Capítulo sobre Metabolismo de Proteínas - 2007

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INTRODUÇÃO
O estudo das proteínas tem importância fundamental na 
área da nutrição, uma vez que constitui um nutriente rele-
vante para a síntese de proteínas funcionais e estruturais 
no organismo. As proteínas corporais estão constante e si-
multaneamente sendo sintetizadas e degradadas, processo 
este denominado turnover protéico. O constante r turnover
de proteínas fornece o pool de aminoácidos plasmáticos l
que estão em constante equilíbrio com o mecanismo de 
síntese protéica. Além disso, os aminoácidos — que são 
os constituintes das proteínas — podem, isoladamente, 
atuar como precursores de ácidos nucléicos, hormônios e 
outras moléculas de importância fisiológica. No entanto, é 
necessário salientar que a função principal dos aminoácidos 
diz respeito ao mecanismo de síntese protéica.
Os aminoácidos liberados em excesso oriundos da 
proteólise tecidual intensa são reutilizados e têm nume-
rosos destinos. Além da síntese protéica já citada, que é 
a prioridade do organismo, a cadeia carbônica pode ser 
utilizada como fonte de energia ou convertida em glicose 
(gliconeogênese). Por outro lado, o grupo amino, que é 
tóxico para o organismo, é convertido em uréia no fígado 
e, posteriormente, eliminado na urina. 
No organismo não existe reserva de aminoácidos livres 
ou de proteínas, sendo que uma ingestão protéica superior 
às necessidades do organismo será metabolizada. Por 
outro lado, na deficiência protéica, em casos extremos 
de desnutrição protéica ou em estados catabólicos, o or-
ganismo recorre a mecanismos adaptativos, os quais são 
regulados pela presença de nutrientes ou de hormônios 
— tanto anabólicos quanto catabólicos —, com a finalidade 
de preservar a massa protéica. Quando esse processo é
muito intenso, ocorrem alterações bioquímicas, fisiológicas
e morfológicas, especialmente nos grupos populacionais
denominados vulneráveis, como crianças pré-escolares,
gestantes, nutrizes e idosos.
As recomendações de ingestão diária de proteínas
indicam uma quantidade específica para a manutenção da 
saúde em indivíduos normais. Contudo, uma condição funda-
mental para se garantir as necessidades de proteína de um
organismo é que estejam satisfeitas as suas necessidades 
energéticas, uma vez que a deficiência calórica faz com que
o organismo desvie as proteínas de suas funções plásticas 
ou reparadoras normais para a produção de energia. 
A necessidade de ingestão de proteínas e de aminoá-
cidos depende das condições fisiológicas dos indivíduos.
Por exemplo, em relação ao exercício físico, há maior
necessidade de ingestão protéica na dieta, que é influen-
ciada por alguns fatores, dentre os quais destacam-se a
intensidade, a duração e o tipo de exercício; o conteúdo
de glicogênio; o balanço energético; o gênero; a idade; e o 
tempo de treinamento.
Neste capítulo serão abordados aspectos básicos e fun-
damentais sobre o metabolismo protéico e de aminoácidos
e seus respectivos mecanismos de controle. Também são
enfocados aspectos metabólicos em situações fisiológicas
especiais, tais como jejum, estados catabólicos, desnutri-
ção protéica e exercício de força. Todos esses aspectos
são discutidos com a finalidade de contribuir com infor-
mações atualizadas do papel relevante de proteínas e de
aminoácidos no organismo, visando, desse modo, propiciar
uma melhor compreensão da atuação desses nutrientes
no estado nutricional do indivíduo. 
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Metabolismo de Proteínas 6
Julio Tirapegui • Marcelo Macedo Rogero
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70 Fisiologia da Nutrição Humana. Aspectos Básicos, Aplicados e Funcionais
 AMINOÁCIDOS
O primeiro aminoácido a ser descoberto foi a asparagina, 
em 1806, e o último aminoácido foi a treonina, em 1938. 
Os aminoácidos apresentam nomes triviais ou comuns, em 
alguns casos derivados da fonte a partir da qual foram ini-
cialmente isolados. A asparagina foi primeiramente isolada 
do aspargo; o glutamato do glúten de trigo; a tirosina do 
queijo (do grego tyros, que significa queijo); e a glicina, 
do grego glycos, que significa doce, devido ao seu sabor 
adocicado1.
Aminoácidos são formados por carbono, hidrogênio, 
oxigênio, nitrogênio e, ocasionalmente, por enxofre; são 
as unidades estruturais básicas de todas as proteínas. Os 
aminoácidos que são incorporados nas proteínas de mamí-
feros são α-aminoácidos, com exceção da prolina, que é 
um α-iminoácido. Um α-aminoácido consiste de um grupo 
amino, um grupo carboxila, um átomo de hidrogênio e um 
grupo R (cadeia lateral), sendo que todos estão ligados a 
um átomo de carbono, denominado carbono α. Embora 
existam muitos aminoácidos na natureza (> 300), apenas 
20 estão presentes na composição das proteínas, sendo 
que cada aminoácido apresenta uma cadeia lateral diferente 
ligada ao átomo do carbono α. Os mesmos 20 L-α-aminoá-
cidos ocorrem várias vezes nas proteínas, incluindo aquelas 
produzidas em bactérias, plantas e animais, sendo que para 
cada um desses aminoácidos existe ao menos um códon 
no código genético. Apesar da escolha desses 20 amino-
ácidos ter ocorrido provavelmente ao acaso no curso da 
evolução, a versatilidade química que os mesmos fornecem 
é vital. Por exemplo, cinco dos 20 aminoácidos possuem 
cadeias laterais que podem apresentar uma determinada 
carga, enquanto os demais não são carregados, porém são 
reativos de uma maneira específica. Cabe ressaltar que as 
propriedades das cadeias laterais dos aminoácidos, quando 
agregadas, determinam as propriedades das proteínas 
constituídas por esses aminoácidos, e são a base de todas
as funções diversas e complexas das proteínas1,2.
Aminoácidos em soluções com pH neutro são predo-
minantemente íons dipolares; apenas ocasionalmente
são moléculas não ionizadas. Na forma dipolar de um
aminoácido, o grupo amino está protonado (–NH3+) e o
grupo carboxila está dissociado (–COO–). O estado de
ionização de um aminoácido varia com o pH. Em solução
ácida (por exemplo, pH = 1), o grupo carboxila está não
ionizado (–COOH) e o grupo amino está ionizado (–NH3+).
Em soluções alcalinas (por exemplo, pH = 11), o grupo
carboxila está ionizado (–COO–) e o grupo amino está não
ionizado (–NH2) (Fig. 6.1). Em proteínas, quase todos estes
grupos carboxila e amino combinam-se por ligação peptí-
dica e não estão disponíveis para reação química (exceto
para a formação de pontes de hidrogênio). Desse modo,
é a natureza das cadeias laterais que fundamentalmente
determina o papel que um aminoácido desempenha em
uma proteína3,4,5. 
Para representar seqüências de aminoácidos em proteí-
nas, abreviações de uma e de três letras para aminoácidos 
têm sido estabelecidas. Cabe ressaltar que as abreviações
de três letras do ácido aspártico (Asp) e do ácido glutâmico 
(Glu) não devem ser confundidas com aquelas referentes
aos aminoácidos asparagina (Asn) e glutamina (Gln), respec-
tivamente. A determinação experimental de aminoácidos
presentes em uma proteína por procedimentos químicos
não consegue facilmente diferenciar entre Asn e Asp, ou
entre Gln e Glu, devido aos grupos amida presentes na Asn
e na Gln serem hidrolisados e gerarem Asp e Glu, respecti-
vamente. Os símbolos Asx para Asp ou Asn, e Glx para Glu 
ou Gln indicam esta ambigüidade. Um similar esquema é
utilizado com abreviações com uma letra para Asp ou Asn, 
e Glu ou Gln (Tabela 6.1)4.
FIG. 6.1 Estados de ionização de um aminoácido de acordo com o pH.
NH3+
C COOHH
R
Forma predominante
em pH = 1
NH3+
C COO–H
R
Forma predominante
em pH = 7
NH2
C COO–H
R
Forma predominante
em pH = 11
H+ H+
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Metabolismo de Proteínas 71
Os aminoácidos cisteína, tirosina e prolina são sinteti-
zados no organismo a partir dos aminoácidos metionina,fenilalanina e glutamato, respectivamente. O aminoácido
arginina é designado como dispensável em humanos.
Evidências sugerem que este aminoácido é sintetizado
no organismo a partir do aminoácido glutamato. O grupo
carboxila terminal do glutamato é inicialmente fosforilado
e, em uma etapa subseqüente, é reduzido, o que gera glu-
tamato γ-semialdeído e fosfato. Esta etapa é seguida por 
uma reação de transaminação, acarretando a formação de 
ornitina, que é convertida para arginina por meio das enzimas
do ciclo da uréia1,3,6.
A enzima glutamina sintetase catalisa a síntese dependen-
te de ATP do aminoácido glutamina, a partir do glutamato e 
da amônia. Nessa reação, o ATP é convertido em ADP mais 
fosfato inorgânico (Pi). A enzima asparagina sintetase catali-
sa a síntese dependente de ATP do aminoácido asparagina 
a partir do aspartato, utilizando a glutamina como fonte de 
grupo amino. Sendo assim, ao doar o grupo amino, a glu-
tamina é convertida para glutamato. Nessa reação, o ATP é
convertido em AMP mais pirofosfato inorgânico (PPi)8-10.
