Metabolismos de compostos nitrogenados 2sem 2013 (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 
CURSO DE AGRONOMIA 
 
 
 
 
 
 
 Metabolismo de Compostos Nitrogenados 
 
 Profa. Dra. Ana Carolina Silva Siquieroli 
2º semestre letivo de 2013 
CICLO DO NITROGÊNIO 
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Ciclo do Nitrogênio 
 O Nitrogênio é indispensável à vida, uma vez que entra na 
constituição das proteínas e ácidos nucléicos. Admite-se que, no 
corpo humano, 16% seja constituído de proteínas 
 
 A mais importante fonte de nitrogênio é a atmosfera. Cerca de 78% 
do ar é formado por nitrogênio livre (N2) 
 
 Os únicos seres que fixam o nitrogênio são as bactérias, 
cianobactérias e fungos por apresentarem enzimas apropriadas 
para essa função 
 
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Ciclo do Nitrogênio 
 O nitrogênio molecular, N2 
ingressa no mundo vivo 
graças à atividade dos 
microorganismos 
fixadores, as algas azuis e 
algumas bactérias, que o 
transformam em amônia. 
 
 No processo de 
nitrificação, outras 
bactérias transformam a 
amônia em nitritos e 
nitratos. 
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Ciclo do Nitrogênio 
 A utilização por parte dos vegetais 
dessas 3 substâncias, leva a 
formação de compostos 
nitrogenados, utilizados pelos 
animais. 
 
 O ciclo fecha-se a partir da 
atividade de certas espécies de 
bactérias, que efetuam a 
desnitrificação e devolvem o 
nitrogênio molecular, N2 para a 
atmosfera . 
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Ciclo do Nitrogênio 
 http://www.youtube.com/watch?v=vusN3qP4gdI&feature=related 
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CATABOLISMO DE 
PROTEÍNAS 
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Catabolismo de Proteínas 
Proteínas 
aminoácidos 
ATP 
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Catabolismo de Proteínas 
PROTEÍNAS EXÓGENAS PROTEÍNAS ENDÓGENAS 
Composição depende do tipo de alimentação 
Animais carnívoros podem obter 90% dos 
requerimentos de energia da dieta 
Animais herbívoros – somente uma pequena 
fração das necessidades energéticas são cobertas 
por proteínas exógenas 
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Catabolismo de Aminoácidos 
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Catabolismo de Aminoácidos 
DESAMINAÇÃO 
Metabolização do grupo NH3+ 
devido sua toxicidade 
Incorporação em 
outros aminoácidos 
para ser reciclado 
Excreção na forma de 
uréia (mamíferos) 
Excreção na forma de 
ácido úrico (aves) 
A degradação dos aminoácidos 
inclui a 
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 Os aminoácidos são oxidados quando: 
 
 Em excesso 
 no casos de dietas com um nível de proteínas que excede as necessidades 
do organismo 
 
 Em situações em que as necessidades energéticas obrigam a 
usar os aminoácidos como fonte de energia 
 esgotamento das reservas de glicogênio e de triglicerídeos 
 
 Proteólise intracelular 
 Constante retorno metabólico das proteínas endógenas – 0,6% do peso 
corporal. 
 Ex.: vaca de 500 Kg degrada 3Kg de proteína endógena por dia para ser 
oxidada e gerar energia; ser convertida em precursores gliconeogênicos e 
para formarem uma nova proteína 
 
