Metabolismo de aminoácidos

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Metabolismo de aminoácidos
O ciclo do nitrogênio
O nitrogênio (N2), presente na atmosfera, é reduzido a amônia (NH3) antes de ser incorporado aos compostos orgânicos presentes em sistemas biológicos. Esse processo depende da energia  gerada através da hidrólise do ATP:
Esse processo pode ser efetuado por apenas algumas bactérias e algas azuis. Considerando a quantidade de nitrogênio fixado, as bactérias simbióticas se destacam entre as várias classes de organismos fixadores de nitrogênio. A mais comum das bactérias fixadoras de nitrogênio é Rhizobium, que é um tipo de bactéria que invade as raízes de leguminosas (angiospermas da família Fabaceae ou Leguminosae), tais como trevo, ervilha, feijão, ervilhaca e alfafa.
No ser humano a maioria dos aminoácidos são obtidos da dieta. A relação entre a quantidade de nitrogênio ingerida diariamente e a quantidade que é excretada expressa o balanço diário de nitrogênio. Quando a quantidade de nitrogênio excretada é maior do que a quantidade ingerida diz-se que o balanço é negativo. O balanço positivo de nitrogênio ocorre com mais frequência na criança em crescimento, mas pode ocorrer na senescência ou em indivíduos com uma dieta deficiente em um aminoácido essencial.
O ser humano pode sintetizar apenas 11 dos 20 aminoácidos necessários para a síntese de proteínas. Aqueles aminoácidos que não podem ser sintetizados são considerados aminoácidos essenciais (Histidina,Isoleucina, Leucina,Metionina, Fenilalanina, Treonina; são exemplos de aminoácidos essenciais).
A cada dia, proteínas da dieta (cerca de 70-100g) e proteínas endógenas (cerca de 35-200g) sofrem a ação de peptidases e são degradadas às suas unidades fundamentais, os aminoácidos. As proteínas endógenas são decorrentes da constante modificação que ocorre com os componentes celulares e apresentam um tempo de meia-vida que varia de poucos minutos até meses.
No estômago, a presença de HCl desnatura as proteínas favorecendo a hidrólise. A pepsina, uma protease que age preferencialmente sobre ligações peptídicas formadas pelo aminogrupo de aminoácidos aromáticos (Phe, Tyr), é gerada a partir do zimogênio pepsinogênio através da remoção de 44 aminoácidos da extremidade NH2 terminal. Os produtos principais da ação da pepsina são peptídeos grandes e um pouco de aminoácidos. A presença destes produtos estimulam a liberação de colecistocinina no duodeno. Colecistocinina e secretina estimulam a secreção do suco pancreático, rico em peptidases na forma de zimogênios. Os polipeptídeos que chegam ao duodeno são degradados por essas enzimas (tripsina, quimiotripsina, carboxipeptidades A e B, elastase), que são ativas em pH neutro e por isso dependem de NaHCO3, também presente no suco pancreático.
Os produtos finais da digestão, na superfície celular, são aminoácidos livres, di- e tri-peptídeos, que são absorvidos por sistemas específicos de transporte de aminoácidos e peptídeos. Estes últimos são hidrolisados no compartimento citoplasmático, uma vez que, após uma refeição, o sangue portal não contem peptídeos.
   O ciclo do gama-glutamil:
De acordo com Alton Meister, os aminoácidos são transportados como dipeptídeos do 
ácido glutâmico. Nesse sistema de transporte, o glutation (GSH) se presta como doador do grupo gama-glutamil. A formação do dipeptídeo é catalisada pela enzima gama-glutamil transpeptidase (CGT), uma enzima da membrana celular, presente, principalmente, no fígado, ducto biliar e rim. A determinação dos níveis da enzima no sangue é usada na identificação de doenças nesses órgãos.
   Degradação intracelular de proteínas:
Degradação lisossomal - Os lisossomos contêm cerca de 50 enzimas hidrolíticas, incluindo uma variedade de proteases. Estas enzimas agem em pH próximo de 5, que é o pH interno dos lisossomos e são inativas no pH do citosol.
Ubiquitinação de proteínas - A degradação de proteínas em células eucarióticas também ocorre através de um processo dependente de ATP envolvendo a ubiquitina, uma proteína manomérica com 76 resíduos de aminoácidos. Esse processo não depende dos lisossomos.
A maioria dos aminoácidos usados pelo organismo para a síntese de proteínas, ou como precursores para outros aminoácidos são obtidos da dieta ou da renovação das proteínas endógenas:
Dependendo do destino destes aminoácidos, eles podem ser classificados como aminoácidos glicogênicos (quando participam da gliconeogênese), cetogênicos (quando geram corpos cetônicos) e glico-cetogênicos (quando a rota metabólica leva à formação de glicose e de corpos cetônicos)
METABOLISMO DAS PROTEÍNAS
Desnaturação protéica:
Caracteriza-se pela quebra das cadeias lipoprotéicas com a conseqüente desorganização da estrutura interna da proteína. Ocorre quando uma proteína é modificada em sua conformação, de tal modo que perde suas funções biológicas.
Balanço nitrogenado:
É a diferença de nitrogênio (das proteínas) que é ingerido e a quantidade que é excretado.
1) Balanço nitrogenado equilibrado: Quando a quantidade de nitrogênio ingerido é igual a excretado. Ex.: adultos normais que não estão perdendo e nem aumentando a sua massa magra (músculos).
2) Balanço nitrogenado negativo: Quando a quantidade  de nitrogênio ingerido é menor que a excretado. Ex.: estado de jejum, dieta pobre em proteínas, dieta restritiva, doenças altamente catabólicas como câncer e AIDS, etc.
3) Balanço nitrogenado positivo: Quando a quantidade de nitrogênio ingerido é maior que o excretado. Ex.: crianças (fase de crescimento), gestantes, treino de musculação com o objetivo de hipertrofia muscular, etc.
A digestão das proteínas começa no estômago, que devido a presença de ácido clorídrico, desnatura as proteínas (destrói as ligações de hidrogênio da estrutura química). Com isso, as cadeias proteolíticas perdem a forma e ficam mais acessíveis ao ataque das enzimas. A enzima pepsina transforma as proteínas em moléculas menores, hidrolisando as ligações peptídicas. No intestino delgado as proteínas sofrem a ação das enzimas produzidas pelo pâncreas (tripsina, quimotripsina, elastase e carboxipolipeptidase). Após, os peptídeos e aminoácidos absorvidos são transportados ao fígado através da veia porta. Apenas, 1% da proteína ingerida é excretada nas fezes. Os aminoácidos participarão na construção e manutenção dos tecidos, formação de enzimas, hormônios, anticorpos, no fornecimento de energia e na regulação de processos metabólicos (anabolismo e catabolismo).