Revisão da P2 de Bioquímica I - UNIRIO 2017.1

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RESUMO DA P2 DE BIOQUÍMICA I
Glicólise
Glicólise é um processo bioquímico em que a molécula de glicose (C6H12O6), proveniente da alimentação, é quebrada em duas moléculas menores de ácido pirúvico ou piruvato (C3H4O3), liberando energia. É a primeira etapa do processo de respiração celular que ocorre no hialoplasma celular. Dependendo do organismo e do tipo de célula, a respiração celular pode acontecer na presença do oxigênio (aeróbicos) ou completa ausência (anaeróbicos) e assim a glicólise produzirá substâncias diferentes. Na respiração aeróbica é originado o piruvato que entra no ciclo de Krebs, enquanto na respiração anaeróbica, a glicose origina o lactato ou o etanol que participam, respectivamente, da fermentação lática ou alcoólica. Alguns tecidos como cérebro, hemácias, medula renal, cristalino, córnea ocular, testículos e músculo em exercício utilizam glicose de forma contínua.
Enzimas que regulam a glicólise - Hexoquinase Fosfofrutoquinase e Piruvato quinase.
Gliconeogênese 
Gliconeogênese é o processo do organismo, realizado no fígado, o qual é produzido a glicose. A gliconeogênese converte o piruvato, lactato e glicerol em glicose. Gliconeogênese ocorre principalmente no fígado e em menor extensão nos rins. 
Nos mamíferos esta via ocorre principalmente no fígado e a glicose gerada vai para a circulação sanguínea para a nutrição dos tecidos. Você se lembra dos princípios das vias metabólicas? Embora esta via e a glicólise apresentam mecanismos e metabólitos em comum elas não são idênticas (3 etapas da glicólise são irreversíveis e a gliconeogênese faz uso de outras etapas para “contornar” estas etapas irreversíveis). O piruvato é inicialmente transportado para o interior da mitocôndria, onde a enzima piruvato carboxilase, que requer a coenzima biotina, o converte em oxaloacetato. Esta reação exige também a acetil-CoA como efetor alostérico positivo e a piruvato carboxilase é a primeira enzima da via que possibilita a regulação da gliconeogênese. 
 Com o consumo de NADH a enzima malato desidrogenase mitocondrial converte o oxaloacetato a malato que então deixa a mitocôndria por intermédio de um transportador específico presente na membrana mitocondrial interna. No citoplasma ele é reoxidado em oxaloacetato com a produção de NADH. 
A etapa seguinte é a conversão do oxaloacetato em fosfoenolpiruvato pela fosfoenolpiruvato carboxiquinase utilizando Mg2+ e GTP. Note que o fosfoenolpiruvato aparece na via glicolítica e as reações a seguir são reversíveis e idênticas às daquela via na direção oposta até a formação da frutose-1,6-bifosfato. A conversão da frutose-1,6-bifosfato em frutose-6-fosfato ocorre pela enzima frutose-1,6bifosfatase dependente de Mg2+, por meio de um processo de hidrólise irreversível. 
A reação final da gliconeogênese é a conversão da glicose-6-fosfato em glicose por meio do processo de desfosforilação pela enzima glicose-6-fosfatase. Esta enzima também requer Mg2+ e é encontrada no retículo endoplasmático de hepatócitos e células renais. A gliconeogênese é energeticamente custosa, consumindo seis moléculas energéticas (4 ATPs e 2 GTPs) para a produção de uma molécula de glicose, mas é essencial para a manutenção dos níveis de glicose necessários ao organismo. Ainda, a glicólise e a gliconeogênese são reguladas de forma recíproca por alosterismo e modificações covalentes para impedir a operação improdutiva das duas vias ao mesmo tempo.
Ciclo de Krebs
O Ciclo de Krebs ou Ciclo do Ácido Cítrico é uma das etapas metabólicas da respiração celular aeróbica que ocorre dentro das mitocôndrias nas células dos animais. Através desse processo, a energia proveniente das moléculas orgânicas da alimentação é transferida para moléculas carregadoras de energia, tal como o ATP, para ser utilizada nas atividades celulares. 
