15_Metabolismo Aminoácidos

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Conceitos Chaves
A amônia, usada para sintetizar aminoácidos e outros compostos nitrogenados é formado a partir do nitrogênio da atmosfera por plantas, bactérias, e a descarga elétrica de raios;
O homem sintetiza de novo 11 aminoácidos, esses são classificados como aminoácidos não essenciais da dieta;
Nove outros aminoácidos são necessários na dieta e são classificados como ESSENCIAIS
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AMINOÁCIDOS
		Não Essenciais
		 Essenciais
		 Glicina  Alanina Serina  Cisteína Tirosina  Arginina   
		 Fenilalanina Valina Triptofano  
		 Ácido aspártico Ácido glutâmico Histidina  Asparagina 
		 Treonina Lisina Leucina Isolucina
		 Glutamina Prolina 
		 Metionina
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A glutamato desidrogenase catalisa a incorporação de amônia em grupos amino, que podem, depois ser incorporados a outros aminoácidos não essenciais;
Aminotransferase catalisa a transferência de grupo amino da maioria dos aminoácidos par um alfa-cetoácido;
Piridoxal fosfato é o grupo prostético das aminotransferases.
Conceitos Chaves
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Exemplo: Aminotransferase - TGP
TRANSFERASES - transferência de grupos 
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Piridoxal fosfato (B6)
Coenzima: Transaminação 
 Descarboxilação
 Desidratação
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Conceitos Chaves
O nitrogênio do grupo amino é transportado para o fígado predominantemente por glutanina e alanina, onde o ciclo da uréia sintetiza uréia a partir dos amino grupos e amônia para excreção;
Glutanina é transportada até os rins para excreção do grupo amino como íon amônio ou para os intestinos, para iniciar a síntese de arginina.
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Conceitos Chaves
Dois aminoácidos são cetogênicos, alguns são glucogênicos, e alguns são tanto cetogênico quanto glucogênico;
Muitos aminoácidos funcionam como precursores de metabólitos secundários, como hormônios e neurotransmissores
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Glicogênicos
Alanina
Asparagina
Aspartato
Cisteína
Glutamato
Glutamina
Glicina
Prolina
Serina
Arginina
Histidina
Metionina
Treonina
Valina
Glico e cetogênicos
Tirosina
Isoleucina
Fenilalanina
Triptofano
Cetogênicos
Leucina
Lisina
NÃO-ESSENCIAIS
ESSENCIAIS
Classificação dos aminoácidos
(estudos com animais indicam que é glico e cetogênico)
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Fontes endógenas 
(cerca de 140 g/dia)
Pool de aminoácidos
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OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
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BIOSSÍNTESE DOS AMINOÁCIDOS
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FONTE DE AMÔNIA 
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FIXAÇÃO DE NITROGÊNIO: NITROGENASE
Procariotos: Cianobactérias e bactérias do solo (Azobacter)
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Redução do N2 a amônia
N2 + 3H2  2 NH3 
G’ = -33,5 kJ/mol
N2 + 10H+ + 8e- + 16ATP  
2 NH4+ + 16ADP + 16Pi + H2
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Nódulos de raízes de
uma leguminosa
Micrografia de um corte de
nódulos de raízes de ervilhas
SIMBIOSE ENTRE LEGUMINOSAS E BACTÉRIAS
FIXADORAS DE NITROGÊNIO
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SIMBIOSE ENTRE LEGUMINOSAS E BACTÉRIAS
FIXADORAS DE NITROGÊNIO
A planta fornece a fonte de energia na forma de 
carboidratos e intermediários do ciclo do 
ácido cítrico 
O complexo nitrogenase é inativado pelo ar (oxigênio) 
A redutase tem ½ vida de 30s na presença de ar
e a dinitrogenase de 10 min
As bactérias nos nódulos são banhadas por leghemo-
globina secretada pela planta.A leghemoglobina 
liga o oxigênio e impede a inativação da nitrogenase
Vantagem para a planta? 
