Unidade 5 Metabolismo de proteínas 2

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Unidade 5 – Metabolismo de proteínas
Nesta unidade vamos entender a cerca do metabolismo das proteínas, a utilização dos aminoácidos na produção de energia e a excreção de compostos nitrogenados. 
Objetivos da Unidade
Mostrar a importância da fixação do nitrogênio pelas bactérias e sua assimilação pela plantas
Identificar os processos de digestão das proteínas da dieta
Mostrar a absorção dos aminoácidos
Caracterizar a liberação da amônia na forma de uréia
Entender o catabolismo dos aminoácidos
Plano da Unidade
Fixação do nitrogênio
Digestão de proteínas e absorção de aminoácidos
Catabolismo de aminoácidos 
Ciclo da uréia
Catabolismo de aminoácidos individuais
Fixação do nitrogênio
	Já foi explicado em outra unidade que as proteínas são as macromoléculas com o maior número de funções celulares. As proteínas contêm um elemento essencial para os seres vivos: o nitrogênio. Além das proteínas, encontramos nitrogênio em alguns lipídios de membrana, em nucleotídeos no DNA e no RNA etc, por isso é muito importante a aquisição do nitrogênio. Na respiração, os seres animais conseguem inspirar nitrogênio atmosférico (N2), mas todo o nitrogênio inspirado é em seguida expirado. Desse modo, os seres animais obtêm o nitrogênio diretamente na dieta. Já as plantas conseguem sintetizar compostos nitrogenados, como aminoácidos e bases nitrogenadas à partir de nitratos (NO3-). Mas para que isto aconteça, é necessária a participação prévia de bactérias responsáveis pelo ciclo do nitrogênio.
	O ciclo do nitrogênio se inicia com a fixação biológica do nitrogênio através da amonificação, ou seja, a conversão de N2 em amônia (NH4+). Esta etapa é realizada por bactérias do solo ou em simbiose com raízes de leguminosas, chamadas de bactérias fixadoras de nitrogênio, incluindo espécies de cianobactérias, bactérias verdes e púrpuras, Azotobacter, Clostridium, Rhizobium e outras. A reação, que envolve um complexo enzimático chamado nitrogenase, utiliza a energia do ATP e processo redutor para converter um N2 em duas aminas (NH3). Em seguida, no solo, as aminas se combinam com água, formam o hidróxido de amônio (NH4OH) para depois liberar a amônia e hidroxila. A amina, em condições fisiológicas, também pode simplesmente captar um H+ e se converte em NH4+. 
Bactérias nitrificantes, incluindo as do gênero Nitrosomonas, Nitrosococcus e Nitrobacter, pelo processo de nitrificação, convertem as NH4+ em nitritos (NO2-) e em seguida em NO3-, onde em ambos os processos ocorre liberação de energia. Esta energia é utilizada por estas bactérias para a produção de glicose e O2, através de CO2 e H2O (quimiossíntese) uma vez que estas bactérias são autotróficas. As reações químicas se encontram abaixo:
Amonificação: 
(passo 1) N2 + 8 H+ + 8 e- + 16 ATP + 16 H2O 2 NH3 + H2 + 16 ADP
(passo 2) NH3 + H2O NH4OH + NH4+ + OH- 
Nitrificação:
(passo 1): 2 NH4+ + 3 O2 2 NO2- + 2 H2O + 4H+ + energia
(passo 2): 2 NO2- + O2 2 NO3- + energia
Quimiossíntese
6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2
Os nitratos formados pelo processo de nitrificação são absorvidos pelas plantas e transformados em compostos carbonados para produzir aminoácidos e outros compostos de nitrogênio, como bases nitrogenadas. Através dos aminoácidos as plantas produzem as proteínas e através das bases nitrogenadas, os nucleotídeos para a produção do DNA e do RNA. Os seres animais então conseguem o nitrogênio consumindo vegetais ou outros animais que obviamente comem vegetais.
A desnitrificação é o processo pelo qual o nitrogênio volta à atmosfera. Este processo ocorre através das bactérias desnitrificantes, incluindo espécies de Pseudomonas, Bacillus, Paracoccus e Clostridium, que, em ambiente anaeróbico, convertem uma parte do NO3- produzida em N2. A desnitrificação é necessária porque, se não ocorresse, a concentração de nitratos no solo aumentaria de maneira desastrosa. O nitrogênio pode ser também devolvido para a atmosfera através da decomposição da matéria orgânica morta, seja vegetal ou animal, através de algumas bactérias e também fungos decompositores. O resumo do ciclo do nitrogênio está representado na figura 1.
