URÉIA 
Para formar aspartato e amônio livre a
partir de outros dois aminoácidos e no
final produzir uma molécula de uréia (2N)
tem-se um saldo positivo de 2 ATP por
ciclo, ou melhor, 1 ATP por aminoácido
degradado.
AMINOÁCIDOS
NEOGLICOGÊNICOS 
Alguns aminoácidos geram alfa-
cetoácidos intermediários do ciclo
de Krebs e por isso podem gerar
glicose na neoglicogênese do
fígado.
Outros são importantes
precursores de acetil-coenzima
A, principal substrato para a
formação de corpos cetônicos.
AMINOÁCIDOS
CETOGÊNICOS 
QUESTÕES TEÓRICAS
QUESTÃO 1
Durante um período prolongado de
jejum, o organismo recorre a
mecanismos para manter a glicemia.
Qual das alternativas melhor descreve
o papel dos aminoácidos nesse
contexto?
a) Aminoácidos são convertidos
diretamente em glicose no músculo e
transportados ao cérebro.
b) A alanina transporta grupos amina
do fígado ao músculo para regeneração
de proteínas.
c) Aminoácidos são degradados no
músculo, gerando alanina e glutamina,
que são transportadas ao fígado, onde
fornecem substratos para a
gliconeogênese.
d) No jejum, há supressão da
gliconeogênese e priorização da via das
pentoses no fígado.
QUESTÃO 2
Sobre a formação de aminoácidos nos
músculos, classifique as afirmações a
seguir como verdadeiras (V) ou falsas
(F):
a) ( ) A glutamina é formada a partir do
glutamato por uma reação que
consome ATP e incorpora um íon
amônio (NH₄⁺).
b) ( ) A enzima glutamina sintetase é
dependente de piridoxina (vitamina B6)
para sua atividade.
c) ( ) A alanina é formada no músculo
pela transaminação entre o glutamato
e o piruvato, catalisada pela alanina
aminotransferase.
QUESTÃO 3
Ordene os seguintes eventos metabólicos
que ocorrem no fígado após a chegada de
glutamato (resultante do transporte de
nitrogênio a partir de aminoácidos
periféricos):
1.Conversão do carbono (vindo de
piruvato) em glicose via gliconeogênese
2.Desaminação oxidativa do glutamato,
liberando amônio
3.Entrada do glutamato na mitocôndria
4.Uso do amônio no ciclo da ureia
d) ( ) O alfa-cetoglutarato, cetoácido
correspondente ao glutamato, é central
no metabolismo nitrogenado porque
pode receber grupos amina de outros
aminoácidos por meio de reações de
transaminação, formando glutamato.
e) ( ) O alfa-cetoácido correspondente à
alanina é o alfa-cetoglutarato.
f) ( ) A formação de glutamato a partir de
outros aminoácidos ocorre por
transaminases, que utilizam o alfa-
cetoglutarato como receptor do grupo
amino.
g) ( ) A presença de transaminases no
sangue indica possível lesão tecidual,
especialmente de fígado, coração ou
músculo.
h) ( ) O glutamato pode ser convertido
em alfa-cetoglutarato pela glutamato
desidrogenase, liberando amônio e
reduzindo NAD⁺ ou NADP⁺.
i) ( ) A alanina e a glutamina são
transportadas ao fígado, onde são
degradadas, e seus grupos amina usados
para formar ureia.
j) ( ) No fígado, as transaminases
catalisam reações que permitem a
conversão direta de glutamina em glicose.
a) 1 → 2 → 3 → 4
b) 2 → 1 → 4 → 3
c) 3 → 2 → 4 → 1
d) 4 → 3 → 1 → 2
QUESTÃO 4
Complete as lacunas a seguir sobre o
saldo energético do Ciclo da Ureia:
____ ATPs gastos para a formação de
carbamoil fosfato;
____ ATPs gastos para a formação de
argininosuccinato;
____ ATPs formados por _____ NADH ao
formar oxalacetato;
____ ATPs formados por _____ NADH na
glutamato desidrogenase.
____ ATPs formados - ____ ATPs gastos =
____ ATPs líquidos
Sabendo que para a formação da ureia
deve haver formação de NH₄⁺ via
glutamato e aspartato, ____
aminoácidos são desaminados para
formar 1 molécula de ureia. Então, a
cada ciclo da ureia, o saldo são ____
ATPs para ____ aminoácidos, ou seja, 1
ATP líquido por aminoácido.