Funções
Sua função é promover a degradação de produtos finais do metabolismo dos glicídios, lipídios e de diversos aminoácidos. Produz, assim, a maior parte da energia da célula. Portanto, depois de passar pelo processo digestivo, o resultado da quebra das moléculas orgânicas é o acetil-CoA. Ao longo de algumas etapas dentro do ciclo ele será oxidado gerando energia que será transferida para a célula. Também participa na síntese de moléculas importantes, tais como a formação de glicose a partir de alguns aminoácidos e produção de elementos para a síntese de alguns aminoácidos e de heme-proteínas (formadoras da hemoglobina). 
Reações do Ciclo de Krebs (simplificado)
O Ciclo de Krebs envolve reações oxidativas (que necessitam do oxigênio para acontecer). Delas participam enzimas encontradas nas mitocôndrias que catalisam as reações, ou seja, facilitam o processo. Não é um ciclo fechado, pois vários compostos saem e entram de acordo com as necessidades do organismo. Ocorre nas membranas internas das mitocôndrias em praticamente todas as células humanas, com exceção das hemácias. 
Descarboxilação Oxidativa do Piruvato 
Os glicídios, lipídios e proteínas são degradados na digestão, gerando moléculas menores como ácidos graxos e peptídeos, que são assimiladas pelas células. Por exemplo, a glicose proveniente da degradação dos glicídios se converterá em duas moléculas de ácido pirúvico ou piruvato. Em seguida, cada molécula de piruvato sofre descarboxilação (perde CO2), processo catalisado por enzimas e pela coenzima A, formando o acetil-CoA. Essas reações produzem NADH+, que é uma molécula carregadora de energia. Nas mitocôndrias é que se inicia de fato o ciclo de Krebs, quando o acetil-CoA integrará uma cadeia de oxidação celular, ou seja, uma sequência de reações a fim de oxidar os carbonos. Transformando-os em CO2 (que serão liberados no sangue e excretados pelo sistema respiratório), equivalentes redutores são transferidos para a cadeia transportadora de elétrons (produzindo energia). 
Principais Reações do Ciclo do Ácido Cítrico 
A enzima citrato sintetase catalisa a reação de transferência do grupo acetil, proveniente da acetil-CoA, para o ácido oxaloacético ou oxalacetato formando o ácido cítrico ou citrato e liberando a Coenzima A. O nome do ciclo está relacionado com a formação do ácido cítrico e as diversas reações que decorrem. 
Ocorrem reações de oxidação e descarboxilação originando ácido cetoglutárico ou cetoglutarato. É liberado CO2 e forma-se NADH+ + H+.
Em seguida o ácido cetoglutárico passa por reação de descarboxilação oxidativa, catalisada por um complexo enzimático do qual fazem parte a CoA e o NAD+. Essas reações originarão ácido succínico, NADH+ e uma molécula de GTP, que podem posteriormente transferir sua energia para uma molécula de ADP produzindo assim ATP.
O ácido succínico ou succinato é oxidado a ácido fumárico ou fumarato, cuja coenzima é o FAD. Assim será formando FADH2, outra molécula carregadora de energia.
O ácido fumárico é hidratado formando o ácido málico ou malato. Por fim, o ácido málico sofrerá oxidação formando o ácido oxaloacético reiniciando o ciclo.
Cadeia respiratória e fosforilação oxidativa
Respiração Celular é o processo bioquímico que ocorre na célula para obtenção de energia, essencial para as funções vitais. Acontecem reações de quebra das ligações entre as moléculas liberando energia. Pode ser realizado de duas formas: a respiração aeróbica (na presença do gás oxigênio do ambiente) e a respiração anaeróbica (sem o oxigênio).
Respiração Aeróbica
A maioria dos seres vivos utiliza esse processo para obter energia para suas atividades. Através da respiração aeróbica é quebrada a molécula de glicose, produzida na fotossíntese pelos organismos produtores e obtida através da alimentação pelos consumidores. Pode ser representada resumida na seguinte reação: 
C6H12O6 + 6 O2 ⇒ 6 CO2 + 6 H2O + Energia
O processo não é assim tão simples, na realidade, ocorrem diversas reações das quais participam várias enzimas e coenzimas que realizam sucessivas oxidações na molécula da glicose até o resultado final, em que é produzido gás carbônico, água e moléculas de ATP que carregam a energia.O processo é dividido em três etapas para ser melhor compreendido, que são: a Glicólise, o Ciclo de Krebs e a Fosforilação Oxidativa ou Cadeia Respiratória. 