enriquecimento do solo com formas assimiláveis de
nitrogênio (nitrato)
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INCORPORAÇÃO DE AMÔNIA NAS BIOMOLÉCULAS
O glutamato e a glutamina
são os pontos de entrada
dos aminogrupos
A glutamina é sintetizada 
a partir de glutamato pela 
glutamina sintetase
(ocorre em todos os organismos)
Em animais o nível de glutamato é mantido elevado pelas 
Aminotransferases: 
-cetoglutarato + aminoácido  glutamato + -cetoácido
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INCORPORAÇÃO DE AMÔNIA NAS BIOMOLÉCULAS
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A GLUTAMINA SINTETASE É O PONTO DE CONTROLE
DA ENTRADA PARA O NITROGÊNIO
Regulada por 8 
diferentes
moduladores
alostéricos 
negativos
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REGULAÇÃO DA GLUTAMINA SINTETASE POR 
MODULAÇÃO COVALENTE
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BIOSSÍNTESE DOS AMINOÁCIDOS
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BIOSSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
PRECURSORES
Intermediários da 
via glicolítica
Intermediários da 
via das pentoses
Intermediários da 
ciclo do ácido cítrico
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Aminoácidos 
essenciais e 
não essenciais
*Essenciais
‡Não-essenciais
‡Derivado da 
 fenilalanina
¤Essencial em
animais jovens
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SÍNTESE DE ALANINA
ASPARTATO
GLUTAMATO E 
GLUTAMINA
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SÍNTESE DE 
ISOLEUCINA
E VALINA
EM BACTÉRIAS
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SÍNTESE DE ISOLEUCINA E VALINA EM BACTÉRIAS
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Regulação alostérica da biossíntese de aminoácidos 
Inibição por feedback
Multiplicidade
enzimática
Inibição por 
feedback sequencial
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MOLÉCULAS DERIVADAS DE AMINOÁCIDOS
Síntese 
de 
porfirinas
Degradação da porfirina
produz bilirubina (baço)
A bilirubina é transportada
até o fígado ligada a
albumina
No fígado é conjugada
com ácido glicurônico
e secretada na bile
Bilirubina no sangue é
prova de função hepática
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Síntese de creatina: Fonte de Pi para síntese rápida de ATP
Alta concentra-
ção nos músculos:
30 mM
2% da creatina
muscular é
convertida em 
creatinina
Creatinina é 
excretada nos
rins: prova de 
função renal
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SÍNTESE DE GLUTATIONA
Glutationa é um
tampão redox:
mantem os grupos SH-
de proteínas e o Fe do 
heme na forma reduzida; 
remove peróxidos 
tóxicos, etc
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Aminoácidos raros encontrados em algumas proteínas
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Metabólitos dos aminoácidos
ácido g-aminobutírico (GABA): produto de descarboxilação do ácido glutâmico é um potente neurotransmissor;
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Metabólitos dos aminoácidos
histamina:  produto da descarboxilação da histidina funciona como neurotransmissor e regulador;
 
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Metabólitos dos aminoácidos
serotonina: derivado do triptofano também é neurotransmissor e regulador;
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Metabólitos dos aminoácidos
epinefrina:  importante hormônio também conhecida como adrenalina; derivada da tirosina
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SÍNTESE DE 
NEUROTRANSMISSORES
Baixa produção de Dopamina:
Doença de Parkinson
Tratamento: L-Dopa
Alta produção de Dopamina:
Esquizofrenia
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SÍNTESE DE 
NEUROTRANSMISSORES
Descarboxilação do glutamato:
GABA, um neurotransmissor 
inibitório
Baixa produção: epilepsia
Serotonina
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SÍNTESE DE 
HISTAMINA
Histamina é um potente
Vasodilatador. É liberado em 
respostas alérgicas 
Estimula a secreção
ácida no estômago
A cimetidina é um
antagonista do receptor
da histamina,usada no
tratamento da úlcera gástrica
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SÍNTESE DE POLIAMINAS
Espermina e espermidina são usadas no empacotamento do DNA 
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SÍNTESE DE ÓXIDO NÍTRICO
Óxido nítrico sintase (ativada por Ca2+-calmodulina) 
Óxido nítrico é um mensageiro biológico (ativa guanililciclase)
Atua em muitos processos fisiológicos: neurotransmissão, 
coagulação sanguínea, controle da pressão (vasodilatador).