Aminoácidos: Funções e Classificação 
Nutricional 
Além de participarem na síntese protéica e no metabolis-
mo energético, quase todos os aminoácidos apresentam fun-
ções específicas no organismo. O triptofano, por exemplo, 
é um precursor da vitamina niacina e do neurotransmissor 
serotonina; a metionina é o principal doador de grupos
metílicos para a síntese de determinados compostos, tais 
como colina e carnitina. A metionina é também um precursor
de cisteína e de outros compostos que contêm enxofre. A
fenilalanina é precursora da tirosina, a qual é responsável
pela formação de tiroxina e epinefrina. Arginina e citrulina 
estão envolvidas especificamente na síntese da uréia no fíga-
do. A glicina, o mais simples dos aminoácidos, se combina 
com alguns tipos de compostos tóxicos, convertendo essas
substâncias em compostos não tóxicos, que são excretados
pela urina. É também usada na síntese do núcleo porfirínico
da hemoglobina e constituinte de um dos ácidos biliares. A
histidina é essencial para a síntese de histamina, composto 
que causa vasodilatação no sistema circulatório. Arginina,
glicina e metionina se unem a um grupo fosfato para formar 
o fosfato de creatina, um importante reservatório de ligação
fosfato de alta energia na célula. A glutamina é o aminoá-
cido livre mais abundante no plasma e no tecido muscular,
e é utilizada em altas taxas por células de divisão rápida, 
incluindo leucócitos e enterócitos, para fornecer energia e
favorecer a biossíntese de nucleotídeos. Além disso, o ácido
TABELA 6.1 Abreviações de Aminoácidos com Uma e Três Letras. 
Adaptado de DEVLIN 4
 Abreviação
Aminoácido Três letras Uma letra
Alanina Ala A
Arginina Arg R
Asparagina Asn N
Aspartato Asp D
Asparagina ou Aspartato Asx B
Cisteína Cys C
Glicina Gly G
Glutamina Gln Q
Glutamato Glu E
Glutamina ou Glutamato Glx Z
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
Biossíntese de Aminoácidos Dispensáveis
Os aminoácidos dispensáveis podem ser sintetizados no 
organismo por vias que são compartilhadas, em parte, pelo 
catabolismo de aminoácidos. Glutamato, aspartato e alanina 
são sintetizados por meio de reações de transaminação. O 
aminoácido serina é sintetizado a partir de um intermediário 
da via glicolítica, o 3-fosfoglicerato, que é oxidado para 
3-fosfoidroxipiruvato, por uma enzima que utiliza NAD. 
O 3-fosfoidroxipiruvato é então transaminado para gerar 3-
fosfoserina que, por meio de uma fosfatase, é hidrolisado 
para produzir serina. A glicina é sintetizada a partir da serina 
pela ação da enzima serina hidroximetiltransferase3,6-8.
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72 Fisiologia da Nutrição Humana. Aspectos Básicos, Aplicados e Funcionais
glutâmico é precursor do neurotransmissor denominado 
ácido gama-amino butírico (Fig. 6.2)6,11,12.
Aminoácidos podem ser classificados nutricionalmente 
em dois grupos: indispensáveis (essenciais) e dispensáveis 
(não-essenciais). Os nove aminoácidos indispensáveis 
são aqueles cujos esqueletos de carbono não podem 
ser sintetizados pelo organismo, necessitando ser obti-
dos pela dieta. Contudo, os diversos dados reportados 
recentemente sobre o metabolismo intermediário e as 
características nutricionais dos aminoácidos dispensáveis 
têm contribuído para uma discussão acerca da definição 
desses compostos13-17.
Segundo Laidlaw e Kopple18, os aminoácidos dispensá-
veis podem ser divididos em duas classes: verdadeiramente
dispensáveis e condicionalmente indispensáveis (Tabela 6.2).
Cinco aminoácidos (alanina, ácido aspártico, asparagina,
ácido glutâmico e serina) são denominados dispensáveis, 
uma vez que esses podem ser sintetizados no organismo
a partir de outros aminoácidos ou de outros metabólitos
de complexos nitrogenados. Além disso, seis aminoácidos 
(arginina, cisteína, glutamina, glicina, prolina e tirosina) são
considerados condicionalmente indispensáveis, uma vez que
são sintetizados a partir de outros aminoácidos e/ou sua 
síntese é limitada sob condições fisiopatológicas especiais.
FIG. 6.2 Formação de compostos fisiologicamente importantes derivados de aminoácidos. 
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Metabolismo de Proteínas 73
Portanto, a designação aminoácido condicionalmente essen-
cial caracteriza que em condições normais o organismo po-
de sintetizar estes aminoácidos para alcançar a necessidade 
metabólica. De outra parte, em condições fisiológicas ou 
fisiopatológicas específicas ocorre a necessidade de inges-
tão desses aminoácidos, necessidade esta que ainda não 
foi determinada com exatidão e que, presumivelmente, varie 
em grande extensão de acordo com a condição específica. 
Além disso, a designação condicionalmente indispensável 
indica, em princípio, que esses aminoácidos podem ser 
necessários na dieta, a menos que quantidades suficientes 
de seus precursores estejam disponíveis e/ou as atividades 
de enzimas envolvidas em vias metabólicas relevantes sejam 
suficientes para promover a síntese desses aminoácidos em 
uma taxa metabólica significativa19-23.
peptídeo bradicinina é representado da seguinte maneira:
Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-Arg. A extremidade lateral
direita da cadeia representa o terminal carboxila enquanto a
extremidade esquerda representa o grupo amino terminal.
A seqüência de aminoácidos de um determinado polipeptí-
deo ou proteína pode apresentar variações, as quais são
controladas geneticamente1,3,24.
PROTEÍNAS
No ser humano, as informações genéticas estão contidas
na estrutura do DNA, que determina o tipo e a quantidade
de proteínas sintetizadas em cada célula do organismo.
Por sua vez, as proteínas são responsáveis pela síntese
de todos os outros componentes celulares, enquanto o
TABELA 6.2 Aminoácidos Indispensáveis, Dispensáveis e Condicionalmente Indispensáveis na Dieta Humana.
(Modificado de Laidlaw e Kopple18)
Indispensáveis Dispensáveis Condicionalmente Indispensáveisa Precursores de Condicionalmente Indispensáveis
 Histidina  Alanina  Arginina  Glutamina/glutamato, aspartato
 Isoleucina  Acido aspártico  Cisteína  Metionina, serina
 Leucina  Asparagina  Glutamina  Ácido glutâmico, amônia
 Lisina  Ácido glutâmico  Glicina  Serina, colina
 Metionina  Serina  Prolina  Glutamato
 Fenilalanina  Tirosina  Fenilalanina
 Treonina 
 Triptofano 
 Valina 
aAminoácidos condicionalmente indispensáveis são definidos como aqueles que necessitam ser ingeridos por meio de uma fonte dietética quando a síntese endógena não
alcança anecessidade metabólica.
PEPTÍDEOS
Dois aminoácidos unidos formam um dipeptídeo; a união 
de três aminoácidos resulta na formação de um tripeptí-
deo e assim sucessivamente. Cada aminoácido em uma 
cadeia polipeptídica é denominado como um resíduo de 
aminoácido. Uma cadeia com até 100 aminoácidos unidos 
é denominada polipeptídeo, enquanto valores superiores 
caracterizam uma proteína9,24.
A seqüência de aminoácidos de uma determinada 
proteína é representada por um arranjo seqüencial de 
abreviações de cada aminoácido. Por exemplo, o poli-
material genético apenas codifica as proteínas com as suas
respectivas seqüências de aminoácidos. DNA e RNA são
cadeias de nucleotídeos muito similares quimicamente. Em
contraste, proteínas são formadas por uma variedade de 20
aminoácidos diferentes, cada um com uma característica
química própria. Esta variedade permite enorme versatili-
dade nas propriedades químicas de diferentes proteínas,
o que poderia explicar a escolha por proteínas — ao longo
do processo evolutivo — ao invés de moléculas de RNA
para catalisar a maioria das reações celulares2,25.
Proteínas são as mais abundantes macromoléculas 
biológicas e representam o principal componente estrutural
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e funcional de todas as células do organismo, sendo que 
aproximadamente metade do peso seco de uma célula 
corresponde à proteína. Além disso, no organismo humano, 
aproximadamente 18% da massa corporal está na forma 
de proteína. Apesar da enorme diversidade de enzimas e 
de outras proteínas no organismo, quase 50% do conteúdo 
protéico total do ser humano está presente em apenas 
quatro proteínas (miosina, actina, colágeno e hemoglobina). 
O colágeno, em particular, compreende aproximadamente 
25% do total2,24.
Estrutura Protéica
Proteínas são moléculas complexas que apresentam 
estruturas primária, secundária, terciária e quaternária. 
A estrutura primária diz respeito ao tipo e seqüência de 
aminoácidos na molécula protéica, que é determinada 
geneticamente. A secundária é formada por associação de 
regiões próximas da cadeia polipeptídica e é mantida à custa 
das pontes de hidrogênio. Na terciária, a molécula protéica 
se arranja em estruturas globulares utilizando diversos 
tipos de ligações, como co-valentes, hidrofóbicas, iônicas, 
eletrostáticas e pontes de hidrogênio. Essas últimas são 
representadas pelas pontes de dissulfetos entre os resíduos 
de cisteína. Finalmente, a forma como diversas estruturas 
terciárias ou subunidades se associam é a chamada estru-
tura quaternária26,27.
Intracelularmente, a correta conformação de muitas pro-
teínas é obtida apenas com o auxílio de um grupo diverso 
de proteínas, denominadas chaperonas, que não alteram o 
resultado final do processo de dobramento, mas previnem a
agregação prévia de proteínas recém-sintetizadas, antes que
assumam sua forma ativa final. Exemplos bem conhecidos 
incluem as proteínas de choque térmico, que são produzidas
pelas células como resultado de um estresse térmico. Os 
exemplos clássicos são as proteínas da classe hsp-70 (Heat
Shock Protein), assim nomeadas em função de uma proteína
de 70 kD que aparece no citossol de células de mamíferos
após um choque térmico (Fig. 6.3). As chaperonas também
estão envolvidas na inserção de proteínas em membranas 
e no transporte de proteínas através de membranas. Além 
disso, a hidrólise de ATP é necessária durante o dobramento
das proteínas pelas chaperonas. Um subgrupo de chape-
ronas, conhecido como chaperoninas, também chamadas 
de hsp-60 por causa de seus pesos moleculares de 60 kD, 
são estruturas tubulares, com múltiplas subunidades, que 
participam do processo de dobramento de uma proteína. As
chaperoninas formam um envoltório de subunidades de 60 
kD em torno da proteína nascente, para protegê-la durante 
o processo de dobramento1,3.
Todas essas atividades podem auxiliar na funcionalidade 
de uma proteína; contudo, a falha no dobramento correto
de uma proteína geralmente acarreta em rápida degradação
da proteína em questão, e o acúmulo de proteínas com
FIG. 6.3 Chaperonas (HSP 70 = proteínas de choque térmico de 70 kD). (Fonte: Nelson e Cox1.)