Fosforilação Oxidativa 
Essa última etapa metabólica, chamada de fosforilação oxidativa ou cadeia respiratória, é responsável pela maior parte da energia produzida ao longo do processo. Há transferência de elétrons provenientes dos hidrogênios, que foram retirados das substâncias participantes nas etapas anteriores. Com isso, são formadas moléculas de água e de ATP. Há muitas moléculas intermediárias presentes na membrana interna de células (procariontes) e na crista mitocondrial (eucariontes) que participam nesse processo de transferência e formam a cadeia de transporte de elétrons. Essas moléculas intermediárias são proteínas complexas, tais como o NAD, os citocromos, a coenzima Q ou ubiquinona, entre outras.
Respiração Anaeróbica
Em ambientes onde o oxigênio é escasso, como regiões marinhas e lacustres mais profundas, os organismos precisam utilizar outros elementos para receber os elétrons na respiração. É o que fazem muitas bactérias que utilizam compostos com nitrogênio, enxofre, ferro, manganês, entre outros. Certas bactérias são incapazes de realizar a respiração aeróbia pois não possuem as enzimas que participam do ciclo de Krebs e da cadeia respiratória. Esses seres podem até morrer na presença do oxigênio e são chamados anaeróbios estritos, um exemplo é a bactéria causadora do tétano.
Outras bactérias e fungos são anaeróbicos facultativos, pois realizam a fermentação como processo alternativo à respiração aeróbica, quando não existe oxigênio. Na fermentação, não há a cadeia transportadora de elétrons e são substâncias orgânicas que recebem os elétrons. Há diferentes tipos de fermentação que produzem compostos a partir da molécula de piruvato, por exemplo: o ácido lático (fermentação lática) e o etanol (fermentação alcoólica). 
Metabolismo do glicogênio 
A síntese e degradação do glicogênio envolvem conjuntos separados de enzimas funcionando de forma irreversível, ou seja, o processo de degradação não é o inverso da síntese. Ao todo há pelo menos 8 enzimas envolvidas. Basta que uma falte para que a síntese ou degradação fiquem comprometidas, ou a molécula de glicogênio pode ser anormal. Além disso, há enzimas que têm formas diferentes em órgãos diferentes. P. ex., a fosforilase hepática, a primeira enzima da via de degradação, é diferente da fosforilase muscular. A falta congênita de uma não influencia o nível da outra. 
Síntese do Glicogênio (Glicogênese)
A síntese do glicogênio consiste em repetidas adições de resíduos de glicose. Mas para a glicose ser anexada em um fragmento de glicogênio ela tem que estar ativada. Ela é ativada quando está ligada a uma molécula de difosfato iuridina (nucleotídeo ligado a 2 grupos fosfatos). 
 	Quando que ocorre a síntese do glicogênio, seja muscular ou hepático? Ocorre geralmente após uma alimentação rica de CHO, pois ocorre o aumento sérico de glicose e então ocorre o estímulo para liberação de insulina pelo pâncreas. Essa insulina vai intermediar a captação de glicose pelos tecidos periféricos. Já o fígado não precisa de insulina, pois possui o transportador de glicose na membrana plasmática. Já o músculo precisa. 
Depois que entra na célula tem que ser fosforilada, na maioria dos tecidos é a hexocinase mas no fígado é a glicocinase. 
A glicose uma vez fosforilada no carbono 6 vai se transformar em glicose 6-fosfato e depois isomerizada me glicose-1-fosfato. As enzimas dessas reações também são reguladoras. 
A glicose-1-fosfato vai reagir com a molécula de UDP liberando um pirufosfato (2 mols de fosfato) e a glicose UDP. Essa glicose UDP é que é a glicose ativada a que pode ser anexada a um fragmento de glicogênio ou simplesmente a glicogenina (proteína necessária caso não tem glicogênio). 
Pois para ter a síntese de glicogênio é necessário ou ter o fragmento de glicogênio ou a glicogenina. A enzima que catalisa a ligação da glicose ativada a uma dessas duas opções é a glicogênio sintase – catalisa a reação irreversível – também é reguladora da glicogênese. Essa é a principal enzima reguladora. 
