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OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS E CICLO DA UREIA Considerações Gerais Os aminoácidos oriundos das proteínas da alimentação ou da degradação de proteínas intracelulares são a última classe de biomoléculas cuja oxidação faz uma contribuição significativa para a geração de energia metabólica. Considerações Gerais O valor da fração de energia metabólica derivada dos aminoácidos varia de acordo com o organismo e a sua situação metabólica. Nos animais, em que circunstâncias metabólicas os aminoácidos sofrem degradação oxidativa? • Síntese e degradação normais das proteínas celulares; • Dieta rica em proteínas – excesso de aminoácidos; • Jejum severo ou diabetes melito. Catabolismo do Grupo Amino A maior parte dos aminoácidos é metabolizada no fígado. Parte da amônia gerada é reciclada e o excesso é excretado em diferentes formas a depender do organismo. O excesso de amônia produzido em outros tecidos é enviado ao fígado para conversão em sua forma de excreção. Catabolismo do Grupo Amino Quatro aminoácidos tem papel central no metabolismo da amônia: glutamato, glutamina, aspartato e alanina. Aminotransferases ou Transaminases Catalisam a remoção do grupo α-amino dos aminoácidos e sua transferência para o α- cetoglutarato. Aminotransferases ou Transaminases O objetivo maior das reações de transaminação é coletar os grupos amino de muitos aminoácidos diferentes na forma de apenas um, L- glutamato, que será o doador de grupos amino para vias biossintéticas ou para vias de excreção. O PLP facilita a transferência do grupo amino O PLP é um aceptor intermediário do grupo amino. Ligação do PLP a Aminotransferase Exemplos de Aminotransferases A amônia é formada do Glutamato No fígado, o glutamato é transportado do citosol do hepatócito para o interior das mitocôndrias, onde sofre desaminação oxidativa A amônia é formada do Glutamato Aminotransferases + L-glutamato desidrogenase = TRANSDESAMINAÇÃO A amônia é tóxica para os animais Eliminação da amônia livre: 1º passo A amônia é tóxica para os animais Eliminação da amônia livre: 2º passo Captação de água Edema dos neurônios e coma Consequências da intoxicação por amônia no cérebro Depleção de NADH, α-cetoglutarato e ATP; Depleção do glutamato e do γ-aminobutirato (GABA); No geral, depleção de neurotransmissores, alterações no balanço osmótico e no metabolismo do ATP. Transporte de grupo amino de tecidos extra-hepáticos A GLUTAMINA transporta grupo amino (amônia) de tecidos periféricos para o fígado GLUTAMINA Glutamato Ureia A ALANINA transporta grupo amino (amônia) do músculo esquelético para o fígado Ciclo da glicose-alanina Transporte de grupo amino de tecidos extra-hepáticos Excreção do Grupo Amino A Excreção do Grupo Amino e o Ciclo da Ureia O ciclo da ureia ocorre em 5 etapas: 2 etapas ocorrem no interior das mitocôndrias hepáticas e as demais no citosol. NH4 + combina-se com o HCO3 - para formar carbamoil-fosfato. Essa reação é dependente de ATP e é catalisada pela carbamoil-fosfato sintetase I. Etapa 1 A Excreção do Grupo Amino e o Ciclo da Ureia Carbamoil-fosfato doa seu grupo carbamoila para a ornitina, formando citrulina (ornitina- transcarbamoilase). Etapa 2 A Excreção do Grupo Amino e o Ciclo da Ureia Aspartato doa seu grupo amino para a citrulina, formando arginino- succinato (arginino- succinato sintetase). Etapa 3 Etapa 4 Etapa 5 Clivagem do arginino- succinato, formando arginina e fumarato (arginino-succinato liase). Clivagem da arginina, produzindo ureia e ornitina (arginase). Ciclo da Ureia e Ciclo de Krebs Quanto Custa o Ciclo da Ureia? 2NH4 + + HCO3 - + 3ATP + H2O UREIA + 2ADP + AMP + 4Pi • 2 grupos amino • 1 bicarbonato • 3 ATP: 2 na síntese do carbamoil fosfato e 1 que é clivado em AMP e 2 Pi na síntese do arginino-succinato • Para excreção de N como ureia, os ureotélicos gastam cerca de 15% da energia oriunda da degradação dos aminoácidos. A atividade do ciclo da ureia é regulada Dieta rica em proteínas Desnutrição severa As quatro enzimas envolvidas no ciclo da ureia e a carbamoil- fosfato sintetase I – longo prazo A atividade do ciclo da ureia é regulada A curto prazo, a carbamoil fosfato sintetase I é ativada por N-acetilglutamato, sintetizado de acetil-CoA e glutamato. Vias de Degradação dos Aminoácidos •Existem 20 vias catabólicas diferentes para degradação dos aminoácidos. •Essas vias juntas correspondem a apenas 10 a 15% da produção de energia do corpo, apresentando atividade longe daquela mostrada pela glicólise e da oxidação dos ácidos graxos. •As 20 vias catabólicas convergem para formar compostos que entram no ciclo do ácido cítrico e podem ser conduzidos para a gliconeogênese ou para cetogênese, ou podem ser completamente oxidados até CO2 e H2O.
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