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Metabolismo de Proteínas 75
conformações errôneas pode resultar em agregação de 
proteínas e em doenças graves28.
Desnaturação Protéica
Umas das características específicas das proteínas é a 
resposta para calor, álcool e outros tratamentos que afetam 
as suas estruturas quaternárias, terciárias e secundárias. 
Esta resposta característica é denominada desnaturação. 
A desnaturação resulta do desdobramento de uma molé-
cula protéica, o que promove a clivagem das pontes de 
hidrogênio e das associações entre os grupos funcionais; 
como resultado, a estrutura tridimensional é perdida. A 
desnaturação afeta diversas propriedades da molécula de 
proteína, dentre as quais destacam-se:
i. alteração da forma física; 
ii. diminuição da solubilidade em água; 
iii. possível perda da reatividade com outras proteínas24.
Quando desnaturadas, as proteínas perdem a suas fun-
ções biológicas, sendo que o calor promove a desnaturação 
da maioria das proteínas. Grande parte das proteínas pre-
sentes nos alimentos são desnaturadas a 60°C. Um exemplo 
de desnaturação protéica é a coagulação da clara de ovo 
quando aquecida. A desnaturação, a menos que extrema, 
não afeta a composição de aminoácidos de uma proteína 
e, de fato, pode tornar esses aminoácidos mais disponíveis 
para o organismo, uma vez que o aquecimento provoca o 
desdobramento ou “desnovelamento” da proteína, o que 
aumenta a exposição da cadeia polipeptídica para a ação 
das enzimas proteolíticas digestivas. Por esse motivo, mui-
tas proteínas aquecidas apresentam maior valor biológico 
em relação às mesmas proteínas quando consumidas sem 
tratamento térmico prévio. O processo de desnaturação 
moderado pode ser revertido — fenômeno denominado 
renaturação —, ou seja, a proteína renaturada adquire sua 
forma e sua atividade originais24. 
Classificação das Proteínas
As proteínas, devido à sua complexidade estrutural, são 
difíceis de serem rigorosamente classificadas. Podem ser 
agrupadas em: simples, quando por hidrólise fornecem 
apenas aminoácidos; e conjugadas, quando dão origem 
a outros compostos além dos aminoácidos. As proteínas 
conjugadas são combinações de uma molécula não protéica 
unida a uma molécula protéica. Entre as primeiras pode-se 
citar como exemplo: albuminas, globulinas, glutelinas, pro-
laminas, entre outras. Em relação às conjugadas, têm-se as 
nucleoproteínas, encontradas nos ácidos ribonucléico (RNA) 
e desoxirribonucléico (DNA); as mucoproteínas e as glico-
proteínas, que combinam a proteína com polissacarídeos
complexos, tais como a mucina, encontrada nas secreções
gástricas, e a albumina (clara do ovo); as lipoproteínas,
encontradas no plasma, que se unem com lipídios, triglia-
cilgliceróis, colesterol e fosfolipídios. Têm-se ainda como
proteínas conjugadas as fosfoproteínas, formadas pela
ligação éster entre o ácido fosfórico e as proteínas (como, 
por exemplo, na caseína do leite); e as metaloproteínas, tais
como a ferritina e a hemosiderina, que apresentam metais 
unidos às suas estruturas6,26,27.
As proteínas também podem ser divididas em fibrosas e
globulares. As fibrosas incluem a queratina, que é a proteína
do cabelo e das unhas; a fibrina do sangue; a miosina do
músculo; e o colágeno, principal componente do tecido
conjuntivo. As proteínas globulares são solúveis e facilmen-
te desnaturadas, sendo encontradas principalmente nos
fluidos orgânicos e nos tecidos. As proteínas globulares de
interesse em nutrição são as caseínasdo leite, a albumina 
no ovo e as albuminas e globulinas no sangue, no plasma e 
na hemoglobina, bem como as globulinas de leguminosas, 
como as do feijão e da soja9,11,26,27.
As proteínas também podem ser classificadas de acor-
do com o seu valor nutricional. As proteínas que contêm
aminoácidos indispensáveis nas proporções necessárias
ao organismo são denominadas proteínas completas, as
quais são principalmente as de origem animal (ovos, leite 
e derivados, carnes, pescados). Proteínas que apresentam
deficiência em um ou mais aminoácidos indispensáveis são 
denominadas proteínas incompletas ou desbalanceadas.
Essas proteínas são geralmente de origem vegetal, apesar 
de algumas proteínas animais serem também incompletas. 
A proteína do tecido conectivo denominada colágeno, a
partir da qual é preparada a gelatina, tem deficiência do
aminoácido triptofano; zeína, a proteína do milho, é baixa 
em lisina e triptofano. 
Quando a seleção de alimentos é limitada e há uma
escassez de alimentos ricos em proteínas de alto valor bio-
lógico, as proteínas de origem vegetal incompletas podem 
ser combinadas de tal modo que todos os aminoácidos
indispensáveis sejam fornecidos. Por exemplo, proteínas
de cereais (arroz) combinadas com aquelas presentes nas 
leguminosas (feijão) podem estar na mesma refeição para
que todos os aminoácidos indispensáveis sejam ingeridos. 
Quando essas proteínas são combinadas e consumidas
em quantidades suficientes, as necessidades individuais de 
aminoácidos são atendidas. Esta combinação de proteínas
incompletas deve ser consumida dentro de um período de 
tempo relativamente curto (< 4 horas) para a obtenção das 
quantidades apropriadas e necessárias de aminoácidos. O 
máximo benefício é alcançado quando a combinação de
proteínas é consumida ao mesmo tempo24,27.
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76 Fisiologia da Nutrição Humana. Aspectos Básicos, Aplicados e Funcionais
Funções das Proteínas
Além do sistema de classificação de proteínas descrito, 
as proteínas podem ser classificadas bioquimicamente, de 
acordo com as suas funções. As proteínas desempenham 
funções vitais em praticamente todos os processos bio-
lógicos. A relevância e o escopo das funcionalidades das 
proteínas podem ser exemplificados como segue4,7,25,28:
1. Catálise enzimática: praticamente todas as reações
químicas em sistemas biológicos são catalisadas por 
macromoléculas denominadas enzimas. Algumas des-
sas reações, como hidratação do dióxido de carbono, 
são relativamente simples. Contudo, outras reações, 
como a replicação de um cromossomo completo, são 
altamente complexas. Enzimas exibem um enorme 
poder catalítico. Geralmente aumentam as taxas de 
reações ao menos em um milhão de vezes. Além disso, 
as reações químicas in vivo raramente ocorrem em taxas 
perceptíveis na ausência de enzimas. Cabe destacar 
que praticamente todas as enzimas conhecidas são 
proteínas. Desse modo, as proteínas são fundamentais 
na determinação do padrão de transformações químicas 
em sistemas biológicos. 
2. Transporte e estoque: muitas pequenas moléculas
e íons são transportados por proteínas específicas. 
Por exemplo, hemoglobina transporta oxigênio em 
eritrócitos, enquanto a mioglobina transporta oxigênio 
no tecido muscular. O ferro é transportado no sangue 
pela proteína transferrina e é estocado no fígado na 
forma de um complexo com outra proteína denominada 
ferritina. 
3. Contração muscular: as proteínas são o principal com-
ponente do tecido muscular. A contração muscular é re-
alizada por meio do movimento de deslizamento de dois 
tipos de filamentos de proteínas (actina e miosina). 
4. Proteção imunológica: anticorpos são proteínas alta-
mente específicas que reconhecem e ligam-se com 
antígenos, como vírus e bactérias. 
5. Geração e transmissão do impulso nervoso: a resposta 
da célula nervosa para um estímulo específico é mediada 
por proteínas denominadas receptores, que podem ser 
estimulados por moléculas pequenas e específicas, 
como acetilcolina, que atua na transmissão do impulso 
nervoso nas sinapses.
6. Regulação hormonal: muitos hormônios são proteínas 
ou peptídeos. Dentre os hormônios protéicos incluem-
se a insulina, o hormônio do crescimento, a prolactina, 
o hormônio luteinizante, o hormônio folículo estimulan-
te e a tireotropina. Muitos hormônios polipeptídicos 
apresentam baixo peso molecular (< 5.000) e são 
designados como peptídeos. Importantes hormônios
peptídicos incluem adrenocorticotrópico, antidiurético,
glucagon e calcitonina.
7. Expressão gênica: proteínas controlam e regulam a
transcrição e a tradução gênicas. Esse fato ocorre por
meio de histonas — que estão intimamente associadas
ao DNA —, ou por meio de fatores de repressão ou de
fatores que aumentam a transcrição gênica, ou também
por proteínas que formam parte das partículas de RNA
heteronuclear e dos ribossomos.
8. Estrutural: dentre as proteínas que participam da fun-
ção estrutural do organismo destacam-se o colágeno e
a elastina, que formam a matriz de ossos e ligamentos,
fornecendo força e elasticidade estrutural para os
órgãos e o sistema vascular.
Qualidade da Proteína
A qualidade de uma proteína refere-se à sua capacidade 
de fornecer os aminoácidos necessários para o organismo.
Alguns alimentos contêm altos teores de proteína, enquanto
outros contêm baixos teores. O fato de um alimento espe-
cífico ser uma fonte rica de proteínas não implica que seja 
suficiente para sustentar o crescimento ou a manutenção 
do organismo. A gelatina, por exemplo, é uma proteína que
pode ser obtida pura e na forma de pó; contudo, a utiliza-
ção de gelatina como alimento e única fonte de proteína
não fornece os aminoácidos necessários ao organismo.
Conseqüentemente, uma dieta baseada em gelatina como 
única fonte de proteína, excluindo outras fontes protéicas,
não permite a manutenção da vida devido à gelatina ser
uma proteína de baixa qualidade, uma vez que é deficiente 
no aminoácido triptofano6,17,29-33.
A qualidade de uma proteína pode ser expressa de acordo
com o escore químico, a razão de eficiência protéica (PER),
o valor biológico (VB) e o saldo de utilização protéica (NPU).