A glicogênio sintase vai catalisar então a ligação da UDP glicose ao fragmento de glicogênio ou a glicogenina estabelecendo as ligações alfa 1,4. Ou seja, a glicogênio sintase catalisa simplesmente a síntese linear das moléculas de glicogênios. Quando se tem uma ramificação tem uma ligação glicosídica alfa 1,6, mas a glicogênio sintase só catalisa a ligação da glicose fazendo a ligação glicosídica alfa 1,4. Então é necessário que tenha a ramificação, mas essa ramificação não é catalisada pelo glicogênio sintase. 
 Para ter a ramificação tenho que ter a ação de outra enzima chamada de enzima ramificadora, o que ela faz? Catalisa a transferência de 5 a 8 resíduos de glicose da extremidade não redutora para outro resíduo da cadeia de glicogênio fazendo a ramificação. Isso ocorre várias vezes para que a molécula de glicogênio seja bastante ramificada. 
Requisitos para a síntese de glicogênio: 
Tem que ter uma glicose ativada, que é a glicose ligada a uma molécula de UDP. Essa glicose vai se ligar a outro resíduo de glicose que já estará fazendo parte do fragmento de glicogênio ou se ligando na glicogenina. Após isso tem a ação de outra enzima que é a enzima ramificadora. 
Ou seja, o resíduo de glicose a ser incorporado no fragmento de glicogênio deve estar sob uma forma ativa, a glicose deve estar ligada a uma molécula difosfato de uridina (UDP). 
O processo ocorre no citosol e requer energia fornecida pelo ATP e pelo trifosfato de uridina (UTP). A glicose a ser incorporada, deve estar ligada a um nucleotídeo de uracila, constituindo uracila difosfato glicose (UDP-glicose). A UDP-glicose é sintetizada a partir da glicose 1-fosafto e do UTP pela UDP-glicose pirosfosforilase. 
A UDP-G é o substrato da enzima glicogênio sintase, a enzima que, efetivamente, catalisa a síntese. 
Ocorre através da catalisação da enzima glicogênio sintase que catalisa a síntase de ligações alfa 1-4 e as ramificações são formadas pela ação da enzima ramificadora transglicosidase (cria uma ligação alfa 1-6). Prossegue por adição de resíduos de glicose às extremidades não-redutoras, catalisada pela glicogênio sintase.
Resumo 
 Após a refeição aumenta a concentração de insulina no sangue ‒ entra glicose nas células ‒ a glicose é fosforilada, a glicose UDP ativa a glicose ‒ a glicose vai se ligar nos fragmentos de glicogênio ‒ isso vai ocorrendo com todas as glicoses que entram ‒ ficam linear ‒ entra a enzima ramificadora ‒ catalisa a ramificação e então forma o glicogênio. 
Quanto mais ramificações o glicogênio tem mais solúvel (H2O livre) é. Quanto mais ramificações, maior a chance e velocidade de síntese. 
Ou seja, as ramificações aumentam a solubilidade e a velocidade de síntese e de degradação do glicogênio.
Então, a glicogênio sintase faz as ligações alfa 1,4 no glicogênio, mas não pode captar novas moléculas de glicose, só podem alongar cadeias de glicose existentes. 
Dessa maneira, essa enzima utiliza como aceptor de glicose: 
- Fragmento de glicogênio.
- Proteína específica (glicogenina) utilizada apenas na ausência do fragmento de glicogênio). 
Para unir as moléculas, a enzima ramificadora transfere uma cadeia de 5 a 8 resíduos de glicose da extremidade não redutora para outro resíduo da cadeia de glicogênio, fixando-o por ligação alfa 1,6.
Degradação do Glicogênio (Glicogenólise) 
 A degradação do glicogênio consiste na remoção de resíduos de glicose por ação da enzima glicogênio fosforilase. A degradação continua pela enzima desramificadora e também pela alfa 1,6 glicosidase. 
 A glicose-1-fosfato é isomerizada a glicose-6-fosfato pela fosfoglicomutase, que pode ser degradada pela via glicolítica, formando lactato no músculo. No fígado, a glicose-6fosfato é preferencialmente hidrolisada por ação da glicose-6-fosfatase, produzindo glicose, que é liberada na circulação. 
 No fígado,a síntese de glicogênio é acelerada quando o corpo está bem alimentado, enquanto a degradação do glicogênio é acelerada em períodos de jejum. No músculo esquelético, a degradação do glicogênio ocorre durante o exercício e a síntese começa assim que o músculo entra novamente em repouso. 