Figura 1: O ciclo do nitrogênio. A fixação do nitrogênio pode ser física, provocada por relâmpagos, química, através da atividade vulcânica ou de processos industriais na produção de fertilizantes e biológica, realizada por bactérias no solo ou em raízes de leguminosas. Fonte: www.profwladimir.blogspot.com, acesso em 19/11/2014.
Digestão de proteínas e absorção de aminoácidos
	As proteínas são quebradas por enzimas presentes no estômago e intestino delgado. Quando proteínas da dieta chegam ao estômago, células da mucosa estomacal secretam o hormônio gastrina, que por sua vez estimula a produção de ácido clorídrico (HCl) e o pepsinogênio (a forma inativa da enzima pepsina) por outras células estomacais. O HCl é um desnaturante, desestruturando as proteínas. O pepsinogênio, por ação autocatalítica, se converte em pepsina e inicia a hidrólise das proteínas nas ligações peptídicas do lado amino dos aminoácidos tirosina, triptofano e fenilalanina. Como a pepsina reconhece somente estes três aminoácidos, as proteínas são quebradas em peptídios que vão em seguida para o intestino delgado.
	No intestino delgado, existe uma enzima aminopeptidase que reconhece ligações peptídicas no lado amino destes peptídios. No entanto, como a aminopeptidase não é suficiente para converter os peptídios em aminoácidos livres, esses peptídios, assim que chegam ao intestino delgado, estimulam algumas células intestinais a liberar o hormônio colecistoquinina, que estimula o pâncreas a liberar várias enzimas digestivas para o intestino (existe uma conexão intestino-pâncreas chamada duto pancreático). As enzimas são liberadas do pâncreas na forma inativa (quimiotripsinogênio, tripsinogênio, pró-carboxipeptidase A, pró-carboxipeptidase B e pró-elastase) que, no intestino delgado se convertem na forma ativa (quimiotripsina, tripsina, carboxipeptidase A, carboxipeptidase B e elastase). Assim como a pepsina, cada uma destas enzimas reconhece ligações peptídicas de aminoácidos específicos, seja no lado amino ou no lado carbonila dos aminoácidos, assim os peptídios resultantes da quebra parcial das proteínas no estômago são finalmente convertidos em aminoácidos livres.
	Assim como foi descrito para a absorção dos monossacarídeos, os aminoácidos também são levados do lúmen para o epitélio intestinal acoplados a sódio e em seguida liberados para o sangue por proteínas transportadoras de aminoácidos. Para cada aminoácido existe um transportador específico tanto na superfície do epitélio intestinal voltada para o lúmen quanto na superfície voltada para o sangue.
Como descrito em outra unidade, os aminoácidos podem também ser classificados como naturais (não-essenciais) e essenciais, onde os naturais são os aminoácidos produzidos pelo organismo e os essenciais não são produzidos pelo organismo e, portanto precisam ser adquiridos na alimentação. Á partir do NO3- os vegetais produzem todos os 20 tipos de aminoácidos que formam as proteínas. Os humanos produzem somente 11 (alanina, arginina, asparagina, aspartato, cisteina, glicina, glutamato, glutamina, prolina, serina e tirosina) do total de 20 aminoácidos. Assim, muitos dos aminoácidos obtidos da dieta já são naturalmente produzidos no corpo humano. Esta unidade não tem como objetivo apresentar as rotas enzimáticas para a biossíntese de aminoácidos nos animais, à não ser em algumas vias metabólicas onde, durante o catabolismo, um aminoácido pode ser convertido em outro.
Catabolismo de aminoácidos
	Os aminoácidos na corrente sanguínea chegam a todos os tecidos, principalmente músculos e fígado. Nestes órgãos a principal utilização dos aminoácidos é para a síntese de proteínas, umavez que as células dependem da produção de diferentes tipos de proteínas (estruturais, transportadoras, imunológicas, contráteis, enzimas, hormônios etc). No entanto, se a ingestão de aminoácidos for superior às necessidades do organismo, o excesso de aminoácidos é oxidado para a produção de energia (catabolismo de aminoácidos). Na degradação normal das proteínas, alguns aminoácidos liberados podem também sofrer oxidação, assim como em diversas situações, incluindo exercício físico intenso, jejum prolongado e no diabetes, no qual oxidação de aminoácidos normalmente ocorre. No jejum e no diabetes, como o nível de açúcar está baixo, gliconeogênese e produção de corpos cetônicos no fígado acabam ocorrendo em paralelo ao uso dos aminoácidos como combustível energético. 