Esses parâmetros referem-se a diferentes testes utilizados 
para definir a qualidade de uma proteína. O escore químico
refere-se somente a propriedade da proteína em questão, 
enquanto a PER, o VB e o NPU referem-se a relação entre
a proteína da dieta e o consumidor. Os valores de PER, VB
e NPU dependem das propriedades tanto da proteína em
questão quanto da necessidade do indivíduo29,30,34,35.
A determinação do valor do escore químico é dependente
da comparação entre o conteúdo de aminoácidos indispen-
sáveis presentes na ovalbumina (ovo), que é utilizada como 
proteína de referência, e da proteína do alimento em ques-
tão. A ovalbumina é considerada ideal e nutricionalmente
completa. O teste apresenta diversas etapas. As proteínas
devem ser purificadas e hidrolisadas em aminoácidos, sendo
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Metabolismo de Proteínas 77
estes submetidos à análise por meio de um analisador de 
aminoácidos. Sendo assim, o conteúdo dos vários aminoá-
cidos presentes nas duas proteínas é então comparado. O 
aminoácido na proteína teste que está presente na menor 
concentração, em uma base percentual, é denominado 
aminoácido limitante da proteína. O valor da porcentagem 
é o escore químico. Por exemplo, a quantidade de lisina 
presente na proteína da aveia é 51% daquela presente na 
proteína do ovo. Portanto, o escore químico da proteína da 
aveia é de 516,31,36.
As condições para a determinação da PER devem ser 
padronizadas. Estudos para a determinação da PER exigem 
animais em fase de crescimento. Os animais utilizados de-
vem ser recém-desmamados;a proteína é utilizada em uma 
concentração de 10% do peso seco da ração. A PER da 
proteína teste deve ser sempre comparada com aquela da 
ovolbumina, a qual deve ser utilizada na ração dos animais 
do grupo controle. O ganho de peso e o consumo de ração 
são verificados durante o período de três semanas. Por 
exemplo, a PER para a proteína do ovo (3,92) é aproxima-
damente duas vezes aquela da proteína da soja (2,32). Cabe 
ressaltar que um dos problemas relativos à determinação 
da PER é a impossibilidade de distinguir entre o peso ganho 
como gordura e como massa magra 37-39. A PER é definida 
pela fórmula: 
PER =
ganho de peso
quantidade de proteína consumida
O VB representa a fração de aminoácidos absorvidos 
pelo intestino que é retida no organismo. O VB de uma 
proteína é determinado pela medida da quantidade de 
nitrogênio consumido e aquele excretado. Inicialmente, as 
perdas obrigatórias de nitrogênio pela urina e fezes devem 
ser determinadas, o que necessita de um ensaio biológico 
envolvendo dietas isentas de nitrogênio. Posteriormente, é 
realizada a determinação da quantidade de nitrogênio uriná-
rio e fecal com o consumo da proteína teste. As diferenças 
no nitrogênio excretado entre as duas condições dietéticas é 
expressa como o [∆ nitrogênio (N) fecal] e o [∆ N urinário], 
sendo que a letra maiúscula grega delta (∆) convencional-
mente significa variação35,40. A fórmula do VB é:
VB =
N retido
=
[N ingerido] – [∆N fecal] – [∆N urinário] 
N absorvido [N ingerido] – [∆N fecal]
O NPU visa avaliar a retenção de nitrogênio em relação 
à quantidade de nitrogênio consumida. Isto difere do BV, 
uma vez que verifica a quantidade de nitrogênio retida em 
relação àquela absorvida40. A fórmula do NPU é:
NPU =
N retido
=
[N ingerido] – [∆N fecal] – [∆N urinário]
 N consumido [N ingerido]
É aceito que o valor nutricional de proteínas possa
diferir substancialmente de acordo com a composição de 
aminoácidos (indispensáveis) e a digestibilidade. Por muitos
anos ensaios biológicos, principalmente com ratos, foram 
os métodos de escolha para avaliar o valor nutricional de 
proteínas. Este valor foi expresso como PER, VB e NPU. Em 
1989, a FAO/OMS41 concluiu que a qualidade da proteína
poderia ser avaliada adequadamente por meio da avaliação 
do conteúdo do primeiro aminoácido indispensável limitante
das proteínas a serem testadas, que é expresso como uma 
porcentagem do conteúdo do mesmo aminoácido em um 
modelo de referência de aminoácidos indispensáveis. Este 
modelo de referência foi baseado nas necessidades de ami-
noácidos indispensáveis de crianças pré-escolares conforme
publicado pela FAO/OMS (1985)42. Subseqüentemente, esta
porcentagem é corrigida de acordo com a digestibilidade 
verdadeira da proteína-teste, conforme avaliação realizada
por ensaio biológico realizado com ratos. Esse método de 
escore, conhecido como digestibilidade protéica corrigida
pelo escore aminoacídico (do inglês, Protein Digestibility-
Corrected Amino Acid Score [PDCAAS]) foi adotada como 
método preferencial para a avaliação do valor protéico na
nutrição humana. Proteínas com valores da PDCAAS que
excedem 100% não contribuem com benefícios adicionais 
em humanos e, desse modo, os valores são truncados em 
100%38-40,43,44. 
A fórmula da PDCAAS é demonstrada abaixo:
 mg do AA limitante em 1 g da proteína teste
PDCAAS(%) =
× digestibilidade verdadeira (%) 
× 100
mg do mesmo AA em 1 g da proteína
 de referência
AA = aminoácidos
Em humanos, a digestibilidade aparente corresponde à
diferença entre o nitrogênio ingerido (NI) e o nitrogênio fecal
(NF), enquanto a digestibilidade verdadeira corresponde a NI
– (NF – Nitrogênio Endógeno Metabólico [NEM]), onde NEM 
corresponde a perda obrigatória, a qual é da ordem de 20
mg de nitrogênio/kg/dia30,35,40. 
A Tabela 6.3 apresenta os valores para PER, digestibi-
lidade fecal real, escore de aminoácidos e PDCAAS (não
truncado) para algumas proteínas, enquanto a Tabela 6.4
apresenta todas as etapas envolvidas no cálculo da PDCAAS
de uma proteína alimentar43. 
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78 Fisiologia da Nutrição Humana. Aspectos Básicos, Aplicados e Funcionais
Digestão de Proteínas
A proteína ingerida diariamente — somada à proteína 
proveniente do intestino na forma de enzimas digestivas, 
células descamadas e mucinas — é quase completamente 
digerida e absorvida. Esse processo é muito eficiente e ga-
rante o contínuo fornecimento de aminoácidos para o pool
de aminoácidos corporal. Menos de 10% da proteína total 
que passa através do trato digestório aparecem nas fezes. 
Sendo assim, se a alimentação contribuir com cerca de 70 
a 100 g de proteína e a proteína endógena contribuir com 
aproximadamente 100 g (variação entre 35 a 200 g), então 
é esperado que aproximadamente de 1 a 2 g de nitrogênio 
sejam encontrados nas fezes, o que equivale a cerca de 6
a 12 g de proteína24,45-48.
O objetivo da digestão de proteínas é liberar aminoácidos,
dipeptídeos e tripeptídeos a partir da proteína consumida na
dieta. Com exceção de um período relativamente curto após
o nascimento, o enterócito não consegue absorver proteí-
nas intactas. Dentre as proteínas que o neonato consegue 
absorver, destacam-se as imunoglobulinas (leite materno), 
que fornecem a imunização passiva para o neonato. Poste-
riormente a esse período, apenas aminoácidos, dipeptídeos
e tripeptídeos são absorvidos pelos enterócitos46-49. 
As enzimas responsáveis pela digestão das proteínas da
dieta são denominadas peptidases e são classificadas em 
duas categorias: 
i. endopeptidases, que atuam sobre ligações internas e
liberam grandes fragmentos de peptídeos para a sub-
seqüente ação de outras enzimas; 
ii. exopeptidases, que atuam sobre as extremidades da
cadeia peptídica e liberam um aminoácido em cada
reação.
As exopeptidases são subdivididas de acordo com a
posição que atuam, ou seja, aquelas que agem na extremi-
dade carboxila (COOH) são denominadas carboxipeptidases,
enquanto aquelas que atuam sobre a extremidade amino
(NH2) são denominadas aminopeptidases. Inicialmente, as 
endopeptidases agem sobre a proteína intacta ingerida,
enquanto as exopeptidases atuam no processo final da
digestão24,46-49.
Diferentemente da digestão de lipídios e carboidratos
— que é iniciada na boca pela lipase lingual e amilase salivar,
respectivamente — a digestão das proteínas inicia-se no es-
tômago, onde o alimento é acidificado com o ácido clorídrico
(HCl), o qual apresenta diversas funções, como morte de
alguns organismos potencialmente patogênicos e desnatu-
ração de proteínas, que permite que essas se tornem mais 
vulneráveis à ação da pepsina (endopeptidase). A enzima
pepsina é liberada dentro da cavidade gástrica na forma de 
pepsinogênio (enzima inativa). No momento em que o alimen-
to entra no estômago ocorre a estimulação da liberação de 
HCl pelas células parietais, e a conseqüente diminuição do 
pH intragástrico para cerca de 2, o que provoca a perda de
44 aminoácidos da estrutura do pepsinogênio. Uma vez que
esses 44 aminoácidos atuam como um fragmento inibidor 
da pepsina, por meio da sua ligação ao sítio catalítico da
enzima, a clivagem desse fragmento de 44 aminoácidos, 
além de propiciar a ativação da pepsina, também atua como
um peptídeo sinalizador para a liberação de colecistocinina 
(CCK) no duodeno. A CCK estimula a liberação de enzimas 
digestivas tanto pelo pâncreas exócrino quanto pelas células
da mucosa intestinal. A ativação da pepsina também pode 
TABELA 6.4 Cálculo para Obtenção da Digestibilidade 
Protéica Corrigida pelo Escore Aminoacídico (PDCAAS). 
