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1 Transaminação e Desaminação dos Aminoácidos Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Os aminoácidos que estão nas nossas células são originados tanto de proteínas exógenas (cerca de ¼), ou seja, proteínas obtidas na nossa dieta, e ¾ de proteínas endógenas (hidrolisadas dentro das células). Parte desses aminoácidos são utilizados para formar novas proteínas e parte outras moléculas nitrogenadas não proteicas. Os aminoácidos são precursores de todos os compostos que contém nitrogênio. Por exemplo: as bases nitrogenadas dos nucleotídeos (ácidos nucléicos e coenzimas), os lipídeos (fosfolipídeos e glicolipídeos), polissacarídeos (como a quitina e glicosaminoglicanas), as aminas e seus derivados (a adrenalina, noradrenalina, tiroxina, seronotina, GABA, histamina creatina, porfirina, etc). Quando os aminoácidos são quebrados, a parte amina desse aminoácido pode ser encaminhada para o ciclo da ureia para eliminação do nitrogênio e o esqueleto carbônico desses aminoácidos podem servir para a síntese de glicose ou glicogênio, síntese de ácidos graxos e, ainda, intermediários da respiração celular. Os aminoácidos são oxidados por uma única via, diferente do que acontece com os carboidratos e os lipídeos. Como os aminoácidos possuem cadeias laterais diferentes, sua oxidação também acontece por vias variadas. Porém, existe um padrão seguido na oxidação de todos os aminoácidos. Primeiramente, esses aminoácidos são removidos do seu grupo amino e, depois, sua cadeia carbônica remanescente é oxidada. O grupo amino da maioria dos aminoácidos é coletado inicialmente como glutamato. O grupo amino de onze deles - alanina, arginina, aspartato, cisteína, fenilalanina, isoleucina, leucina, tirosina, triptofano e valina - é retirado através da transferência do grupo amino para a molécula de alfa-cetoglutarato, formando o glutamato. O que resta do aminoácido que foi transaminado é o alfa-cetoácido correspondente. Essa reação é catalisada pelas enzimas denominadas aminotransferases. Elas estão localizadas no citosol e na mitocôndria e todas elas têm como coenzima a molécula de piridoxal-fosfato. 2 Tr an sa m in aç ão e De sa m in aç ão d os A m in oá ci do s Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br A piridoxal-fosfato recebe o grupo amino do aminoácido transaminado. Essa coenzima é derivada da vitamina B6 e participa de diversas outras reações do metabolismo de aminoácidos. Processo de transaminação As aminotransferases dos tecidos de mamíferos aceitam aminoácidos diferentes como substratos doadores de grupo amino. Assim, o nome da aminotransferase deriva do nome do aminoácido que essa enzima tem mais afinidade. Por exemplo, se o aminoácido for a alanina teremos a alanina aminotransferase. Nesse caso, essa enzima também é conhecida como alanina transaminase (ALT) ou transaminase glutâmico-pirúvica (TGP). Outro exemplo é a aspartato aminotransferase, também conhecida como aspartato transaminase (AST) ou transaminase glutâmico-oxalacética (TGO). Na segunda etapa, os grupos amino originam aspartato e/ou amônia. O glutamato formado pode seguir dois caminhos: uma nova transaminação ou uma desaminação. A aspartato aminotransferase é a aminotransferase mais ativa na maioria dos tecidos de mamíferos, destacando a importância da transaminação entre glutamato e aspartato. A desaminação do glutamato libera seu grupo amino como NH3 (amônia) que se converte em NH4 (íon amônio) no pH fisiológico. Essa reação conta com a participação da enzima glutamato desidrogenase. Essa enzima é mitocondrial e está localizada principalmente no fígado. O interessante é que essa enzima pode utilizar o NAD+ ou NADP+ como coenzima. A enzima glutamato desidrogenase só reconhece o glutamato, então, para que o grupo amino de um aminoácido seja liberado como NH4 +, deve antes estar presente no