Aula 06 metabolismo dos aminoácidos 2017

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BIO Q U ÍM IC A
ME T A B O LIS M O D E AM IN O Á C ID O S
AU LA 6
Prof. Greice Montagner
VISÃO GERAL DO METABOLISMO DO NITROGÊNIO
VIAS BIOSSINTÉTICAS
AMINOÁCIDOS NUCLEOTÍDEOS
LEVAM A PRODUÇÃO DE:
CARACTERÍSTICA COMUM:
NECESSIDADE DE NITROGÊNIO
VISÃO GERAL DO METABOLISMO DO NITROGÊNIO:
CICLO DO NITROGÊNIO
PLANTAS: PODEM CAPTAR NITRITO E NITRATO E REDUZIR A AMÔNIA
AMÔNIA INCORPORDA NOS AMINOÁCIDOS PELAS PLANTAS
INCORPORAÇÃO DA AMÔNIA NAS BIOMOLÉCULAS
VIA GLUTAMATO E GLUTAMINA 
(doadores de nitrogênio)
+
INTERMEDIÁRIOS DA GLICÓLISE, CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO E VIA 
DAS PENTOSES
AMÔNIA INCORPORDA NOS AMINOÁCIDOS PELAS PLANTAS
AMINOÁCIDOS
PRECURSORES DE OUTRAS 
BIOMOLÉCULAS
AMINOÁCIDOS
NUCLEOTÍDEOS
ÁCIDOS NUCLÉICOS
PROTEÍNAS
ANIMAIS: USAM PLANTAS COMO FONTE 
DE AMINOÁCIDOS PARA PRODUZIR 
PROTEÍNAS
CARNÍVOROS
ATÉ 90% DAS NECESSIDADES 
ENERGÉTICAS
ANIMAIS  OXIDAM AMINOÁCIDOS 
PLANTAS NUNCA OU QUASE NUNCA OXIDAM
HERBÍVOROS
PEQUENA FRAÇÃO DAS 
NECESSIDADES ENERGÉTICAS
GRUPO AMINO
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS 
ESQUELETO CARBÔNICO
OX ID A Ç Ã O D O S A M IN O Á C ID O S
NOS ANIMAIS
Pode ocorrer em três circunstâncias:
Durante síntese e degradação de proteínas celulares, alguns
aminoácidos liberados podem sofrer oxidação.
Quando em uma dieta rica em proteínas aminoácidos
excedentes são catabolizado.
Durante jejum severo e ou diabetes melitus proteínas corporais
são hidrolisadas e seus aminoácidos empregado como
combustíveis.
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VISÃO GERAL DO 
CATABOLISMO DE 
AMINOÁCIDOS EM 
MAMÍFEROS
US O D O S A M IN O Á C ID O S
Podem ser utilizados para síntese de proteínas.
Caso não sejam utilizados para essa finalidade, devem ser
degradados.
Em animais, proteínas e aminoácidos não são armazenados como
fonte de energia semelhante ao que ocorre com carboidratos e
lipídeos.
Uma parte importante da degradação de aminoácidos ocorre no
fígado.
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AS PR O T E ÍN A S D A D IE T A S Ã O
ENZIMATICAMENTE DEGRADADAS ATÉ AMINOÁCIDOS
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DE G R A D A Ç Ã O D E
AM IN O Á C ID O S
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Fígado  remoção do grupo
amino  aminotransferases
ou transaminases  reações
de transaminação  grupo
amino é transferido para α-
cetoglutarato, liberando o
correspondente α-cetoácido
DE G R A D A Ç Ã O D E AM IN O Á C ID O S
 O efeito das reações de transaminação é coletar grupos amino de
diferentes aminoácidos, na forma de L-glutamato. O glutamato
então funciona como doador de grupos amino para vias
biossintéticas ou para vias de excreção, que levam à eliminação de
produtos de excreção nitrogenados.
 As células contém tipos diferentes de aminotransferases. Muitas
são específicas para o alfa-cetoglutarato como aceptor do grupo
amino, mas diferem em sua especificidade para o L-aminoácido.