QUESTÃO 6
FSE-RJ 2020 - ANÁLISES CLÍNICAS
O ciclo da ureia é uma via metabólica
utilizada pelo organismo humano para
eliminar o nitrogênio presente nos
____________ na forma de ureia. O início
do processo de síntese ocorre
____________ e finaliza no citosol das
células do(s) ______________. Assinale a
alternativa que completa correta e
sequencialmente a afirmativa anterior:
a) aminoácidos / na mitocôndria / rins;
b) aminoácidos / na mitocôndria / fígado;
c) nucleotídeos / no retículo
endoplasmático rugoso / rins;
d) nucleotídeos / no retículo
endoplasmático rugoso / fígado.
QUESTÃO 7
ENARE 2025 - CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
Muitos frequentadores de academias de
musculação fazem uso excessivo de
suplementos alimentares. O uso desses
suplementos alimentares sem
acompanhamento profissional
adequado pode ocasionar uma série de
disfunções metabólicas, dentre elas a
excreção excessiva de ureia. Assinale a
opção que indica como a ureia, a
principal excreta dos mamíferos, é
classificada:
a) Um produto tóxico da digestão de
carboidratos e que é eliminado pela urina.b) Uma substância não tóxica originada
no processo digestivo e que é eliminada
pela urina.
c) Um resíduo nitrogenado tóxico mais
solúvel que o ácido úrico, resultante do
metabolismo de proteínas.
d) Um resíduo lipídico não tóxico, mas que
se acumula nas paredes de vasos
sanguíneos formando placas
ateromatosas.
QUESTÃO 5
Em um paciente que ingere grande
quantidade de proteína (>150g/dia), o
ciclo da ureia é ativado. Qual a cadeia
de eventos bioquímicos correta?
a) A arginina ativa a glutaminase e inibe
a gliconeogênese hepática.
b) O excesso de alanina reduz a
transaminação e forma corpos
cetônicos.
c) A glutamina ativa o ciclo da ureia
diretamente, via oxalacetato.
d) A arginina ativa a N-acetilglutamato
sintetase, que estimula a carbamoil
fosfato sintetase I.
e) Uma substância gasosa não tóxica
formada pelo filtrado glomerular e
eliminada através de processos
respiratórios. 
c) O ciclo da ureia ocorre na matriz
mitocondrial e no citosol das células
hepáticas e é processo consumidor de
energia.
d) A amônia (primeiro nitrogênio para a
ureia) entra no ciclo após a condensação
com o bicarbonato, para formar o
carbamoilfosfato, e a leucina é o doador
do segundo nitrogênio para a formação
da ureia.
e) A deficiência de enzimas envolvidas na
formação da ureia resulta em
Hiperamonemia.
QUESTÃO 8
ESTRATÉGIA MED 2023
As proteínas dos alimentos ingeridos são
enzimaticamente degradadas a
aminoácidos. Constituintes no trato
gastrointestinal, hormônios como a
gastrina, a secretina e a colecistoquinina
participam desta degradação. No
estômago, o pepsinogênio é convertido a
pepsina que hidrolisa as proteínas
ingeridas nas ligações peptídicas e o
intestino delgado também secreta uma
aminopeptidase que pode hidrolisar
pequenos peptídeos. Pela ação
sequencial dessas enzimas, as proteínas
ingeridas são hidrolisadas até uma
mistura de aminoácidos livres, estes
entram nos capilares sanguíneos das
vilosidades e são transportados para o
fígado. Quando os L-aminoácidos
chegam ao fígado, o primeiro passo no
seu catabolismo é a remoção dos grupos
α-amino promovida por enzimas
denominadas aminotransferases ou
transaminases.
Conforme o texto apresentado sobre o
metabolismo de aminoácidos, assinale a
alternativa que descreve erroneamente
sobre o destino do grupo amino dos
aminoácidos:
a) O grupo α-amino dos aminoácidos pode
ser utilizado nas vias biossintéticas, e o
excesso é convertido em ureia que é o
produto de excreção de amônia, nos
mamíferos.
b) O grupo α-amino de alguns aminoácidos,
por ação de aminotransferases, é transferido
para o α-cetoglutarato, formando o
glutamato, que funciona como reservatório
temporário de grupos amino.
