Metabolismo aminoácidos

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05/01/2014 
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DEGRADAÇÃO DE PROTEÍNAS 
Degradação de proteínas 
Importância 
 eliminar proteínas anormais 
 Proteínas modificadas quimicamente 
 Proteínas desnaturadas espontaneamente 
 Raro: mutação, erro na transcrição e tradução 
 Permitir regulação do metabolismo 
 [Enzima] = síntese - degradação 
 
 Vida média das proteínas- Varia de minutos a meses 
 Vida curta: PEP carboxilase – 2h 
 ornitina descarboxilase- 0,2h 
 Vida longa- aldolase – 118h 
 citocromo c- 150h 
 
Variação da taxa de degradação: função da proteína 
 estado nutricional 
 estado hormonal 
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Grupos de proteases 
 
-proteases de processamento: remoção de sequência sinal 
 maturação da proteína 
-lisossomos: degrada proteínas importadas pela célula 
 fagocitose, pinocitose, endocitose por receptor 
 Receptor Gal/GalNAc 
 reciclagem de constituintes intracelulares 
 auto-fagossoma 
 
-proteassomo: degrada proteínas citosólicas 
 substratos- ptns mal-enovelas 
 ptns reguladoras 
 estágios do processo de degradação 
 marcação da ptn alvo 
 proteólise 
 
Ubiquitin: 
Proteína altamente conservada 
Ligada covalentemente a proteína alvo 
Direciona a ptn alvo para o proteassoma 
 
ubiquitin PDB 1TBE 
 
Ligação isopeptídica 
carboxila terminal da Ub 
grupo e-amino da Lys na “proteína condenada”. 
H3N
+
C COO

CH2
CH2
CH2
CH2
NH3
H

 lysine 
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20S 700 KDa 
19S 
Proteassoma: grande complexo protéico no núcleo e 
citoplasma de células eucarióticas. 
Estrutura 
Mecanismo 
Proteólise ATP-dependente 
Produtos: peptídeos 8-9 resíduos de aminoácidos + ubiquitinas 
 aminoácidos 
The structure of the proteasome 
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CATABOLISMO DE 
AMINOÁCIDOS 
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Fontes endógenas 
(cerca de 140 g/dia) 
Pool de aminoácidos 
Síntese de aminoácidos 
não essenciais 
Fontes exógenas 
(cerca de 70 g/dia) 
Proteínas da dieta 
Digestão 
e absorção 
Excesso de 
aminoácidos 
(0,9 a 1,0 g/dia) 
Excreção renal 
Amônia 
 
 
Uréia 
 
 
Transaminação 
Desaminação 
 
-cetoácidos 
 
 
Glicose, 
corpos 
cetônicos 
Acetil-CoA, 
ciclo dos ácidos 
Cítricos 
 
CO2 + H2O 
+ ATP 
Proteínas teciduais 
Síntese e 
degradação 
Constituintes 
nitrogenados 
não protéicos 
purinas, 
pirimidinas, 
colina, creatina, 
porfirinas, 
adrenalina, 
neurotransmisso
res, melanina 
Conversão 
Catabolimo de aminoácidos 
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-cetoácido1 + aminoácido1 aminoácido2 + -cetoácido2 
-cetoglutarato + aminoácido1 glutamato + -cetoácido2 
-cetoglutarato + aspartato glutamato + oxaloacetato 
AST: aspartato aminotransferase 
-cetoglutarato + alanina glutamato + piruvato 
ALT: alanina aminotransferase 
AMINOTRANSFERASES (vários tecidos) 
Aspartato aminotransferase 
PLP 
Piridoxal-fosfato: 
grupo prostético das 
aminotransferases 
Piridoxina 
Vit B6 
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Transaminação de aminoácidos: -cetoglutarato-glutamato 
Outra origem de grupo amina 
 
Pode também formar glutamato 
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Transaminação no músculo 
 
Ciclo da alanina 
Glutamato 
(fígado) 
Alanina (músculo) 
Reação catalisada pela glutamato desidrogenase 
Enzima mitocondrial 
Libera amônia livre nos tecidos 
Amônia é altamente tóxica 
e não deve ser liberada na circulação 
Desaminação oxidativa 
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TREONINA E SERINA LIBERAM NH3 DIRETAMENTE 
COMO ION AMÔNIO 
 