	Quando os aminoácidos chegam às células hepáticas, uma maior parte é então utilizada na síntese de proteínas. Outra fração de aminoácidos sofre remoção de grupos amino (desaminação) gerando os chamados α-cetoácidos que podem sofrer oxidação na mitocôndria para a produção de energia. Esta reação, catalisada por enzimas aminotransferases (ou transaminases) transfere o grupamento amino do aminoácido para uma molécula, o α-cetoglutarato (um cetoácido e um intermediário do ciclo de Krebs), gerando glutamato e o α-cetoácido correspondente ao aminoácido que perdeu a amina (figura 2).
As aminotransferases são específicas para cada aminoácido, ou seja existe uma alanina aminotransferase que transfere a amina da alanina para o α-cetoglutarato, uma tirosina aminotransferase que transfere a amina da tirosina para o α-cetoglutarato etc. Além disso as aminotransferases possuem uma coenzima, o piridoxal fosfato (PLP), produzido à partir da vitamina piridoxina (B6), que atua ligada no sítio ativo, doando a amina do aminoácido para o α-cetoácido. A formação de um aminoácido à partir de um α-cetoácido em detrimento de um outro α-cetoácido se tornar um aminoácido pode ser também chamado de transaminação. 
	A transaminação é a reação mais comum envolvendo aminoácidos, mas poucos aminoácidos, como serina, treonina e lisina não participam de reações de aminotransferases. Além disso, a arginina, glutamina e asparagina participam indiretamente em processos de transaminação, quando liberam suas aminas e se convertem respectivamente em ornitina, glutamato e aspartato, estes que então podem participar em processos de transaminação.
Figura 2: Metabolismo dos grupos amino. Os grupamentos amino dos aminoácidos são transferidos, por ação das aminotransferases, para o α-cetoglutarato formando glutamato. O aminoácido que perde o amino se transforma no α-cetoácido correspondente. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica.
Esta reação, que ocorre no citoplasma das células, tem o objetivo de coletar os grupamentos amino dos diferentes aminoácidos para formar o glutamato. O glutamato migra para o interior da mitocôndria, onde é novamente convertido em α-cetoglutarato (seu α-cetoácido) por ação da enzima glutamato desidrogenase dependente de NAD+ ou NADP+, liberando amônia (figura 3). O α-cetoglutarato pode entrar no ciclo de Krebs ou ser usado na gliconeogênese. A amônia é convertida em uréia parta ser excretada pelo rim na urina (será detalhada ao longo desta unidade).
O glutamato, ao se tornar α-cetoglutarato pode também entregar sua amina para o oxaloacetato, onde este se transforma em aspartato. Neste caso, uma aminotransferase, ao invés da glutamato desidrogenase é requerida e isto é importante pelo fato do aspartato ser essencial no ciclo da uréia, uma vez que o aspartato da dieta não consegue entrar na mitocôndria para ser usado na produção da uréia.
Figura 3: A reação catalisada pela enzima glutamato desidrogenase. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica.
Quando os aminoácidos chegam às células dos tecidos extra-hepáticos, o objetivo é o mesmo do observado no fígado, onde a maioria dos aminoácidos é usada na síntese de proteínas e uma pequena fração sofre remoção de grupos amino, por aminotransferases, gerando α-cetoácidos para oxidação na mitocôndria. O aceptor dos grupamentos amino é também o α-cetoglutarato formando glutamato. Como somente o fígado usa as aminas na produção de uréia, as aminas removidas dos aminoácidos e entregues ao α-cetoglutarato precisam chegar ao fígado. Assim, o glutamato é convertido em glutamina por ação da enzima glutamina sintetase dependente de ATP, que, em dois passos, produz um intermediário fosforilado (γ-glutamilfosfato) e depois combina uma amônia a este intermediário, formando a glutamina (figura 4). Esta amônia pode vir de vários processos, como por exemplo, degradação de nucleotídeos. A glutamina vai para o sangue com destino as mitocôndrias das células hepáticas e lá, por ação da enzima glutaminase, volta a ser glutamato, liberando amônia para a síntese de uréia (figura 4).