(Adaptado de De Angelis40)
1. Analisar o conteúdo de nitrogênio (N) da amostra;
2. Calcular o conteúdo de proteína (N × 6,25 ou um fator de
conversão específicoda AOAC);
3. Analisar o perfil de aminoácidos indispensáveis (AI);
4. Determinar o escore aminoácídico (EA) (não corrigido):
  EA = mg do AI em 1 g da proteína teste ÷ mg de AI em
 1 g da proteína de referência
  Referência de perfil de AI de uma proteína = FAO/OMS
 (1985) recomendação para crianças pré-escolares
 (2-5 anos de idade)
5. Analisar a digestibilidade (D)
6. Calcular o PDCAAS = menor EA não corrigido × D
TABELA 6.3 Razão de Eficiência Protéica (PER), Digestibilidade 
Verdadeira, Escore Aminoacídico (AAS) e Digestibilidade Protéica 
Corrigida pelo Escore Aminoacídico (PDCAAS)
Proteína PER Digestibilidade AAS PDCAAS
Ovo 3,8 98 121 118
Leite de vaca 3,1 95 127 121
Carne de vaca 2,7 98 94 92
Soja 2,1 95 96 91
Trigo 1,5 91 47 42
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Metabolismo de Proteínas 79
ocorrer por meio do processo denominado autocatálise, 
que ocorre quando a pepsina atua sobre o pepsinogênio, 
ativando-o24,45-49. 
Uma das importantes características da digestão pela 
pepsina reside na sua capacidade de digerir o colágeno, 
um albuminóide que é pouco afetado por outras enzimas 
digestivas. O colágeno é um importante constituinte do 
tecido conjuntivo intercelular das carnes. Para que as en-
zimas digestivas do trato digestório penetrem nas carnes 
e possam digerir as proteínas celulares é necessário que 
as fibras de colágeno sejam inicialmente digeridas. Por 
conseguinte, nas pessoas com deficiência de atividade 
péptica no estômago, as carnes ingeridas não sofrem tanto 
a ação das enzimas digestivas e, conseqüentemente, podem 
ser mal digeridas. Contudo, cabe ressaltar que a ação da 
pepsina é responsável por cerca de 10% a 20% da digestão 
total das proteínas. A atividade da pepsina termina quando 
o conteúdo gástrico se mistura com o suco pancreático 
alcalino no intestino delgado26,50.
O quimo no intestino estimula a liberação de secretina e 
CCK, que acarretam na secreção de bicarbonato e de enzi-
mas pelo pâncreas, respectivamente. No suco pancreático 
verifica-se a presença de proteases pancreáticas, que são 
secretadas dentro do duodeno como precursores inativos 
(zimogênios). O tripsinogênio, que não apresenta atividade 
proteolítica, é ativado pela enteropeptidase, uma enzima 
localizada na membrana apical de enterócitos da região 
duodenal. A atividade da enteropeptidase é estimulada 
pelo tripsinogênio, enquanto a sua liberação da membrana 
apical dos enterócitos é provocada pelos sais biliares. A 
enteropeptidase ativa o tripsinogênio por meio da liberação 
de um hexapeptídeo a partir do N-terminal dessa molécula. 
Posteriormente, a tripsina, além de atuar sobre as proteínas 
alimentares, também ativa outras pré-proteases liberadas 
pelo pâncreas exócrino, ou seja, a tripsina atua sobre o 
quimiotripsinogênio, liberando a quimiotripsina; sobre a pró-
elastase, liberando a elastase; e sobre a pró-carboxipeptida-
se, liberando a carboxipeptidase. Tripsina e quimiotripsina 
clivam as moléculas de proteínas em pequenos peptídeos; 
a seguir, a carboxipeptidase cliva os aminoácidos das 
extremidades carboxila dos polipeptídeos. Não obstante, 
posteriormente à ativação das proteases pancreáticas no 
intestino, estas sofrem rápida inativação devido ao processo 
de autodigestão, sendo a tripsina a enzima primariamente 
responsável por essa inativação24,45,46,47,48,49. 
Os produtos finais da digestão de proteínas da dieta no 
lúmen intestinal não são exclusivamente aminoácidos livres, 
mas uma mistura de aminoácidos livres (40%) e pequenos 
peptídeos (60%), os quais consistem principalmente de 2 a 
8 resíduos de aminoácidos. Esses peptídeos são, posterior-
mente, hidrolisados por enzimas (aminopeptidases, dipeptidil 
aminopeptidase e dipeptidase) presentes na superfície
luminal, o que acarreta na liberação de aminoácidos livres,
dipeptídeos e tripeptídeos47,49. 
Absorção Intestinal de Aminoácidos, Dipeptídeos 
e Tripeptídeos 
Até o início da década de 1950, os produtos da digestão
de proteínas foram simplesmente aceitos como aminoá cidos
livres, para os quais foram designados diversos mecanis-
mos de transporte. Porém, a partir de estudos de digestão 
protéica em intestino delgado de humanos, concluiu-se que 
os principais produtos da digestão de proteínas no lúmen 
intestinal não são aminoácidos, mas dipeptídeos e tripep-
tídeos. Subseqüentemente, estudos de absorção de ami-
noácidos, de dipeptídeos e de tripeptídeos demonstraram 
que o transporte de pequenos peptídeos intactos ocorria
no intestino delgado. Doses orais de glicina nas formas de 
glicina, glicil-glicina e glicil-glicil-glicina apresentaram mais 
rápida absorção nas formas de dipeptídeo e de tripeptídeo 
quando comparadas à absorção do aminoácido livre. Estu-
dos de perfusão jejunal em humanos demonstraram que a 
competição entre aminoácidos livres durante o processo
de captação foi evitada ou reduzida quando os mesmos
aminoácidos estiveram na forma de dipeptídeos, sendo
que em muitos estudos verificou-se aumento da absorção
de aminoácidos a partir de soluções de dipeptídeos quan-
do comparadas a soluções contendo aminoácidos livres
de equivalente composição. A existência de mecanismos
distintos de transporte para aminoácidos e dipeptídeos foi 
observada em patologias associadas a defeitos no transpor-
te de aminoácidos (cistinúria e doença de Hartnup), devido
aos aminoácidos afetados serem pouco absorvidos quando
estavam na forma livre, mas de absorção normal quando 
estavam presentes na forma de pequenos peptídeos. Desse
modo, foi sugerida a existência de um sistema de transporte
exclusivo para a absorção de dipeptídeos e tripeptídeos.
Esta hipótese foi validada em estudos realizados em ani-
mais experimentais e humanos, por meio da clonagem do 
transportador de oligopeptídeos intestinal51-58.
Estudos moleculares e fisiológicos têm demonstrado
que o transportador de oligopeptídeos intestinal, o qual
foi designado PepT-1, está presente na membrana apical
(ou luminal) de enterócitos, sendo ausente na membrana
basolateral dessas células. Cabe ressaltar que o PepT-1 é
um transportador exclusivo de dipeptídeos e tripeptídeos, 
que são os principais produtos da digestão de proteínas no
lúmen intestinal.51,52,59-67
Diferentemente de outros transportadores, o PepT-1
apresenta enorme extensão de substratos, que inclui 400 
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80 Fisiologia da Nutrição Humana. Aspectos Básicos, Aplicados e Funcionais
dipeptídeos e 8.000 tripeptídeos, que podem ser produzidos 
a partir da digestão das proteínas da dieta. Além disso, o 
PepT-1 apresenta uma característica singular, que se refere 
a sua dependência pelo gradiente de prótons no momento 
da absorção dos oligopeptídeos pelo enterócito, enquanto 
outros transportadores comumente dependem de um gra-
diente de sódio. De fato, o PepT-1 é um co-transportador 
de peptídeos e de íons H+, pertencendo a uma família de 
transportadores de oligopeptídeos encontrada em todas as 
espécies, desde bactérias a humanos52,61,68-70.
Os processos celulares envolvidos no transporte de 
dipeptídeos e tripeptídeos através das células epiteliais 
intestinais incluem as seguintes características (Fig. 6.4):
i. um trocador Na+/H+ localizado na membrana luminal, 
que mantém o pH intracelular alcalino; 
ii. presença da enzima Na+/K+ ATPase localizada na
membrana basolateral, que mantém o potencial de 
membrana negativo no interior celular;
iii. diversas peptidases citoplasmáticas, que previnem 
o acúmulo dos peptídeos absorvidos. Estas enzimas 
convertem a maioria dos dipeptídeos e tripeptídeos
para aminoácidos, que são utilizados pelos enteróci-
tos ou são liberados dentro da circulação portal por
meio de transportadores de aminoácidospresentes na
membrana basolateral dessas células. Os dipeptídeos e
tripeptídeos que escapam da hidrólise pelas peptidases
citoplasmáticas são transportados através da membra-
na basolateral para dentro da circulação portal por meio
de um transportador de oligopeptídeos, o qual difere
caracteristicamente do PepT-151,67.
A utilização de duas forças motrizes, gradiente de Na+
e gradiente de H+, para a absorção ativa de aminoácidos e 
dipeptídeos, respectivamente, é vantajosa para o organis-
mo por manter uma nutrição protéica adequada, devido à 
ausência de competição entre aminoácidos e dipeptídeos 
pela origem de energia e por permitir que estes processos
absortivos ocorram paralelamente54.
 Em relação à absorção de aminoácidos na membrana 
luminal, verifica-se que alguns aminoácidos são absorvidos 
por meio de mecanismos mediados por carreadores em um
FIG. 6.4 Transportador de dipeptídeos e tripeptídeos intestinal (PepT-1). (Modificado de YANG et al.67.)
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Metabolismo de Proteínas 81
processo sódio (Na+) dependente. A transferência do Na+ 
para o compartimento extracelular caracteriza-se, dessa 
forma, como um transporte ativo secundário. Outros ami-
noácidos e alguns daqueles absorvidos por transporte ativo 
podem também ser absorvidos por difusão facilitada, que 
não necessita de Na+. Certos aminoácidos competem entre 
si, durante a absorção, pelos transportadores presentes na 
membrana luminal54,71.
Dentro do intestino delgado existem variações regionais 
das capacidades absortivas de aminoácidos, dipeptídeos 
e tripeptídeos. A capacidade absortiva de dipeptídeos 
e tripeptídeos é maior no intestino delgado proximal em 
relação ao intestino delgado distal. Aliado a este fato 
observa-se que peptidases citosólicas, que atuam sobre 
dipeptídeos e tripeptídeos, apresentam mais alta atividade 
no segmento proximal do intestino delgado, local onde a 
capacidade absortiva desses peptídeos é muita elevada. 