Serina serina desidratase Piruvato + NH4+ 
 
 
Treonina treonina desidratase  cetobutirato + NH4+ 
 Formação de Glutamina 
 
 
 
armazena grupo amina 
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1. Depleção do 
 ATP celular 
 NH4+ ativa a 
glutamato 
desidrogenase 
 
Remoção de 
-cetoglutarato 
e NADH compromete 
o ciclo dos ácidos 
cítricos e a geração 
de ATP 
A AMÔNIA É TÓXICA AOS ANIMAIS 
Intoxicação severa leva a 
encefalopatia hepática: 
estado comatoso 
NH4+ ativa a 
glutamina 
sintetase 
 
Colabora para a 
redução no nível 
celular 
de ATP 
A AMÔNIA É TÓXICA AOS ANIMAIS 
Intoxicação severa leva a 
encefalopatia hepática: 
estado comatoso 
2. Interferência na síntese de neurotransmissores 
NH4+ ativa a glutamina sintetase 
e inibe a glutaminase 
 
Reduz o nível de glutamato que atua como um potente 
neurotransmissor excitatório mediando um grande número de 
funções cognitivas. Consequência: letargia e falta de direção 
GABA (-aminobutirato), sintetizado a partir de glutamato 
um importante neurotransmissor inibitório 
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1) Ornitina transcarbamoilase 
2) Argininasuccinato sintetase 
3) Argininasuccinato liase 
4) Arginase 
O 
C NH2 H2N 
 
HCO3- 
CO2 
 
NH4+ Aspartato 
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A AMÔNIA produzida 
é imediatamente usada 
junto com o bicarbonato 
(CO2 do ciclo dos ácidos 
cítricos) para formar 
carbamoilfosfato 
Carbamoil fosfato sintetase (mit) 
Enzima reguladora 
Shunt Aspartato-Arginino-succcinato do Ciclo de Krebs 
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Na insuficiência renal a uréia e a creatinina se 
elevam no sangue: provocam desordens neurorógicas 
A uréia e a creatinina são filtrados no rim 
OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS 
COO- 
C H 
R 
+H3N 
aminoácidos 
COO- 
C 
R 
O 
-cetoácidos 
CO2 
+ 
H2O 
glicose 
Corpos 
cetônicos 
NH4 + 
amônia 
O 
C NH2 H2N 
Uréia 
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DESTINO DOS ESQUELETOS DE CARBONO 
Catabolismo dos aminoácidos de cadeia ramificada 
(leucina, isoleucina e valina) ocorre em tecidos extrahepáticos 
Não ocorre no fígado devido à ausência de 
aminotransferases específicas 
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Desordens 
genéticas que 
afetam 
o catabolismo 
de 
aminoácidos 
FENILCETONÚRIA (PKU) 
Defeito na síntese de fenilalanina hidroxilase ou 
Na diidrobiopterina redutase 
Acúmulo de fenilalanina e fenilpiruvato levam a 
retardamento mental 
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MARCADORES DE INJÚRIA CELULAR 
Aspartato aminotransferase AST 
Transaminase glutâmico-oxalacética TGO 
Alanina aminotransferase ALT 
Transaminase glutamato-piruvato TGP 
Fosfatase alcalina (marcador de colestase; 
pouco específico) 
Creatina fosfoquinase CPK (marcador de dano 
no músculo cardíaco) 
Lactato desidrogenase (vários tecidos: 
identificação de isoenzimas) 
Determinação de atividade enzimática 
para o diagnóstico clínico 
HEPATITE AGUDA 
Dano celular em órgãos 
pode levar a um aumento 
enzimas específicas no 
soro 
Interferência no metabo- 
lismo celular  o potencial 
energético e com isso 
afeta a integridade das 
estruturas de membranas 
Destruição e morte celular 
*Alanima amino transferase 
*Aspartato amino transferase 
*Gama glutamil transferase 
*Fosfatase alcalina 
*Leucina amino peptidase 
*Glutamato desidrogenase 
 
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10 30 100 300 1.000 3.000 10.000 
U por L 
Normal 
Cirrose 
Hepatite crônica 
Hepatite alcóolica 
Hepatite aguda viral 
Injúria tóxica 
ou isquêmica 
Valores típicos de AST e ALT em doenças hepáticas 
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