O rim também tem na mitocôndria das suas células uma glutaminase. Esta atua nas glutaminas que, do sangue, entram nas células renais, gerando glutamato e amônia. Isto explica a excreção de amônia pelo rim juntamente com a uréia na urina, estando o aumento de amônia na urina diretamente relacionado com o excesso de glutamina na dieta. Em situações de acidose sanguínea, a glutamina liberada de tecidos extra-hepáticos vai mais para o rim do que para o fígado. Isto ocorre porque a formação de uréia usando a amônia liberada da glutamina requer bicarbonato (será detalhada ao longo da unidade), assim o bicarbonato, ao invés de ser usado na síntese de uréia, é usado para corrigir o pH sanguíneo. Em compensação, este desvio de rota aumenta o nível de amônia na urina, uma vez que o rim não consegue produzir uréia com estas amônias. Apesar da pequena excreção de amônia, os mamíferos, incluindo os seres humanos são considerados ureotélicos (cuja produção e excreta nitrogenado é a uréia). Outros animais como a maioria dos peixes e anfíbios jovens são amoniotélicos (cujo excreta nitrogenado é a amônia) e répteis e aves são uricotélicos (cujo excreta nitrogenado é o ácido úrico). 
Por mecanismos ainda não esclarecidos, a amônia é extremamente tóxica para os animais por isto precisa ser excretada diretamente pelo rim, ou convertida em uréia no fígado. Parece que o excesso de amônia leva a uma drástica diminuição no nível de ATP principalmente no cérebro, pela redução no ciclo de Krebs, comprometendo diversos processos incluindo a transmissão do impulso nervoso. Os mamíferos também podem excretar pela urina, mesmo que em pequenas quantidades, ácido úrico. A formação de ácido úrico ocorre durante o metabolismo de nucleotídeos. O cérebro é o principal órgão afetado pelo excesso da produção de amônia e ácido úrico, no entanto o rim também é bastante afetado pelo excesso de ácido úrico que se deposita nos túbulos renais e provoca inflamação, além de cálculos renais. 
Figura 4: A reação catalisada pela enzima glutamina sintetase. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica.
	 
	Além da glutamina, os tecidos extra-hepáticos, principalmente os músculos, usam também outro aminoácido, a alanina, para o transporte de aminas do sangue para o fígado. Neste caso, o glutamato, ao invés de formar glutamina, entrega sua amina para o piruvato e este se torna alanina. A alanina, ao chegar ao fígado, volta a ser piruvato (seu α-cetoácido), através da transferência da sua amina para o α-cetoglutarato, formando glutamato, que pode entrar na mitocôndria e, por ação da enzima glutamato desidrogenase, liberar a amina na forma de amônia para a formação de uréia. O piruvato pode ser usado na gliconeogênese. O resumo do catabolismo de aminoácidos para a produção de energia e para a síntese de uréia, interligando fígado e tecidos extra-hepáticos se encontra na figura 5.
Figura 5: Interligação do catabolismo de aminoácidos no fígado e em tecidos extra-hepáticos. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica.
Ciclo da uréia
O ciclo da uréia é o mecanismo de excreção de nitrogênio adotado por algumas células animais,incluindo os seres humanos. A síntese da uréia ocorre somente nas células hepáticas e se inicia na matriz da mitocôndria com a união de amônia e bicarbonato para formar o carbamil fosfato em reação catalisada pela enzima carbamil fosfato sintetase I, com gasto de 2 ATP. Em seguida, o grupo carbamil do carbamil fosfato se condensa com a molécula ornitina, gerando a citrulina em reação catalisada pela enzima ornitina transcarbamilase. A citrulina vai para o citoplasma e, por ação da enzima argininosuccinato sintase, recebe uma amina do aspartato (formada por transaminação do glutamato, descrita anteriormente), se convertendo em argininosuccinato. A reação envolve a conversão de ATP em AMP + PPi, o que equivale a hidrólise de duas moléculas de ATP. Clivagem de argininosuccinato pela enzima argininosuccinato liase produz fumarato (intermediário do ciclo de Krebs) e arginina. Por último, a arginina é hidrolisada pela enzima arginase, produzindo ornitina e uréia (figura 6). O cíclo da uréia requer então energia, com gasto equivalente de quatro moléculas de ATP.