Essas enzimas são denominadas em função do doador do grupo
amino (p. ex., alanina-aminotransferase, aspartato-
aminotransferase).
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O GLUTAMATO LIBERA
SEU GRUPO AMINO NA
FORMA DE AMÔNIA NO
FÍGADO
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A GLUTAMINA 
TRANSPORTA AMÔNIA 
NA CORRENTE 
SANGUÍNEA
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A ALA N IN A
TRANSPORTA AMÔNIA DOS
MÚSCULOS ESQUELÉTICOS
PARA O FÍGADO
A AM Ô N IA É T Ó X IC A P A R A O S O R G A N IS M O S
ANIMAIS
Os estágios finais da intoxicação por amônia em humanos são
caracterizados por indução de um estado de coma, acompanhado por
edema cerebral (aumento no conteúdo de água do cérebro) e
aumento da pressão intracraniana, de modo que pesquisas e
especulações em torno da intoxicação por amônia têm sido
focalizadas nesse tecido. As especulações centralizam-se em uma
possível depleção do ATP nas células do cérebro.
 A amônia facilmente cruza a barreira hematoencefálica, de modo que
qualquer condição que aumente os níveis de amônia na circulação
sanguínea também exporá o cérebro a altas concentrações. O cérebro
em desenvolvimento é mais suscetível aos efeitos deletérios do íon
amon̂io que o cérebro adulto. Os danos causados pela toxicidade do
amon̂io incluem perda de neuron̂ios, alteração na formação de
sinapses e deficiência geral no metabolismo energético celular. 17
CICLO DA 
UREIA
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CIC LO D A UR E IA
Produto 
final
Substrato 
inicial
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CIC LO D A UR E IA
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CIC LO D A UR E IA
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CIC LO D A UR E IA
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CIC LO D A UR E IA
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CIC LO D A UR E IA
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Defeitos genéticos do ciclo da ureia podem ser fatais: pessoas
com defeitos genéticos em qualquer das enzimas envolvidas na
formação de ureia não toleram dietas ricas em proteína.
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BIO S S ÍN T E S E D E AM IN O Á C ID O S
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COO-
C H
R
+H3N
aminoácidos
NH4 
+
amônia
N2 Intermediários
da via glicolítica
Intermediários
do ciclo do
ácido cítrico
Intermediários
da via 
das pentoses
COO-
C H
R
Esqueleto
carbônico
Metabolismo do 
nitrogênio
O C IC LO D O N IT R O G Ê N IO P E R M IT E A
MANUTENÇÃO DE UM CONJUNTO DE NITROGÊNIO
BIOLOGICAMENTE DISPONÍVEL
RE D U Ç Ã O D O 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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NÓ D U LO S FIX A D O R E S D E NIT R O G Ê N IO
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A A M Ô N IA É INCORPORADA EM
BIOMOLÉCULAS VIA GLUTAMATO E
GLUTAMINA
INCORPORAÇÃO DE AMÔNIA NAS BIOMOLÉCULAS
O glutamato e a glutamine são os pontos de 
entrada dos grupos amino
A glutamina é sintetizada a partir de 
glutamato pela glutamina sintetase (ocorre
em todos os organismos)
O glutamato é sintetizado a partir de 
glutamina pela Glutamato sintase
(ocorre em bactérias e plantas)
-cetoglutarato + glutamina + NADPH + H+ 2 glutamato + NADP+
Em animais o nível de glutamato é mantido elevado pelas Aminotransferases: 
-cetoglutarato + aminoácido glutamato + -cetoácido
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Transferência do grupo amino da porção R da 
glutamine pela glutamina amidotransferase
INCORPORAÇÃO DE AMÔNIA NAS BIOMOLÉCULAS
Transaminação utilizando o glutamato
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BIOSSÍNTESE DE 
AMINOÁCIDOS
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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
(creatina quinase)
ADP + PCr
ATP + Cr
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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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 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). 45