Atividade da glicose-6-fosfato
No Músculo: gera glicólise → piruvato, pode seguir 2 caminhos, com O2 (CK e CR) e sem O2 (Lactato) == produção de energia
No Fígado: glicose-6-fosfatase → glicose → corrente sanguínea == libera glicose para o sangue (manutenção da glicemia) 
A síntese e a degradação são reguladas devido a importância da manutenção da glicemia. 
Fígado
Síntese: períodos pos alimentares 
Degradação: períodos em jejum 
Músculo
Síntese: ocorre quando o músculo está em repouso
Degradação: ocorre durante o exercício 
Regulação do metabolismo do glicogênio 
- Glicogênio síntase: é ativada por aumento de glicose-6-fosfato e por aumento de ATP.
- Glicogênio fosforilase: é inibida por aumento de glicose-6-fosfato e por aumento de ATP.
Oxidação do ácido graxo
 A maior parte da reserva energética do organismo encontra-se armazenada sob a forma de triacilglicéridos. Estes podem ser hidrolisados por lipase à glicerol e ácidos graxos. O glicerol é oxidado à diidroxiacetona fosfato. A diidroxiacetona fosfato faz parte na seqüência da glicólise. Esse composto pode ser convertido em glicogênio no fígado e tecidos musculares ou em ácido pirúvico, o qual entra no Ciclo de Krebs. Já os ácidos graxos têm como “destino” a β-oxidação. 
O processo pelo qual o ácido graxo é convertido em acetil-CoA para a entrada deste no ciclo de Krebs é chamado de β-oxidação, esse processo acontece dentro da mitocôndria. Nesse processo a β-oxidação remove dois átomos de carbono da cadeia de ácido graxo.
Como sabemos (ou deveríamos saber!), os ácidos graxos livres podem passar para dentro da célula por difusão simples pela membrana plasmática, porém não podem entrar livremente para o interior das mitocôndrias. A entrada dos ácidos graxos no interior das mitocôndrias requer primeiro a transformação dos ácidos graxos em acil-CoA.
A membrana da mitocôndria é impermeável á acil-CoA. Para entrarem na mitocôndria estes reagem com um aminoácido "especial", a carnitina, liberando a coenzima A. A carnitina esterificada é transportada para dentro da mitocôndria por um transportador específico; a carnitina livre volta então para o citoplasma através do transportador. Neste processo não existe transporte de CoA para dentro da mitocôndria: as reservas citoplasmática e mitocondrial de CoA não se misturam. 
A β-oxidação dos ácidos graxos consiste num ciclo de três reações sucessivas, idênticas à parte final do ciclo de Krebs Por ação da enzima tiolase, libera-se acetil-CoA, e um acil-CoA com menos dois carbonos que o acil-CoA original. A repetição do ciclo permite a degradação total de um ácido graxo de cadeia par em acetil-CoA, que pode entrar no ciclo de Krebs, onde é completamente oxidado a CO2; sendo assim é impossível utilizar acetilCoA para produzir oxaloacetato. 
Formação de corpos cetônicos 
Durante o processo de oxidação dos ácidos graxos no fígado dos seres humanos e da maioria dos outros mamíferos, o acetilCoA (acetilcoenzima A) formado pode entrar no ciclo do ácido cítrico ou pode ser convertido nos denominados “corpos cetônicos”, ou seja, em acetoacetato, D-β-hidroxibutirato e acetona, que são exportados para outros tecidos através da circulação sanguínea.
Acetilcoenzima A
A acetona, que é produzida em menor quantidade do que os outros compostos, é exalada. O acetoacetato e o D-β-hidroxibutirato são transportados pelo sangue até alcançarem os tecidos extra-hepáticos (por exemplo, músculos esqueléticos, cardíaco, córtex renal), onde ocorre a oxidação desses compostos por meio da via do ciclo do ácido cítrico para fornecer grande parte da energia requerida por esses mesmos tecidos. O cérebro, que normalmente usa apenas a glicose como combustível, em condições de necessidade (fome), quando a glicose não está disponível, pode adaptar-se para utilizar o acetoacetato ou o D-β-hidroxibutirato na obtenção de energia.