Por outro lado, a capacidade absortiva de aminoácidos é 
maior no intestino delgado distal do que no intestino delgado 
proximal51,54,56. 
Na membrana basolateral dos enterócitos verifica-se a 
presença de sistemas de transportes de aminoácidos, que 
são responsáveis pela saída de aminoácidos para a corrente 
sangüínea. Ao menos cinco sistemas de transporte de 
aminoácidos na membrana basolateral foram identificados, 
sendo dois dependentes de sódio (Na+) e três independen-
tes de Na+. Os mecanismos independentes de Na+ são 
responsáveis pelo transporte de aminoácidos da célula 
para a circulação sangüínea, caracterizando a absorção 
transcelular de aminoácidos a partir do lúmen intestinal, 
enquanto que os sistemas dependentes de Na+ apresentam 
um papel relevante no fornecimento de aminoácidos para 
as células intestinais47,54,71.
Em síntese, dentre os mecanismos de absorção de 
aminoácidos e de dipeptídeos e tripeptídeos provindos da 
dieta, destacam-se45,51,58,72,73: 
i. aminoácidos livres liberados pela digestão no trato diges-
tório ou na membrana luminal são absorvidos via sistemas 
de transporte específicos para aminoácidos livres;
ii. hidrólise de oligopeptídeos na membrana luminal com 
subseqüente liberação de aminoácidos livres, que são 
transportados por diferentes sistemas específicos de 
transporte de aminoácidos. Dipeptídeos e tripeptídeos 
que permanecem após a digestão por peptidases lu-
minais e ligados à membrana luminal, ou seja, que não 
foram clivados em aminoácidos livres por hidrolases 
de peptídeos presentes nesta membrana, podem ser 
absorvidos íntegros pelo intestino delgado, sendo cliva-
dos por peptidases intracitoplasmáticas (dipeptidases e 
tripeptidases) de enterócitos. Peptidases localizadas no 
citosol de enterócitos são capazes de hidrolisar somente
dipeptídeos e tripeptídeos; 
iii. peptídeos com quatro ou mais aminoácidos necessitam 
ser hidrolisados pela membrana luminal previamente ao
processo de absorção de seus produtos hidrolisados. 
Cabe ressaltar que estudos em animais e humanos
têm demonstrado que a oferta por via oral, a partir de
uma mistura de aminoácidos livres, difere em relação
à mistura de dipeptídeos de composição aminoacídica
equivalente55,65,66,74-78. Algumas razões são apresentadas
a seguir:
a. absorção mais rápida de aminoácidos quando fornecidos
na forma de dipeptídeos do que na forma livre;
b. maior aparecimento de aminoácidos no sangue após
absorção de dipeptídeos do que a partir de aminoácidos 
livres;
c. ausência de competição entre a absorção de aminoácidos
livres e de dipeptídeos;
d. conservação de energia metabólica no transporte de
aminoácidos na forma de dipeptídeos em relação à forma
monomérica;
e. relativa manutenção do transporte de dipeptídeos
comparado ao transporte de aminoácidos em diversas 
situações, tais como jejum, desnutrição protéico-calórica,
deficiência de vitaminas e doenças intestinais;
f. vantagens físico-químicas pela substituição de aminoáci-
dos instáveis e pouco solúveis em solução por dipeptí-
deos altamente estáveis e solúveis em solução;
g. dipeptídeos estimulam seu próprio transporte por meio
da indução da expressão de PepT-1.
REGULAÇÃO HORMONAL DA CONCENTRAÇÃO DE 
AMINOÁCIDOS PLASMÁTICOS
Muitos dos hormônios sintetizados no organismo regulam a
concentração de aminoácidos no plasma. Alguns dos efeitos
produzidos são sumarizados na Tabela 6.5. A discussão
sobre as ações hormonais pode ser simplificada pela divisão
dos mesmos em duas categorias: os hormônios anabólicos
e os hormônios catabólicos. Os hormônios anabólicos, como
o hormônio do crescimento, tendem a promover a incorpo-
ração de aminoácidos plasmáticos na proteína muscular. A
insulina pode ser incluída nesse grupo, embora sua ação
pareça ser mediada principalmente por meio da inibição da 
proteólise muscular preferivelmente do que pela promoção
do aumento da captação. De fato, um dos efeitos principais
da glicose da dieta é a liberação da insulina, a qual, por sua
vez, inibe a degradação protéica muscular79-82.
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82 Fisiologia da Nutrição Humana. Aspectos Básicos, Aplicados e Funcionais
Os hormônios catabólicos, particularmente os hormônios 
esteróides catabólicos, como o cortisol, atuam antagonica-
mente em relação aos anabólicos. A liberação desses hor-
mônios causa a degradação da proteína muscular, aumento 
da oxidação de aminoácidos no tecido muscular e liberação 
de aminoácidos para o plasma. O glucagon exerce um papel 
relevante por estimular a síntese das enzimas hepáticas que 
atuam no catabolismo de aminoácidos79,81.
Portanto, a concentração de aminoácidos no plasma é 
dependente em grande parte do balanço preciso entre esses 
dois grupos de hormônios — anabólicos e catabólicos — e 
do controle da liberação dos mesmos. 
METABOLISMO PROTÉICO
No organismo não há reserva de proteína ou de aminoá-
cidos livres, sendo que qualquer quantidade acima das 
necessidades para a síntese protéica celular e para a de 
compostos não-protéicos nitrogenados é metabolizada. 
No entanto, na célula, existe um pool metabólico de 
aminoácidos em estado de equilíbrio dinâmico que pode 
ser utilizado quando for necessário. O contínuo estado de 
síntese e degradação de proteínas, fenômeno denominado 
turnover protéico, é necessário para manter esse r pool
metabólico e a capacidade de satisfazer a demanda de 
aminoácidos nas várias células e tecidos do organismo, 
quando essas são estimuladas a sintetizar novas proteínas
para uma determinada função (Fig. 6.5)83,84.
O conceito de turnover protéico surgiu inicialmente ar
partir dos trabalhos de SCHOENHEIMER, nos Estados Uni-
dos da América na década de 1940. Por meio da avaliação 
das taxas de incorporação de aminoácidos marcadoscom
isótopos estáveis (15N) em proteínas e de perda de 15N a
partir da proteína, SCHOENHEIMER demonstrou que todas
as proteínas corporais estavam em constante estado de
fluxo, sendo constantemente sintetizadas e degradadas.
Esse pesquisador foi o primeiro a sugerir que existe um
pool de aminoácidos nas células, em equilíbrio dinâmicol
com os aminoácidos formados a partir da degradação da 
proteína corporal e com aqueles obtidos a partir da dieta, e 
que as perdas a partir desse pool ocorriam quando nenhum l
aminoácido era ingerido79.
O turnover protéico é elevado na infância e diminui com r
a idade (Tabela 6.6). Além disso, o turnover difere entre osr
tecidos: o músculo esquelético, que responde por aproxi-
madamente 50% do conteúdo de proteína corporal, é res-
ponsável apenas por cerca de 25% do turnover, enquanto
o fígado e o intestino, que respondem por menos de 10% 
do conteúdo protéico do organismo, contribuem com 50% 
do turnover. O turnover protéico também difere dentro dosr
tecidos e igualmente dentro das células26,27. 
TABELA 6.5 Regulação Hormonal da Concentração de Aminoácidos Plasmáticos. (Adaptado de GILLHAM et al.79)
 Tecido Afetado
Hormônio Fígado Músculo Outros
INSULINA Estimula a captação de Estimula a síntese protéica, inibe a 1. Facilita a transferência de glutamato a
aminoácidos e a síntese protéica proteólise e promove a captação de partir dos eritrócitos para o músculo
 aminoácidos no estado alimentado 2. Ativa a desidrogenase de α-cetoácidos
 de cadeia ramificada no tecido adiposo
GLUCAGON Estimula a proteólise e inibe a — Estimula a oxidação de ACR no coração no
síntese protéica estado pós-absortivo
ADRENALINA — Diminui a síntese protéica e a Estimula a oxidação de ACR no coração
 concentração plasmática de ACR.
 Aumenta a oxidação de ACR e a 
 liberação de alanina e glutamina
CORTISOL Promove a síntese de glutamina Promove a proteólise e inibe a síntese —
no estado de jejum. Induz enzimas protéica. Inibe a captação de
relacionadas ao catabolismo de aminoácidos. Promove o efl uxo de
aminoácidos, como tirosina glutamina
aminotransferase
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Metabolismo de Proteínas 83
Geralmente, o padrão do turnover protéico pode ser 
estudado em três diferentes grupos (Fig. 6.6)79:
• Grupo A: proteínas que são rapidamente sintetizadas; 
apresentam um tempo de vida limitado e, posteriormente, 
são rapidamente degradadas. Exemplo dessas proteínas 
é a hemoglobina, que é normalmente estável durante os 
120 dias de vida de um eritrócito humano; 
• Grupo B: proteínas que são rapidamente sintetizadas e 
degradadas. Exemplos dessas proteínas são as enzimas, 
as quais regulam as vias metabólicas. Tais enzimas são 
geralmente encontradas em baixa concentração nas cé-
lulas; sua concentração varia rapidamente em resposta 
tanto ao aumento quanto à diminuição das taxas de 
síntese e de degradação protéicas;
• Grupo C: as proteínas desse grupo apresentam uma taxa
de turnover muito lenta e uma meia-vida muito longa. O r
colágeno é um exemplo de proteína desse grupo. 
Aproximadamente 300 g de proteína são sintetizados
e degradados diariamente em um indivíduos adulto, con-
tudo, esta quantidade representa apenas um valor médio, 
porquanto a meia-vida das proteínas endógenas apresenta
uma enorme variação. Esse valor é aproximadamente 210 
g maior do que o saldo de ingestão, 90 g, e esta diferença
enfatiza a grande contribuição realizada pelo turnover protéi-r
co corporal para o pool de aminoácidos livres. Os conceitosl
de um pool de aminoácidos e de um estado dinâmico de l
proteínas corporais reforçam o papel relevante que a síntese
e a degradação protéicas exercem, em diferentes tecidos, 
na regulação da natureza e da concentração de vários ami-
noácidos no sangue. Os aminoácidos ingeridos contribuem 
para esse pool e para o l turnover protéico, mas adicionam r
apenas uma proporção do total de aminoácidos envolvidos 
no turnover protéico corporal diárior 10,26,27,80,85-90.