Catabolismo de Aminoácidos 
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Degradação dos 
aminoácidos 
ocorre por rotas 
diferentes 
Uma rota catabólica para 
cada um dos 20 
aminoácidos protéicos 
Piruvato 
Acetil-CoA 
Compostos 
intermediários 
do ciclo do 
ácido citrico 
Catabolismo de Aminoácidos 
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 O Catabolismo dos aminoácidos ocorre: 
Principalmente no 
fígado 
Em menor parte nos 
rins 
Catabolismo de Aminoácidos 
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 A primeira etapa da degradação oxidativa dos aminoácidos é: 
Catabolismo de Aminoácidos 
Separação do grupo amina 
Transaminação Desaminação Oxidativa 
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Catabolismo de Aminoácidos 
A amônia é muito tóxica para os tecidos animais. 
É então convertida em um composto não tóxico antes de ser 
exportada, através do sangue, dos tecidos extra-hepáticos para o 
fígado ou para os rins 
glutamina 
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Catabolismo de Aminoácidos 
NH4+ de tecidos 
extra-hepáticos 
É transportada para o 
fígado e rins 
Na forma de 
glutamina 
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A amônia livre é combinada 
enzimaticamente com o 
glutamato para liberar 
glutamina por meio da ação 
da glutamina sintetase 
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Catabolismo de Aminoácidos 
A glutamina é uma forma não-tóxica de transporteda amônia 
Normalmente está presente no sangue em concentração bem maior 
que aquela dos demais aminoácidos 
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Catabolismo de Aminoácidos 
Que é convertida em glutamato 
e NH4+ pela glutaminase, 
apenas na mitocôndria do 
fígado e dos rins 
Glutamina 
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Catabolismo de Aminoácidos 
fígado e rins 
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Catabolismo de Aminoácidos 
RINS 
NH4+ livre 
Não é passado para a 
corrente sangúinea 
Não é transformado 
em uréia 
É excretado 
diretamente na urina 
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CICLO DA 
 URÉIA 
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Ciclo da Uréia 
Destinados à produção de Quando não é 
empregado na 
biossíntese de 
biomoléculas 
NH4+ 
URÉIA 
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Catabolismo de Aminoácidos 
Fígado 
NH4+ livre em excesso na 
mitocôndria do hepatócito 
Excreção do Nitrogênio 
e Ciclo da Uréia 
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Ciclo da Uréia 
URÉIA 
NH4+ 
Começa no interior 
das mitocôndria nos 
hepatócitos 
CICLO DA URÉIA 
3 passos 
subsequentes 
ocorrem no citosol 
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Vias de Degradação dos aminoácidos 
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Vias de Degradação dos aminoácidos 
Aminoácidos 
cetogênicos: 
 
Acetoacetil-CoA 
Acetil-CoA 
 
Aminoácidos 
glicogênicos: 
 
Oxaloacetato, 
piruvato, fumarato, 
succinil-CoA, 
α-cetoglutarato 
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BIOSSÍNTESE DOS 
AMINOÁCIDOS 
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Biossíntese dos Aminoácidos 
Todos os aminoácidos são 
derivados de 
intermediários da: 
glicólise 
ciclo do ácido cítrico 
via das pentoses fosfato 
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Biossíntese de Aminoácidos 
Sintetizados pelo 
organismo 
Aminoácidos 
Essenciais 
Não-essenciais 
Precisam ser obtidos 
obrigatoriamente da 
alimentação 
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Biossíntese de Aminoácidos 
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Biossíntese de Aminoácidos 
Mamíferos podem sintetizar 
apenas metade dos 20aa 
Aminoácidos não-essenciais 
Maioria das bactérias e 
vegetais podem 
sintetizar todos os 20aa 
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Biossíntese de Aminoácidos 
Em adição ao seu papel de 
unidades fundamentais com 
as quais são construídas as 
poteínas, os aminoácidos são 
também precursores de 
muitas biomoléculas 
hormônios 
coenzimas 
nucleotídeos 
alcalóides polímeros de paredes celulares 
porfirinas 
antibióticos 
pigmentos 
neurotransmissores 
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METABOLISMO DE 
NUCLEOTÍDEOS 
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Metabolismo de nucleotídeos 
Os nucleotídeos são precursores 
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 Fonte de energia no 
metabolismo: ATP 
 
 Molécula-sinal em respostas 
celulares: cAMP 
 
Componente estrutural de 
enzimas e co-fatores: NAD, FAD 
 
Constituinte dos ácidos 
nucleicos: RNA e DNA 
Possuem uma variedade de papéis no metabolismos celular: 
Metabolismo de nucleotídeos 
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Metabolismo de nucleotídeos 
Purinas ou 
Pirimidinas 
Fosfato 
Pentose 
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Existem 2 tipos de vias 
que levam até os 
nucleotídeos 
Vias “de novo” Vias de recuperação 
Metabolismo de nucleotídeos 
Começa com os precursores 
metabólicos: aminoácidos, 
ribose, CO2 e NH3 
Reciclam as bases livre e os 
nucleosídeos liberados na 
quebra dos ácidos nucléicos 
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Biossíntese de Nucleotídeos 
Síntesedas purinas: adenina e guanina 
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Biossíntese de Purinas 
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Degradação das purinas 
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Biossíntese de Nucleotídeos 
Síntese das pirimidinas 
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Biossíntese de Pirimidinas 
Carbamil fosfato 
sintetase II 
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