Acetoacetato
A disponibilidade de oxalacetato para iniciar a entrada do acetil-CoA no ciclo do ácido cítrico é o principal fator determinante da via metabólica que será tomada pelo acetil-CoA na mitocôndria do fígado. Em certas circunstâncias, como no jejum, as moléculas de oxalacetato são retiradas do ciclo do ácido cítrico e utilizadas na síntese de moléculas de glicose (gliconeogênese). Quando a concentração de oxalacetato está muito baixa, pouco acetil-CoA entra no ciclo de Krebs e, assim, a formação de corpos cetônicos é favorecida. 
A produção do composto em questão pelo fígado e sua exportação para os tecidos extra-hepáticos, em geral, permitem a oxidação continuada dos ácidos graxos no fígado, mesmo quando não há a oxidação do acetil-CoA por meio do ciclo do ácido cítrico.
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Acetona
O primeiro evento para a formação do acetoacetato a nível hepático é a condensação enzimática de duas moléculas de acetil-CoA, cataliada pela enzima tiolase. Então, há a condensação do acetoacetil-CoA em acetil-CoA para originar o β-hidroxi-βmetilglutaril-CoA, o qual é quebrado para formar acetato livre e acetil-CoA. 
O acetoato livre é reduzido em D-β-hidroxibutirato, através de uma reação reversível catalisada pela enzima D-β-hidroxibutirato desidrogenase. O acetoato é facilmente descarboxilado; o grupo carboxila pode ser perdido espontaneamente ou pela ação da acetoacetato descarboxilase.
D-β-hidroxibutirato
Nos tecidos extra-hepáticos o D-β-hidroxibutirato é oxidado até acetoacetato pela D-β-hidroxibutirato desidrogenase. O acetoacetato é ativado para dar origem ao éster da coenzima A por transferência do CoA do succinil-CoA (intermediário do ciclo do ácido cítrico), em uma reação catalisada pela β-cetoacil-CoA transferase. O acetil-CoA é então clivado pela enzima tilose, liberando suas duas moléculas de acetil-CoA que, por sua vez, entram no ciclo do ácido cítrico. 
A produção e a exportação dos corpos cetônicos pelo fígado permitem a oxidação continuada dos ácidos graxos, mesmo com uma mínima oxidação do acetil-CoA a nível hepático. Isso ocorre, por exemplo, quando os intermediários do ácido cítrico estão empregados para a síntese de glicose, através da gliconeogênese, a oxidação dos intermediários do ciclo do ácido cítrico diminui e o mesmo ocorre com a oxidação do acetil-CoA. Além disso, o fígado possui uma quantidade limitada de coenzima A e, quando a maior parte dela está ligada nas moléculas do acetil-CoA, a β-oxidação dos ácidos graxos é reduzida de velocidade devido à falta desta coenzima livre. A produção e a exportação dos corpos cetônicos liberam a coenzima A, permitindo que a oxidação dos ácidos graxos continue. 
Casos como jejum prolongado, ou diabetes melito não-tratado, resultam em uma superprodução de corpos cetônicos, à qual se associam sérios problemas médicos. Durante o jejum, a gliconeogênese retira a maior parte dos intermediários do ciclo de Krebs, redirecionando o acetil-CoA para a produção de corpos cetônicos. No diabetes não-tratado, a insulina está presente em ínfimas quantidades, e os tecidos extra-hepáticos não conseguem captar a glicose da corrente sangüínea de forma eficiente. Para aumentar o nível de glicose no sangue, a gliconeogênese hepática é acelerada, o que também ocorre com a oxidação dos ácidos graxos no fígado e na musculatura, gerando uma produção de corpos cetônicos acima da capacidade de sua oxidação pelos tecidos extrahepáticos. 
O aumento nos níveis sangüíneos do acetoacetato e D-βhidroxibutirato diminuem o pH sangüíneo, resultando em uma acidose, condição que pode provocar o coma, em casos extremos, e até evoluir para a morte. Os corpos cetônicos no sangue e na urina de indivíduos diabéticos não-tratados podem atingir níveis muito altos, condição denominada cetose. 
Metabolismo do aminoácido e ciclo da ureia 
O conjunto de aminoácidos presentes nas célulasorigina-se das proteínas exógenas (provém da dieta e são hidrolisadas no trato digestório) e das proteínas endógenas (hidrolisadas intracelularmente).