Dentre as principais variáveis que afetam o turnover
protéico no organismo humano diariamente destacam-
se80-82,85-88,91:
a. alimentação e as subseqüentes alterações na disponibilida-
de de aminoácidos na circulação sangüínea (Tabela 6.7);
 b. concentração de hormônios anabólicos (especialmente 
a insulina) e de hormônios catabólicos (especialmente
glucagon e cortisol);
c. exercício físico.
FIG. 6.5 Troca entre os pools de proteína corporal e de aminoácidos livres (Modificado de Lemon85).
TABELA 6.6 Síntese Protéica Corporal em Humanos em 
Diferentes Estágios de Vida. (Adaptado de NRC22)
Estágio de vida Síntese protéica (g/kg/dia)
Recém-nascido (pré-termo) 17,4
Criança 6,9
Adulto 3,0
Idoso 1,9
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84 Fisiologia da Nutrição Humana. Aspectos Básicos, Aplicados e Funcionais
FIG. 6.6 Diferentes padrões do turnover protéico. (Adaptado de GILLHAM et al.r 79)
TABELA 6.7 Taxas de Turnover de Proteínas Corporais e o Efeito da Ingestão Protéica sobre o r Turnover Protéico.r
(Adaptado de Gillham et al.79.)
 Meia-vida (dias) de
 Total de Proteínas corporais Proteínas séricas/plasmáticas
Rato 17 6 a 7
Humanos 158 10 a 20
 Efeito da Dieta (ratos) 
Dieta Meia-vida das proteínas do plasma (dias)
Isenta de proteína 17 
25% de proteína 5 
65% de proteína 2,9 
Os tecidos mais ativos do organismo, responsáveis pelo 
turnover protéico, são: plasma, mucosa intestinal, pâncre-r
as, fígado e rins. Por outro lado, o tecido muscular, pele 
e cérebro são os menos ativos. A velocidade do turnover
protéico depende da função da proteína e do tipo do tecido 
ou órgão. A taxa média diária do adulto, de proteína renova-
da, é da ordem de 3% do total protéico do organismo. Na
pele, perdem-se e renovam-se 5 g de proteínas por dia; no 
sangue, 25 g; no trato intestinal, cerca de 70 g; e no tecido 
muscular, ao redor de 75 g/dia27.
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Metabolismo de Proteínas 85
Metabolismo Protéico no Tecido Hepático
As funções mais relevantes do fígado no metabolismo 
protéico, de modo sucinto, são: 
i. formação das proteínas plasmáticas; 
ii. formação de uréia para a remoção da amônia dos líqui-
dos corporais; 
iii. desaminação dos aminoácidos; 
iv. interconversões entre os diferentes aminoácidos, 
bem como entre os aminoácidos e outros compostos 
importantes para os processos metabólicos do orga-
nismo2,4,6,11,22.
Após a absorção intestinal, os aminoácidos são trans-
portados diretamente ao fígado por meio do sistema porta. 
Esse tecido exerce um papel importante como modulador da
concentração de aminoácidos plasmáticos e regulador do
catabolismo de aminoácidos indispensáveis, com exceção 
dos aminoácidos de cadeia ramificada, que são degradados
principalmente pelo músculo esquelético. No fígado, parte
dos aminoácidos é usada na síntese de proteínas que são 
secretadas (por exemplo, albumina e fibrina) e na síntese 
de proteínas de vida média mais curta (como enzimas,
necessárias ao catabolismo dos aminoácidos que ficam na 
própria célula hepática) (Fig. 6.7)9,10,26,50.
Praticamente todas as proteínas plasmáticas, com ex-
ceção de parte das gamaglobulinas, são formadas pelas
células hepáticas. Essa síntese é responsável por cerca de
90% de todas as proteínas plasmáticas. As gamaglobulinas 
FIG. 6.7 Participação do fígado no metabolismo protéico.
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86 Fisiologia da Nutrição Humana. Aspectos Básicos, Aplicados e Funcionais
restantes são anticorpos formados principalmentepor plas-
mócitos no tecido linfático do organismo. O fígado tem a 
capacidade de sintetizar as proteínas plasmáticas em uma 
velocidade de cerca de 30 g/dia9,10,26,50,79.
O fígado apresenta uma taxa elevada de turnover de r
enzimas que regulam a homeostasia de substratos ener-
géticos, permitindo que a regulação ocorra rapidamente 
em resposta à alimentação e ao jejum de curta duração. 
Sendo assim, alterações na quantidade dessas enzimas 
hepáticas representam um fator relevante no controle de 
suas atividades e, por essa razão, uma taxa alta de turnover
é essencial quando o tecido deve ser responsivo às altera-
ções das necessidades metabólicas4,7,26.
Balanço Nitrogenado
O balanço nitrogenado representa a diferença entre a 
quantidade de nitrogênio consumida por dia e a quantidade 
de nitrogênio excretada por dia. Esta definição pode ser 
expressa pela fórmula:
Balanço Nitrogenado = (gramas de nitrogênio ingerido – gramas
de nitrogênio perdido)
Balanço Nitrogenado 
A razão média proteína:nitrogênio, de acordo com o 
peso, é de 6,25 para a proteína ingerida habitualmente na 
dieta. Esse número é utilizado como um fator de conversão 
para expressar a quantidade de proteína da dieta, ou seja, o 
consumo de 1 g de nitrogênio na forma de proteína equivale 
ao consumo de 6,25 g de proteínas26.
Cabe ressaltar que a avaliação do balanço nitrogenado 
não pode ser determinada pela análise da coleta de alimentos 
e de excreções durante 1 dia. Devido à variabilidade biológica 
intrínseca de experimentos envolvendo animais e humanos, 
amostras devem ser coletadas durante diversos dias. 
Um indivíduo adulto ingerindo uma dieta adequada e 
balanceada está geralmente em balanço nitrogenado, ou 
seja, um estado onde a quantidade de nitrogênio ingerida 
diariamente está equilibrada com a quantidade excretada, 
o que resulta em um saldo zero em relação à alteração da 
quantidade de nitrogênio corporal. No estado alimentado, o 
nitrogênio excretado é proveniente principalmente do turno-
ver normal ou do excesso de proteína ingerida. Sob algumas r
condições o organismo está ou em balanço negativo ou 
em balanço positivo de nitrogênio. Na condição de balanço 
nitrogenado negativo, mais nitrogênio é excretado do que 
ingerido. Este fato pode ser observado durante o jejum ou 
em determinadas doenças. Durante o jejum, as cadeias 
de carbono dos aminoácidos derivados das proteínas são 
necessárias para a gliconeogênese; e a amônia liberada a 
partir dos aminoácidos é excretada principalmente como
uréia e não é reincorporada em proteínas. O balanço nitroge-
nado positivo ocorre em crianças em fase de crescimento,
que estão aumentando sua massa corporal e incorporando 
mais aminoácidos em proteínas do que os degradando.
Cisteína e arginina são essenciais em crianças, todavia não 
são essenciais em adultos, uma vez que são sintetizados a 
partir da metionina e ornitina, respectivamente. Estes ami-
noácidos estão prontamente disponíveis em adultos, porém
são limitados em crianças devido à elevada utilização de
todos os aminoácidos durante essa fase da vida. O balanço 
nitrogenado positivo também ocorre na gravidez e durante 
a realimentação após jejum10,16,22,26,41.
Em adição a quantidade de proteína da dieta, diversos 
outros fatores devem ser considerados, como a quantida-
de de aminoácidos indispensáveis presentes na dieta em
relação ao balanço nitrogenado. Uma vez que aminoácidos 
indispensáveis não podem ser sintetizados pelo organismo,
se apenas um dos aminoácidos indispensáveis não é ingeri-
do ou a quantidade ingerida é insuficiente, o organismo não 
pode sintetizar proteínas novas para repor proteínas perdi-
das decorrente do turnover protéico normal e, conseqüen-r
temente, verifica-se a ocorrência de balanço nitrogenado
negativo, uma vez que proteínas corporais são degradadas 
para fornecerem o aminoácido indispensável deficiente, ao 
mesmo tempo em que os demais aminoácidos liberados são
metabolizados. Outro fator que determina a necessidade
protéica é a ingestão de lipídios e carboidratos. Se esses 
nutrientes estão presentes em quantidades insuficientes,
uma parte da proteína da dieta será utilizada para a produ-
ção de energia e, desse modo, torna-se indisponível para 
a síntese e reparação tecidual. Se, nesse caso, ocorre um
aumento da ingestão de carboidratos e lipídios, verifica-se
uma menor necessidade de proteínas na dieta. Este fato é 
referido como efeito poupador de proteínas, sendo que os 
carboidratos são mais eficientes do que lipídios quanto a 
esse efeito, uma vez que carboidratos podem ser utilizados
como fonte de energia por quase todos os tecidos do orga-
nismo, o que não ocorre com os lipídios6,13,41,92.
Síntese Protéica
O processo por meio do qual as proteínas são sinteti-
zadas fornece a base para a compreensão das diferenças
genéticas. E também a base para a compreensão de como 
as propriedades próprias de cada tipo celular são mantidas,
uma vez que as características que diferenciam as células 
são geralmente conferidas pelas proteínas celulares2-4.
A seqüência de aminoácidos de uma proteína em parti-
cular é geneticamente controlada. Este controle é exercido
por meio de um polinucleotídeo, o ácido desoxirribonucléico
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Metabolismo de Proteínas 87
(DNA). O DNA é composto de quatro bases nitrogenadas: 
adenina, guanina, timina e citosina, as quais são condensa-
das para formar a cadeia de DNA. A seqüência de bases 
no DNA é única para cada proteína que é sintetizada no 
organismo. Sendo assim, a seqüência de aminoácidos de 
cada proteína sintetizada no organismo é determinada a 
partir de uma região da molécula de DNA, denominada gene, 
que consiste de milhares de bases1-4. 
As moléculas de ácido ribonucléico (RNA) apresentam 
diferentes funções na transferência da informação celular. 