CORREÇÃO
Em jejum, com a queda da glicemia, há
aumento de glucagon e de fator de
necrose tumoral (TNF), ativando a
gliconeogênese. No músculo, ocorre
aumento do processo de degradação de
proteínas pela ubiquitinação, que é a
marcação de proteínas musculares para
destruição, pois, quando ubiquitinada, elas
são reconhecidas pelo proteassoma, que
degrada proteínas e, assim, aumenta a
proteólise muscular.
Os aminoácidos resultantes da proteína
degradada precisam ser transportados
para o fígado para a gliconeogênese, já
que a maioria das proteínas degradadas
ficam no músculo, e são transportados de
2 formas principais: como alanina ou
como glutamina.
QUESTÃO 1
ALTERNATIVA C
A glutamina é formada a partir do
glutamato, um aminoácido comum
centralizador
QUESTÃO 2
V - F - V - V - F - V - V - V - V - F
centralizador, através da glutamina
sintetase que adiciona um amônio e gasta
um ATP (o amônio vem de outra molécula
de ATP vinda da transformação do
glutamato pela glutamato desidrogenase
em alfa-cetoglutarato e libera um amônio e
2 elétrons, que reduzem o NAD+ ou NADP a
NADH ou NADPH-.
A alanina é formada pela reação de
transaminação, em que há troca da posição
de grupo amina. Há inserção de um grupo
amino do glutamato no piruvato e, então,
ocorre a formação de alanina e alfa-
cetoglutarato. A reação é catalisada pela
enzima glutamato-piruvato transaminase
ou alanina aminotransferase (reação
dependente de piridoxina derivada da
vitamina B6).
O alfa-cetoácido do glutamato é alfa-
cetoglutarato e o da alanina é o piruvato.
O glutamato pode vir de qualquer
aminoácido a partir de reações de
transaminação, em que aminoácidos
transferem seu grupo amina para o alfa-
cetoglutarato e formam glutamato - por
meio das enzimas transaminases.
Essas enzimas normalmente não estão
presentes no sangue, mas, quando estão,
indicam que houve lesão de algum tecido
que as contém (geralmente fígado,
músculo e coração).
Depois de formadas, glutamina e alanina
partem para a corrente sanguínea e entram
no fígado, que é rico em transaminases e
pode levar a reversões de aminoácidos.
Além disso, pode remover o grupo amino
dos aminoácidos e formar ureia.
QUESTÃO 3
O glutamato entra na mitocôndria, onde
sofre desaminação oxidativa pela glutamato
desidrogenase, liberando amônio (NH₄⁺) e
formando alfa-cetoglutarato. O amônio entra
no ciclo da ureia, que começa na
mitocôndria e continua no citosol.
Paralelamente, o carbono de precursores
como o piruvato é usado na gliconeogênese,
formando glicose no citosol.
ALTERNATIVA C
2 ATPs gastos para a formação de
carbamoil fosfato;
2 ATPs gastos para a formação de
argininosuccinato;
3 ATPs formados por 1 NADH ao formar
oxalacetato;
3 ATPs formados por 1 NADH na
glutamato desidrogenase.
6 ATPs formados - 4 ATPs gastos = 2 ATPs
líquidos
Sabendo que para a formação da ureia
deve haver formação de NH₄⁺ via
glutamato e aspartato, 2 aminoácidos são
desaminados para formar 1 molécula de
ureia. Então, a cada ciclo da ureia, o saldo
são 2 ATPs para 2 aminoácidos, ou seja, 1
ATP líquido por aminoácido.
QUESTÃO 4
2 - 2 - 3 - 1 - 3 - 1 - 6 - 4 - 2 - 2 - 2 - 2
A arginina é um importante sinalizador de
que há excesso de aminoácidos → ativa a
N-acetilglutamato sintetase → forma N-
acetilglutamato, que ativa a carbamoil
fosfato sintetase I, dando início ao ciclo da
ureia.
A assertiva não é verdadeira por afirmar de
maneira errada que o segundo
aminoácido a doar grupo amina na
formação da ureia é a leucina. No ciclo da
ureia, o amônio resultante da quebra das
proteínas resulta na formação de
carbamoilfosfato e citrulina, esta recebe o
segundo nitrogênio do aminoácido
aspartato, que após as reações
subsequentes, dará origem à ureia.
QUESTÃO 5
ALTERNATIVA D
QUESTÃO 6
ALTERNATIVA B
QUESTÃO 7
ALTERNATIVA C
QUESTÃO 8
ALTERNATIVA D