Degradação de proteínas 
O método principal de degradação das proteínas é a sua ligação com ubiquitina. Este processo ocorre no citossol, e ocorre com gasto de ATP. A carboxila terminal da ubiquitina é unida por uma ligação semelhante à peptídica, mas com o grupo E-amino de um resíduo de lisina da proteína a ser degradada. Após esta ligação, outras moléculas de ubiquitina se ligam à proteína. Neste ponto a proteína está ubiquitinada e destinada à degradação. A proteína interage com um grande complexo proteolítico, o proteassomo, capaz de hidrolisar suas ligações peptídicas. 
Degradação de aminoácidos 
A degradação de aminoácidos segue um padrão, apesar de ocorrer por vias diferentes: primeiro o aminoácido é desaminado, e a cadeia carbônica restante é convertida em compostos comuns ao metabolismo de carboidratos e lipídios. 
Remoção do grupo amino: o grupo amino é retirado pela aminotranferase e transferido para a-cetoglutarato, formando um a-cetoácido e glutamato. Essa reação usa como coenzima o PLP (piridoxal fosfato), que é derivada da vitamina B6. Podem reagir também com oxaloacetato, formando aspartato (nos músculos).
Numa segunda etapa, o glutamato pode seguir dois cainhos: uma desaminação (1) ou uma transaminação (2). 
Na desaminação, o glutamato libera seu grupo amino como NH3, que se converte em NH4+ e vai para o ciclo da uréia. Esta reação ocorre principalmente no fígado e utiliza NAD+ ou NAP+ como coenzima. Essa enzima é específica para o glutamato, portanto, para que o grupo amino seja liberado na forma de uréia, o composto deve antes ser convertido a glutamato no fígado. 
Na transaminação, o glutamato reage com oxaloacetato, formando aspartato e acetoglutarato. 
Com essas duas vias, a maioria dos compostos aminoácidos é convertida para dois produtos: NH4+ e aspartato, ambos relacionados ao ciclo da uréia. 
Ciclo da uréia
A síntese da uréia se inicia na matriz mitocondrial, com a formação de carbamoilfosfato a partir de amônio e bicarbonato, consumindo ATP. Ainda na mitocôndria, o carbamoil-fosfato se condensa com ornitina, formando citrulina, que é capaz de atravessar a membrana mitocondrial para o citossol. Lá, a citrulina reage com aspartato, formando agininossuccinato, que se divide em fumarato (que é liberado para o ciclo de Krebs) e arginina. A arginina é hidrolisada, produzindo uréia e regenerando a ornitina. 
No cômputo geral, há gasto apenas de 1 ATP para a síntese de uréia. 
Transporte da amônia ao fígado 
Devido à sua toxidez e por ser convertido em uréia no fígado, o NH4+ produzido nos outros tecidos deve ser incorporado em compostos não-tóxicos e que atravessem membranas com facilidade. As principais formas de transporte são glutamina e alanina. 
Glutamina: é sintetizada a partir de NH4+, glutamato e ATP, numa reação catalisada pela glutamina sintetase. Uma vez no fígado, a glutamina é hidrolisada pela glutaminase, liberando NH4+. 
Alanina: o grupo amino dos aminoácidos é doado para piruvato por transaminação. A alanina, no fígado, é convertida em glutamato. 
Degradação da cadeia carbônica 
Quando se remove o grupo amino do aminoácido, sobra a cadeia carbônica, na forma de a-cetoácido. Estas podem ser degradadas a piruvato, intermediários de krebs (glicogênicos), acetil-CoA ou acetoacetato (cetogênicos). 
Síntese de aminoácidos 
Aminoácidos essenciais: aqueles que precisam ser obtidos pela dieta porque não são sintetizados pelo organismo. 
Aminoácidos não-essenciais: aqueles que podem ser sintetizados a partir dos aminoácidos essenciais. 
Nos mamíferos, o nitrogênio dos aminoácidos não essenciais provém de glutamato e glutamina. 
Grupo 01: glutamato, glutamina, prolina e arginina: O a-cetoácido deste grupo provém de a-cetoglutarato. 
Grupo 02: aspartato e asparagina: o esqueleto de carbono provém do oxaloacetato, e o grupo amino de transaminação. 
Grupo 03: alanina: formada por transaminação entre piruvato e glutamato. 
Grupo 04: serina, glicina e cisteína: origina-se de 3-fosfoglicerato. 