glutamato. Desaminação oxidativa do glutamato 3 Tr an sa m in aç ão e De sa m in aç ão d os A m in oá ci do s Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Nos outros nove aminoácidos - Asparigina, glicina, glutamina, histidina, lisina, metionina, prolina, serina e treonina - a degradação não se inicia com a transaminação. Mesmo assim, seus produtos finais serão o NH4 + ou glutamato, que pode gerar aspartato. Assim, na degradação dos 20 aminoácidos, o grupo amino é convertido em NH4 + e aspartato, que serão precursores no ciclo da ureia. Ciclo da alanina glicose A alanina funciona como um transportador da amônia e do esqueleto carbônico do piruvato desde o músculo até o fígado. A amônia é excretada, e o piruvato é empregado na produção de glicose, a qual pode retornar ao músculo. O sentido da reação da glutamato desidrogenase depende das concentrações dos componentes. ATP e GTP inibem a enzima e ADP e GTP vão ativar. Significa que, em baixa de energia, tenho que aumentar a degradação de aminoácido para obter esqueleto carbônico da neoglicogênese. Assim, os nitrogênios chegam ao fígado como glutamina (glutamato) ou como alanina (músculo). Fígado: O ATP é empregado na síntese da glicose (gliconeogênese) durante a recuperação 4 Transaminação e Desaminação dos Aminoácidos. EXERCÍCIOS. Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br 1. (ENADE 2013) Paciente do sexo masculino, 73 anos de idade, aposentado, com hipertensão arterial sistêmica delonga data, é dislipidêmico e etilista crônico. Está em uso diário de alisquireno 300 mg/dia e sinvastatina 40 mg/dia. Procurou atendimento médico, queixando-se de mialgia crônica e artralgia. Foi-lhe prescrito paracetamol 750 mg de 8 em 8 horas, se necessário. Começou a fazer uso dele com frequência superior à recomendada. Há 4 dias, iniciou quadro de náuseas, vômitos e dor abdominal de moderada intensidade,evoluindo há 1 dia com icterícia e queda de seu estado geral. Com esses sintomas, procurou pronto atendimento. Foi, então, submetido a exames laboratoriais, que apresentaram os seguintes resultados: transaminase glutâmico- oxalacética/AST (TGO) - 4.800 U/L (VR 10 a 37), transaminase glutâmico-pirúvica/ALT (TGP) 4.250 U/L (VR de 19 a 44), bilirrubinas totais 3,8 mg/dL (VR de 0,4 a 1,2), glicemia 75 mg/dL (VR 70 a 99). Hemograma sem alterações. O diagnóstico, a conduta e o prognóstico no caso clínico descrito são, respectivamente, de: a) hepatite aguda medicamentosa, medidas de suporte à vida +N-acetil-cisteína e mau prognóstico. b) hepatite crônica secundária ao etilismo, transplante hepático e mau prognóstico. c) hepatite crônica secundária ao etilismo, cessação do etilismo e bom prognóstico. d) hepatite aguda viral, medidas de suporte à vida e bom prognóstico. e) hepatite alcoólica aguda, transplante hepático e bom prognóstico. 2. Qual a origem e o destino do nitrogênio amínico? 3. Qual a origem e destino da cadeia carbonada dos aminoácidos? 4. Explique as reações de Desaminação e transaminação. 5. O que é um α-cetoácido? 6. Como são transportados a maior parte dos grupos nitrogenados na corrente sanguínea? questão resolvida na aula questão enade 5 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br 7. Qual a relação do músculo e o fígado no catabolismo de aminoácidos. 8. Que implicações pode resultar ao organismo em um aumento de íons amônio no sangue? 9. Qual a origem e destino da cadeia carbonada dos aminoácidos? 10. Como ocorre a desaminação dos aminoácidos? 11. Explique o que são aminotransferases? 