A maioria do RNA celular é ribossomal (rRNA). Ribossomos 
são grandes complexos de proteínas e RNA, que podem 
realizar o processo de tradução. O RNA mensageiro (mRNA) 
serve como molde para a síntese de proteínas e transmite 
a informação a partir do DNA para o ribossomo. O RNA de 
transferência (tRNA) transporta aminoácidos específicos, 
a partir do pool intracelular de aminoácidos livres, para os l
ribossomos. Cabe ressaltar que a síntese protéica é de-
pendente da simultânea presença de todos os aminoácidos 
necessários para a síntese de uma determinada proteína 
e do fornecimento de energia. Se há uma insuficiência em 
qualquer um desses fatores, as etapas da biossíntese de 
proteínas não ocorrem de maneira normal24,93.
Transcrição 
A síntese de mRNA a partir do DNA no núcleo celular é 
denominada transcrição. O mRNA é utilizado para carrear 
a informação a partir do DNA dos cromossomos para a 
superfície dos ribossomos, que estão presentes no citosol. 
O RNA, particularmente o mRNA, é uma molécula muito me-
nor e significativamente menos estável em comparação ao 
DNA, ou seja, o RNA apresenta uma meia-vida muito curta 
(minutos a horas) comparada àquela do DNA nuclear (anos). 
Devido à meia-vida curta do RNA, as bases que o compõem 
devem ser continuamente ressintetizadas7,9.
Tradução 
O processo de tradução representa a síntese da proteína, 
a qual ocorre no citosol e necessita de ribossomos, mRNA, 
tRNA e vários fatores protéicos. O ribossomo é o local onde 
ocorre a síntese de proteínas. O mRNA e o tRNA, que se 
ligam ao ribossomo durante o curso da síntese protéica, 
são responsáveis pela ordenação correta dos aminoácidos 
na proteína nascente3.
Um códon — uma série de três bases adjacentes umas 
às outras na seqüência — especifica um determinado 
aminoácido, sendo que vários códons podem especificar o 
mesmo aminoácido. Dentre os 64 códons possíveis, verifica-
se que 61 codificam aminoácidos e os três restantes são
sinaisde terminação1,2.
Antes que um aminoácido possa ser incorporado na
cadeia protéica nascente, o mesmo deve ser ativado. Uma 
ligação covalente é formada entre o aminoácido e o tRNA, 
o que forma um aminoacil-tRNA. A formação da cadeia po-
lipeptídica ocorre em três etapas: iniciação, alongamento e 
terminação. Na etapa de iniciação, o primeiro aminoacil-tRNA
liga-se ao ribossomo e ao mRNA. O segundo aminoacil-tR-
NA forma um complexo com o ribossomo e com o mRNA. 
O sítio de ligação do segundo aminoacil-tRNA é próximo
ao do primeiro aminoacil-tRNA e uma ligação peptídica
forma-se entre os aminoácidos (alongamento da cadeia).
O processo de alongamento da cadeia envolve a translo-
cação do ribossomo ao longo do mRNA até que a cadeia 
polipeptídica esteja completa. Finalmente ocorre a etapa
de terminação da síntese protéica, sendo os códons UAA, 
UAG e UGA sinais de terminação. Esses códons não são
reconhecidos por nenhum tRNA, mas são reconhecidos por 
proteínas denominadas fatores de liberação, que bloqueiam
a ligação de um novo aminoacil-tRNA como também afetam 
a atividade da peptidiltransferase – enzima que catalisa cada
ligação peptídica –, de modo que a ligação entre o terminal
carboxílico do peptídeo e o tRNA seja hidrolisada4,7,25.
No processo de tradução é comum que vários ribos-
somos estejam ligados ao mesmo mRNA, formando um
complexo denominado polissomos. Cada ribossomo em um
polissomo tem um polipeptídio em um estágio diferente da
tradução, o qual depende da posição do ribossomo à medida
que esse se move ao longo do mRNA e traduz a mensagem 
genética. Além disso, quimicamente, a polimerização dos 
aminoácidos em proteínas é uma reação de desidratação 
entre dois aminoácidos (Fig. 6.8)3,25,94.
Após a tradução, algumas proteínas emergem a partir
do ribossomo prontas para o seu funcionamento, enquanto 
outras sofrem uma variedade de modificações pós-traducio-
nais. Estas alterações podem resultar em: 
i. conversão para uma forma funcional; 
ii. direcionamento para um compartimento subcelular
específico; 
iii. secreção a partir da célula; 
iv. alteração na atividade ou estabilidade.
A informação que determina o destino pós-traducional de
uma proteína reside na sua estrutura94.
A partir do ponto de vista nutricional e metabólico, é
relevante reconhecer que a síntese protéica é um processo
contínuo realizado nas células do organismo. Em estado de 
equilíbrio, ou seja, quando não há um saldo de aumento ou 
de diminuição de proteína corporal, verifica-se que a síntese
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88 Fisiologia da Nutrição Humana. Aspectos Básicos, Aplicados e Funcionais
protéica é balanceada por igual quantidade de degradação 
protéica. A ingestão inadequada de proteínas, tanto em die-
tas hipoprotéicas quanto em dietas com ausência ou baixa 
concentração de um ou mais aminoácidos indispensáveis 
(denominados nesta situação de aminoácidos limitantes), 
tem como principal conseqüência a alteração do balanço 
protéico, uma vez que a taxa de síntese de algumas pro-
teínas corporais diminui enquanto a degradação protéica 
continua, o que propicia o fornecimento desses aminoácidos 
a partir de proteína endógena95.
Regulação Hormonal da Síntese Protéica 
Tanto a síntese quanto a degradação de proteínas são 
controladas por hormônios. O hormônio de crescimento es-
timula a síntese protéica, aumentando assim a concentração 
de proteína nos tecidos. No período de intenso crescimento 
em crianças, o hormônio de crescimento é regulado pelo 
IGF-1, que é sintetizado por vários órgãos, especialmente 
pelo fígado. A insulina também estimula a síntese protéica, 
acelerando o transporte de aminoácidos através da membra-
na celular, sendo que a ausência de insulina diminui a síntese 
protéica. A testosterona é outro hormônio que estimula a 
síntese protéica durante o período de crescimento. Os glu-
cocorticóides estimulam a degradação protéica muscular 
fornecendo substrato para a gliconeogênese e cetogêneses. 
A tiroxina, indiretamente, afeta o metabolismo protéico, 
aumentando a sua velocidade em todas as células e, assim, 
conseqüentemente, a velocidade das reações anabólicas
e catabólicas das proteínas. Em doses fisiológicas, e com 
adequada ingestão energética e de aminoácidos, a tiroxina
aumenta a síntese protéica. No entanto, em situações de 
deficiência energética ou em grandes doses não fisiológicas,
a tiroxina tem um efeito contrário, ou seja, catabólico, no 
metabolismo protéico27,96,97.
Catabolismo Protéico
Diferentes Vias de Catabolismo Protéico
Células morrem sob uma base regular e programada,
denominada apoptose, e seus componentes moleculares
são metabolizados. Proteínas individuais também sofrem
turnover regular sob condições normais. A meia-vida der
uma proteína pode ser ≤ 1 hora, tais como ornitina des-
carboxilase, fosfoquinase C e insulina; ou ser de diversos
meses, tais como hemoglobina e histonas, ou ser equiva-
lente à vida do organismo, como os cristalinos oculares.
Contudo, a maioria das proteínas sofre turnover a cadar
poucos dias98. 
A heterogeneidade no turnover de diferentes proteínas,r
igualmente na mesma célula, sugere que o processo é
seletivo. Proteínas são degradadas intracelularmente por
vários sistemas, incluindo a via dependente de ubiquitina,
macroautofagia e microautofagia. Quando uma proteína
sofre algum tipo de lesão (alteração), essa é “marcada”
FIG. 6.8 Ligação peptídica com perda de uma molécula de água. 
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Metabolismo de Proteínas 89
pela proteína ubiquitina (76 aminoácidos), em uma reação 
enzimática dependente de ATP. A molécula de ubiquitina 
serve como um “marcador” que direciona a proteína alte-
rada para ser hidrolisada pelo proteossoma, que é uma 
partícula em forma cilíndrica presente no interior celular 
(Fig. 6.9). Em mamíferos, o proteossoma consiste de 28 
polipeptídios e apresenta um peso molecular de 2.000.000. 
As proteínas dessa partícula constituem aproximadamente 
1% do total das proteínas celulares. O proteossoma é 
utilizado na degradação de proteínas, resultando na for-
mação de pequenos peptídeos. Além disso, é essencial na 
degradação de proteínas sinalizadoras, tais como fatores 
de transcrição, que, em algumas circunstâncias, necessi-
tam estar presentes na célula por períodos limitados de 
tempo6,98-100. 
Na superfície citossólica do retículo endoplasmático 
verifica-se a ocorrência da ligação da molécula de ubiquitina 
a uma proteína alterada. Posteriormente, a proteína ligada 
a ubiquitina é reconhecida e desdobrada por proteínas es-
peciais presentes na “entrada” (em inglês gate = “portão”) 
do proteossomo. A proteína desdobrada no interior do
proteossomo sofre a ação de uma variedade de proteases,
que catalisam a degradação da proteína “marcada” para
peptídeos de 7 a 10 aminoácidos. Cinco tipos de proteases
estão presentes no proteossomo de mamíferos. Durante
o jejum, a via dependente de ubiquitina é ativada, estimu-
lando a degradação de proteínas e auxiliando no aumento
da neoglicogênese6,79. 
Contudo, a adição de ubiquitina para proteínas de mem-
brana (como aquelas presentes na membrana plasmática)
também “marca” essas proteínas para a proteólise. Porém,
nessa situação, a molécula de ubiquitina serve para direcio-
nar a proteína para a via endolisossomal e a degradação 
ocorre nos lisossomos. Em relação à degradação de
proteínas citoplasmáticas, esta não é realizada de maneira
indiscriminada. Proteínas cujos aminoácidos localizados
na posição NH2-terminal são metionina, serina, treonina,
alanina, valina, cistina, prolina ou glicina, são resistentes
à proteólise, enquanto proteínas que apresentam outros
aminoácidos na posição NH2-terminal podem ser desesta-
FIG. 6.9 A molécula de