Grupo 05: tirosina: origina-se de hidroxilação de fenilalanina. 
Síntese de acidos graxos e triacilglicerol 
A síntese de ácidos graxos ocorre no citoplasma das células adiposas onde se acham agrupadas as enzimas correspondentes (complexo enzimático).
Os ácidos graxos são sintetizados a partir da reunião de moléculas de acetil-CoA citosólico (molécula precursora).
A síntese de ácidos graxos consiste na união sequencial de unidades de dois carbonos: a primeira unidade é proveniente de acetil-CoA, e todas as subsequentes, de malonil-CoA, formada pela carboxilação de acetil-CoA. Esta reação é catalisada pela acetil-CoA carboxilase que tem como grupo prostético a biotina.
- A primeira etapa da síntese de ácido graxo é o transporte de acetil-CoA para o citoplasma.
Síntese de ácido graxo
Biossíntese dos ácidos graxos
Síntese de triacilgliceróis (TG)
Os ácidos graxos sintetizados na via anterior, deverão combinar-se (através de uma esterificação) com o glicerol a fim de produzir os triacilgliceróis armazenáveis. Para isto o glicerol deve ser ativado até glicerofosfato por transferência de um grupo fosfato (P) do ATP. Via de produção de glicerol-fosfato no fígado e tecido adiposo. 
Os ácidos graxos são armazenados no nosso organismo na forma de triacilglicerol (TG) e servem como principal reserva de energia. A seguir a via de formação de Triacilglicerol.
Via de produção de glicerol-fosfato no fígado e tecido adiposo.
Os ácidos graxos são armazenados no nosso organismo na forma de triacilglicerol (TG) e servem como principal reserva de energia. A seguir a via de formação de Triacilglicerol.
Biossíntese de triacilglicerol
Integração metabólica 
Primeiramente, o metabolismo refere-se de grosso modo à síntese (anabolismo), à degradação (catabolismo) e à transformação de proteínas, ácidos graxos e hidratos de carbono (HALPERN, 1997). 
Chama-se metabolismo, num sentido lato, ao conjunto de reações químicas que ocorrem nas células, e que lhe permitem manter-se viva, crescer e dividir-se. Classicamente, divide-se o metabolismo em: 
Catabolismo - obtenção de energia e poder redutor a partir dos nutrientes. Anabolismo - produção de novos componentes celulares, em processos que geralmente utilizam a energia e o poder redutor obtidos pelo catabolismo de nutrientes (HALPERN, 1997). 
Em humanos, as vias metabólicas mais importantes são a Glicólise onde ocorre a oxidação da glicose obtendo-se desta forma ATP; o Ciclo de Krebs sendo a acetil-CoA oxidada para obtenção de energia; na Fosforilação Oxidativa são eliminados os electrões libertados na oxidação da glicose e do acetil-CoA. Grande parte da energia libertada neste processo pode ser armazenada na célula sob a forma de ATP. Quando da via das pentose-fosfato processasse a síntese de pentoses, obtendo-se também o poder redutor para reações anabólicas. O Ciclo da Ureia contribui para a eliminação de NH4+ sob formas menos tóxicas. Na b-oxidação dos ácidos graxos ocorre a transformação de ácidos graxos em acetil-CoA. Finalmente na Glicogênese produz-se a glicose a partir de moléculas mais pequenas (HALPERN, 1997). 
As diversas vias metabólicas relacionam-se entre si de forma complexa, de modo a permitir uma regulação adequada. Este relacionamento envolve a regulação enzimática de cada uma das vias, o perfil metabólico característico de cada órgão e controlo hormonal (HALPERN, 1997). 
O equilíbrio das nossas reações químicas é dinâmico, ou seja, adapta-se às variações do meio externo dentro de um intervalo, de modo a que as células funcionem bem ainda que as concentrações não sejam sempre exatamente as mesmas. O objetivo final das células é produzir energia e manter-se vivas, havendo várias vias metabólicas responsáveis por esta finalidade, para além da preferencial (HALPERN, 1997). 
A integração metabólica é a integração das várias vias metabólicase o seu funcionamento conjunto para o funcionamento da célula em questão. As inter-relações entre os diferentes tipos de compostos são numerosas e deve considerar-se todo o metabolismo celular como um conjunto de reações harmoniosamente integradas.