Figura 6: O ciclo da uréia. Os passos 1 e 2, catalisados respectivamente pelas enzimas carbamil fosfato sintetase I e ornitina transcarbamilase ocorrem na mitocôndria. Os três passos seguintes, catalisados respectivamente pelas enzimas argininosuccinato sintase, argininosuccinato liase e arginase ocorrem no citoplasma e terminam a síntese da uréia. Proteínas transportadoras na membrana interna da mitocôndria funcionam transportando a citrulina da mitocôndria para o citoplasma e a ornitina do citoplasma para a matriz da mitocôndria. Fonte: www.desenvolvimentovirtual.com, acesso em 19/11/2014. 
A uréia é liberada do fígado com destino ao rim. A maior parte da uréia chega ao rim, mas uma pequena fração difunde-se do fígado ao intestino onde sofre ação de bactérias que clivam a uréia em CO2 e NH4+. Esta amônia pode ser reabsorvida ou fazer parte das fezes. A ornitina volta para a matriz da mitocôndria para reiniciar um novo ciclo da uréia. O fumarato produzido anteriormente pode ser convertido tanto no citoplasma quanto na mitocôndria em malato e em seguida em oxaloacetato, uma vez que as enzimas que catalisam as reações (fumarase e malato desidrogenase) ocorrem nos dois compartimentos celulares. O oxaloacetato pode ser novamente convertido em aspartato para um novo ciclo da uréia, ou então ser usado na gliconeogênese. Assim o ciclo de Krebs e o ciclo da uréia estão interligados, sendo referido como bicicleta de Krebs (figura 7). Na verdade, o mesmo pesquisador que decifrou o ciclo de Krebs (Sir Hans Krebs), também decifrou o ciclo da uréia.
	
Figura 7: Interligação entre o ciclo de Krebs e o ciclo da uréia. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica.
Catabolismo de aminoácidos individuais
	A maioria dos aminoácidos, que são convertidos nos seus cetoácidos correspondentes, assim como os poucos que não participam das reações de transaminação, convergem para formar cinco produtos, entrando no ciclo de Krebs. A partir daí podem ser usados na gliconeogênese, na formação de corpos cetônicos ou serem oxidados para a produção de energia. Os aminoácidos utilizados na síntese de glicose são chamados de glicogênicos e os usados na formação dos corpos cetônicos são chamados de cetogênicos.
Seis aminoácidos (triptofano, lisina, leucina, isoleucina, fenilalanina e tirosina) são convertidos em acetilCoA e/ou acetoacetilCoA (figura 9), seis aminoácidos (alanina, serina, glicina, cisteína, treonina e triptofano) são convertidos em piruvato (figura 10), cinco aminoácidos (arginina, histidina, glutamato, glutamina e prolina) são convertidos em α-cetoglutarato (figura 11), quatro aminoácidos (metionina, isoleucina, treonina e valina) são convertidos em succinilCoA (figura 12) e dois aminoácidos (asparagina e aspartato) são convertidos em oxaloacetato (figura 13). É importante observar que os aminoácidos triptofano, isoleucina e treonina são catabolisados e convertidos em dois produtos diferentes. Um resumo do metabolismo de todos os 20 aminoácidos, mostrando a entrada no ciclo de Krebs além dos envolvidos na formação de corpos cetônicos e na gliconeogênese se encontra na figura 14.
O catabolismo dos aminoácidos leucina, isoleucina e valina (também conhecidos como BCAAs ou aminoácidos de cadeia lateral ramificada) é diferente dos demais aminoácidos pelo fato destes aminoácidos serem preferencialmente catabolizados nos músculos ao invés do fígado. A atividade das enzimas aminotransferases para estes três aminoácidos é muito maior no músculo que no fígado. Vários NADH e FADH2 são produzidos durante o catabolismo destes três aminoácidos até a formação de acetilCoA ou succinilCoA o que os tornam excelentes fontes de energia para o músculo. Desse modo, estes três aminoácidos ao entrar no fígado são usados para a síntese de proteínas, porém o excesso, por não ser praticamente catabolizado, sai do fígado e ao ser captado por músculos são catabolizados para a geração de energia.
Os aminoácidos convertidos em acetilCoA e/ou acetoacetilCoA são cetogênicos porque acetoacetilCoA pode ser convertido nos corpos cetônicos acetona e β-hidroxibutirato. Os aminoácidos capazes de serem convertidos em piruvato, α-cetoglutarato, succinilCoA, fumarato e oxaloacetato podem ser usados para a gliconeogênese e portanto são glicogênicos. Porém, quatro aminoácidos (triptofano, fenilalanina, tirosina e isoleucina) são ao mesmo tempo cetogênicos e glicogênicos.
