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Metabolismo de Aminoácidos 1 Universidade Federal de Mato Grosso Departamento de Química Curso de Bacharelado em Medicina Veterinária Bioquímica II Degradação de aminoácidos Durante a síntese e degradação (turnover) normais de proteínas celulares (aminoácidos que foram liberados e não são necessários) Dieta rica em proteínas (excesso de aminoácidos é catabolizado, não pode ser armazenado) Jejum ou diabetes mellitus não controlado (indisponibilidade de carboidratos ou utilização inadequada) as proteínas celulares servem como combustível Grupos amino liberados são cuidadosamente gerenciados Maior parte dos aminoácidos é metabolizada no fígado 2 Digestão e absorção Considerando a fonte das enzimas digestivas: digestão gástrica, pancreática e intestinal Aminopeptidases, dipeptidases e tripeptidases são produzidas pelas células da mucosa do intestino 3 Enzimas pancreáticas no intestino Ativação da enzimas digestivas Enteropeptidase (enteroquinase): secretada pelas células da mucosa intestinal. 4 Veia porta Cavidade intestinal Microvilosidade intestinal Bomba sódio- potássio Transporte facilitado Os aminoácidos entram na corrente sanguínea e são transportados através das membranas da células de vários tecidos, principalmente por transportadores dependentes do co-transporte de Na e, em menor extensão, por transporte facilitado. Transporte dos aminoácidos para o interior das células ou sangue 5 Dipeptídeos e tripeptídeos: captados por transporte ligado a H+ Referência: Bioquímica Médica Básica de Marks ALIMENTADO Metabolismo dos aminoácidos – estado alimentado Nitrogênio é excretado via ciclo da uréia – uréia - urina 6 Principal fonte de nitrogênio excretado: turnover normal de proteínas e excesso de aminoácidos de proteínas da dieta. JEJUM Metabolismo dos aminoácidos no período de jejum Aminoácidos não são armazenados (apenas nas proteínas) Principal fonte de nitrogênio excretado: turnover de proteínas do músculo 7 Degradação de aminoácidos • A remoção do grupo amino é feita por transaminases sendo que o glutamato é um coletor de grupos amina • A cadeia carbônica dos aa pode ser glicogênica e/ou cetogênica • O grupo amino do catabolismo dos aminoácidos é transportado dos tecidos extra-hepáticos para o fígado como glutamina e alanina (principalmente do músculo) Visão geral do catabolismo de aminoácidos em mamíferos 9 AMINOÁCIDOS Essenciais em humanos Leucina, Isoleucina e Valina são metabolizados princi- palmente por tecidos extra- hepáticos 10Essenciais AMINOÁCIDOS Reações de transaminação (REVERSÍVEIS) A degradação de aas se inicia com a sua transaminação e a formação de glutamato. Aceptor de grupo amino mais comum: α-cetoglutarato. Lisina e treonina não sofrem transaminação Fígado principal sítio de atividade de aminotransferase Vitamina B6 Distribuição tecidual de algumas aminotransferases: diagnóstico AST (TGO) ALT (TGP) Sinal de lesão em células ricas nessas enzimas (fígado, coração, músculo). 11 Do glutamato para a uréia Transporte para o fígado Como a amônia é tóxica, ela é transportada pela corrente sanguínea na forma de glutamina ou alanina (vinda principalmente do músculo. Fígado e rins (alguns outros tecidos) tem uma isoenzima glutaminase Glutamina: pode ser usada nos rins (glutaminase) para liberação de amônia, secreção de íon amônio na urina (equilíbrio ácido-base pH) Ciclo glicose-alanina Maior parte das proteínas do corpo está no músculo Liberação de grupo amino por transaminação com piruvato ALT (TGP) A maioria da alanina secretada pelo músculo é utilizada no fígado. 13 Músculo em contração intensa Do glutamato para a uréia Formação de amônia no fígado Na matriz mitocondrial, a glutamato desidrogenase desamina o glutamato e forma amônia e α-cetoglutarato A enzima de mamíferos usa NAD+ ou NADP+ Regulada alostericamente por GTP e ADP Alto conteúdo energético favorece síntese de glutamato Reação reversível Do glutamato para a uréia Conversão de amônio para carbamil fosfato A carbamoil-fosfato sintetase I (CPSI) condensa NH3 e HCO3 - para formar carbamoil fosfato 1- enzima carbamoil fosfato sintetase I Carbamoil fosfato sintetase I - regulada alostericamente por N-acetilglutamato arginase O ciclo da uréia (FÍGADO) 2 - Ornitina transcarbamoilase 3 - Arginino-succinato sintase 4 - Arginino-succinato liase 5 - Arginase Uréia liberada é transportada (via sangue) até os rins onde é excretada 16 Arginase apenas no fígado Aspartato produzido na mitocôndria (transaminação do glutamato com oxaloacetato) citosol 17 O ciclo da uréia (FÍGADO) Amônia pode ser liberada da glutamina pela enzima glutaminase Relação Ciclo da uréia – Ciclo de Krebs Aumento no funcionamento do ciclo da uréia: Alta ingestão de proteína na dieta Jejum 18 19 O ciclo da uréia: regulação N-acetilglutamato glutamato acetil CoA N-acetilglutamato sintase 20 Bibliografia recomendada para o estudo desta aula: Introdução à bioquímica clínica veterinária. GONZÁLEZ, F.H.D., SILVA, S.C. Porto Alegre: Editora da UFRGS, 2006. Bioquímica ilustrada. PAMELA C. CHAMPE, RICHARD A. HARVEY, DENISE R. FERRIER. 4ª edição. ArtMed, Porto Alegre, 2009. Lehninger Princípios de Bioquímica. ALBERT LEHNINGER, DAVID L. NELSON, MICHAEL M. COX. 5a edição. Editora Sarvier, 2010.
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