6 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br gabarito. Resposta da Questão 1: [A] Resposta da Questão 2: A origem do nitrogênio amínico ocorre através da degradação de aminoácidos originados da dieta ouda degradação de proteínas endógenas. Em mamíferos terrestres o excesso de nitrogênio da forma de amônia é convertido em ureia e excretado na urina. Resposta da Questão 3: Essas cadeias carbonadas são originadas do processo de degradação de aminoácidos. Essas podem ser utilizadas na síntese de glicose pela via da gliconeogênese, síntese de ácidos graxos e respiração celular através do ciclo do ácido cítrico. Os aminoácidos que são degradados podem ser classificados como gliconeogênicos ou de cetogênicosdependendo do destino das suas cadeias carbonadas. Leucina e lisina são exclusivamente cetogênicos. Resposta da Questão 4: A transaminação é uma reação onde o grupo amino de um aminoácido é transferido ao piridoxal-fosfato de uma enzima (chamada aqui de transaminase) e posteriormente para a molécula de α-cetoglutarato, formando o glutamato e a cadeia carbônica do aminoácido convertida no seu α-cetoácido correspondente. A desaminação é quando o glutamato libera o grupo amino como NH3 (amônia), que se converte em NH4 + (íon amônio) no pH fisiológico. Resposta da Questão 5: É a cadeia carbônica do aminoácido restante após o processo de transaminação. Esse α-cetoácido pode participar de diferentes destinos na célula. Resposta da Questão 6: Eles são transportados na forma de alanina (músculo) e glutamina (outros tecidos) principalmente e são encaminhados para o fígado, local onde ocorrerá o ciclo da ureia para eliminação desses compostos. Resposta da Questão 7: Esses dois tecidos estão ligados através do ciclo da alanina glicose. Nesse ciclo, o aminoácido alanina seve como veículo de transporte de compostos nitrogenados para o fígado, local onde serão convertidos em ureia para posterior excreção do nosso corpo. No músculo ocorre a transminação do glutamato a alanina utilizando o piruvado como recebedor do grupo amino. A alanina é transportada para o fígado pela corrente sanguínea e nesse local poderá sofrer uma nova transaminação restaurando o piruvato que poderá ser encaminhado para a gliconeogênese e formar glicose que cai na corrente sanguínea e pode retornar ao músculo. Resposta da Questão 8: A elevação da concentração plasmática desses íons podem levar a um quadro clínico conhecido como hiperamonemia. O excesso de NH4 + reage com o α-cetoglutarato formando o glutamato. Esse poderá reagir com outra molécula de NH4 + formando glutamina. O acúmulo de glutamina no cérebro pode resultar em edema por efeito osmótico, aumentando a pressão intracraniana e levando a hipóxia cerebral. Resposta da Questão 9: Essas cadeias carbonadas são originadas do processo de degradação de aminoácidos. Essas podem ser utilizadas na síntese de glicose pela via da gliconeogênese, síntese de ácidos graxos e respiração celular através do ciclo do ácido cítrico. Os aminoácidos que são degradados podem ser classificados como gliconeogênicos ou de cetogênicos dependendo do destino da sua cadeia carbonada. Leucina e lisina são exclusivamente cetogênicos. Resposta da Questão 10: A desaminação do glutamato libera seu grupo amino como NH3 (amônia) que se converte em NH4 (íon amônio) no pH fisiológico. Essa reação é catalisada pela enzima glutamato desidrogenase. Essa enzima é mitocondrial e está localizada principalmente no fígado. O interessante é que essa enzima pode utilizar o NAD+ ou NADP+ como coenzima. A glutamato desidrogenase só reconhece também o glutamato , então para que o grupo amino de um aminoácido seja liberado como NH4+ deve antes estar presente no glutamato. Resposta da Questão 11: As aminotrasnferases são enzimas presentes em vários de nossos tecidos que aceitam aminoácidos diferentes como substratos doadores de grupo amino. Assim o nome da aminotransferase deriva o nome do aminoácido que essa enzima tem mais afinidade. Por exemplo, se o aminoácido em questão dor a alanina teremos a alanina aminotransferase. Nesse caso, essa enzima também é conhecida como alanina transaminase (ALT) e também é conhecida como transaminase glutâmico-pirúvica (TGP).
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