Em muitas destas reações, as enzimas dependem de uma ou mais coenzimas, como a piridoxal fosfato, o tetrahidrofolato (H4 folato), a tetrahidrobiopterina, o N5,N10-metilenotetrahidrofolato, além das já conhecidas NAD+, NADP+, FAD e coenzimaA. Enquanto algumas atuam na transferência de unidades monocarbônicas, outras atuam na transferência de grupos amino e outras atuam em reações biológicas de oxidação e redução. Algumas destas coenzimas estão na figura 8.
	
Figura 8: Estrutura química das coenzimas H4 folato, tetrahidrobiopterina e piridoxal fosfato. O grupo químico funcional do piridoxal fosfato está marcado em vermelho. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica.
	Como as vias do catabolismo para vários aminoácido são muito complicadas, com o envolvimento de várias enzimas e coenzimas, estas reações serão apenas mostradas nas figuras à seguir, de uma forma resumida, sem detalhar a quantidade de energia obtida de cada aminoácido. Em algumas vias o número de reações é tão grande que vários passos enzimáticos são omitidos. De um modo geral, o nível de ATP obtido por cada aminoácido varia de aproximadamente 10 à 20 ATP, portanto a contribuição dos aminoácidos para a energia do organismo existe, mas não é tão grande quando comparado com a energia fornecida por monossacarídeos ou ácidos graxos.
Figura 9: Resumo do catabolismo dos aminoácidos triptofano, lisina, leucina, isoleucina, fenilalanina e tirosina. Em A, a formação de acetilCoA e/ou acetoacetilCoA à partir destes aminoácidos. Para todos os aminoácidos, a maioria das etapas enzimáticas está omitida, inclusive a formação dos α-cetoácidos correspondentes, a partir da entrega das aminas para o α-cetoglutarato. Lisina não participa de reações envolvendo aminotransferases. Em B, a primeira das várias reações do catabolismo da tirosina, na qual ocorre a produção do p-hidroxifenilpiruvato, seu α-cetoácido, em reação catalisada por uma aminotransferase específica, onde a amina é entregue ao α-cetoglutarato formando glutamato. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica. 
Figura 10: Resumo do catabolismo dos aminoácidos alanina, serina, glicina, cisteína, treonina e triptofano. A maioria das etapas enzimáticas do catabolismo do triptofano e da cisteína está omitida. No catabolismo da alanina, esta se converte em piruvato, seu α-cetoácido, à partir de reação catalisada por uma aminotransferase específica, onde a amina é entregue ao α-cetoglutarato formando glutamato. Além desta rota, o triptofano pode seguir outra via enzimática levando a formaçãode acetoacetilCoA. Serina e treonina não participam de reações envolvendo aminotransferases. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica. 
Figura 11: Resumo do catabolismo dos aminoácidos arginina, histidina, glutamato, glutamina e prolina. As reações da arginase, glutaminase e glutamato desidrogenase já foram descritas anteriormente. Com exceção do catabolismo da histidina, onde algumas etapas estão omitidas, as outras vias mostram todas as reações enzimáticas que levam a formação de α-cetoglutarato. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica. 
Figura 12: Resumo do catabolismo dos aminoácidos metionina, isoleucina, treonina e valina. Para todos os aminoácidos, a maioria das etapas enzimáticas está omitida, inclusive a formação dos α-cetoácidos correspondentes, a partir da entrega das aminas para o α-cetoglutarato. A isoleucina e treonina são catabolizadas para acetilCoA (ver figuras 9 e 10) ou succinilCoA. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica.
Figura 13: Resumo do catabolismo dos aminoácidos asparagina e aspartato. O esqueleto de carbonos da asparagina e aspartato entra no ciclo de Krebs através do oxaloacetato. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica. 
Figura 14: Resumo do metabolismo de aminoácidos. A figura mostra os pontos de entrada dos aminoácidos no ciclo de Krebs. Os aminoácidos em azul são os cetogênicos, cujos produtos do catabolismo podem ser usados na formação dos corpos cetônicos. Os aminoácidos em vermelho são os glicogênicos cujos produtos do catabolismo podem ser usados na gliconeogênese. Quatro aminoácidos (fenilalanina, isoleucina, triptofano e tirosina) são tanto glicogênicos quanto cetogênicos. Leucina e lisina são exclusivamente cetogênicos. Fonte: Lehninger, princípios de Bioquímica.
Leitura complementar
DEVLIN, T. Manual de bioquímica com correlações clínicas. Edgard Blucher, 2007.
HARPER, H. A. Bioquímica. Atheneu, 2002.
LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. Worth publishers, 2006.
STRYER, L. Bioquímica. Guanabara Koogan, 2004.
VOET, D., VOET, J.G., PRATT, C.W. Fundamentos de Bioquímica. Artmed, 2002.
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1. Os aminoácidos alanina e leucina se convertem em acetilCoA para entrar no ciclo de Krebs, através dos intermediários:
a) piruvato e malonilCoA
b) piruvato e acetoacetilCoA
c) propionil e enoilCoA
d) aspartato e lactato
e) 2-fosfoglicerato e fosfoenolpiruvato
2. A maioria dos tecidos é capaz de degradar os aminoácidos, mas só o fígado é capaz de produzir uréia. O nitrogênio proveniente dos aminoácidos degradados chega até o fígado através dos aminoácidos:
a) serina e glicina
b) metionina e serina
c) glutamina e alanina
d) metionina e glicina
e) glutamina e glicina
3. Os cetoácidos produzidos a partir das transaminações dos aminoácidos aspartato, glutamato e alanina são respectivamente:
a) oxaloacetato, (-cetoglutarato e piruvato
b) oxaloacetato, piruvato e (-cetoglutarato
c) piruvato, oxaloacetato e (-cetoglutarato 
d) piruvato, (-cetoglutarato e oxaloacetato 
e) (-cetoglutarato, oxaloacetato e piruvato
4. Todas as seguintes afirmativas são verdadeiras sobre aminoácidos de cadeia lateral ramificada (BCAA), exceto:
a) são metabolizados primariamente nos músculos
b) estes aminoácidos são a leucina, a lisina e a valina
c) um deles é glicogênico, um é cetogênico e outro é classificado como ambos
d) são essenciais na dieta
e) entram no ciclo de Krebs através da acetilCoA e succinilCoA
5. Na formação da uréia à partir de amônia, todas as alternativas estão corretas exceto:
a) aspartato fornece uma das aminas para a formação da uréia 
b) o ciclo da uréia consome ATP
c) o ciclo da uréia está conectado ao ciclo de Krebs através do fumarato
d) duas etapas são citoplasmáticas e três etapas são mitocôndriais
e) a uréia é produzida no fígado e no rim
6. No catabolismo de aminoácidos, a entrada no ciclo de Krebs pode ocorrer em vários pontos do ciclo, incluindo:
a) succinilCoA
b) citrato
c) malato
d) succinato
e) isocitrato
7. A amonificação é um dos processos envolvidos na fixação do nitrogênio por bactérias e sua posterior assimilação pelas plantas. A amonificação significa:
a) a conversão de NO2- em NO3-
b) a conversão de N2 em NH4+
c) a conversão de NH4+ em CO2
d) a conversão de CO2 em C6H12O6
e) a conversão de NO3- em N2
8. Aminoácidos glicogênicos são aqueles utilizados para a:
a) síntese de glicogênio
b) degradação do glicogênio
c) glicólise
d) síntese de glicose pela gliconeogênese
e) síntese de qualquer glicídio
9. O esquema abaixo representa uma típica reação de transferência de grupo amino, catalizada por enzimas denominadas transaminases:
aminoácido X + (-cetoácido 1 (-cetoácido 2 + aminoácido Y
O (-cetoácido 1 é frequentemente o (-cetoglutarato, que gera glutamato (aminoácido Y) ao receber o grupo amino retirado do aminoácido transaminado. Responda, baseando-se em seus conhecimentos do catabolismo de aminoácidos:
a) qual o destino do glutamato formado nas reações de transaminação no fígado?
b) Dê um nome para o aminoácido X e para o (-cetoácido 2. 
10. O plasma sanguíneo contém todos os aminoácidos necessários para a síntese protéica das proteínas corporais. Entretanto, estes não se apresentam em concentrações equivalentes, predominando alanina e glutamina. Sugira a razão para isso.
A
B
Citoplasma
Mitocôndria
Uréia
Aminotransferase