Metabolismo de Aminoácidos

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Universidade do Estado do Amazonas
Escola Superior de Ciências da Saúde
Bioquímica Celular e Metabólica
Hugo Valério
2014
Metabolismo dos Aminoácidos
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Proteínas (dieta)
Aminoácidos
Amônia e uréia
Alfa-cetoácidos
Síntese
Energia
Aminoácidos não-essenciais
Porfirina
Purinas
Pirimidinas
Creatina
Neurotransmissores, etc.
Excreção
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Digestão:
A degradação das proteínas inicia-se no estômago com a ação da pepsina.
A pepsina é secretada na forma inativa (pepsinogênio) pelas células serosas do estômago.
Proteínas (dieta)
Desnaturação das Proteínas
HCl
Pepsina
Pepsinogênio
Polipeptídeos e aminoácidos
Estômago
Intestino Delgado
HCl
autocálise
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Polipeptídeos e aminoácidos
Intestino Delgado
Oligopeptídeos e aminoácidos
Protease
Pâncreas
Tripsina  ARG e LYS
Quimiotripsina  TRP, TYR, PHE, MET, LEU
Elastase  ALA, GLY e SER
Carboxipeptidase A  ALA, ILE, LEU, VAL
Carboxipeptidase B  ARG e LYS
Zimogênios
Colecistocinina e secretina
Aminopeptidase
Aminoácidos livres e dipeptídeos
Dipeptídeos  aminoácidos
Absorção
Sistema porta
Enteropeptidase
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Liberação e ativação das enzimas pancreáticas:
As enzimas são liberadas na forma inativa (zimogênios) e sua liberação e ativação são controladas pelos hormônios:
Colecistocinina: atua sobre a vesícula biliar (liberação de bile) e sobre as células exógenas do pâncreas (liberação de enzimas digestivas).
Secretina: atua sobre pâncreas resultando na liberação de bicarbonato para o intestino, neutralizando o pH baixo do quimo, tornando possível a atividade das enzimas pancreáticas.
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Ativação dos zimogênios:
A ativação dos zimogênios é iniciada pela atividade da enteropeptidase (superfície luminal do bordo em escova).
Tripsinogênio
Tripsina
enteropeptidase 
Quimiotripsinogênio
Pró-elastase
Pró-carboxipeptidase A e B 
Quimiotripsina
Elastase
Carboxipeptidase A e B 
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Função principal: servir como blocos estruturais para a biossíntese de outras moléculas (proteínas).
Adultos saudáveis: quantidade total de proteínas no corpo permanece constante (síntese suficiente para repor a proteína degradada).
As proteínas têm meia-vida diferentes e sua degradação não é aleatória.
Função secundária: fontes de energia.
α-cetoácidos  intermediários da rota metabólica de energia  CO2 e H2O, glicose, ácidos graxos e corpos cetônicos.
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O catabolismo dos aminoácidos começa com a remoção do grupo α-amino.
Após a retirada do grupo α-amino ocorre a degradação dos esqueletos de carbono resultantes.
A remoção do N, ou seja, do grupo amino envolve reação de transaminação e de desaminação oxidativa.
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1o passo: transaminação
O catabolismo da maioria dos aminoácidos começa com a transferência do grupo α-amino ao α-cetoglutarato formando glutamato.
Essa reação é catalisada por aminotransferases específicas aos substratos e tem como coenzima piridoxal fosfato.
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1o passo: transaminação.
α-Aminoácido
α-cetoácido
α-Cetoglutarato
Glutamato
Aminotransferases
Catabolismo
Glutamina
Glutamina Sintetase
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Alanina
Piruvato
α-Cetoglutarato
Glutamato
Alanina aminotransferase (ALT)
Oxalacetato
Aspartato
α-cetoglutarato
Aspartato aminotransferase (AST)
Uréia
Ex. ALT
Ex. AST
Transaminação do Glutamato
Glutamina
Glutamina Sintetase
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Ciclo da Glicose-Alanina
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2o passo: desaminação oxidativa do glutamato.
Ocorre principalmente no fígado e rim, fornecendo α-cetoácidos e amônia.
O glutamato sofre desaminação oxidativa rápida pela ação da glutamato desidrogenase (liberação de NH4+).
Outros destinos do glutamato:
Formar glutamina (glutamina sintetase);
Formar aspartato a partir de oxalacetato pela ação da AST;
Ser usado como fonte de grupo amino para síntese de outros aminoácidos.
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α-Aminoácido
α-cetoácido
α-Cetoglutarato
Glutamato
Aminotransferases
Glutamato 
desidrogenase
Amônia
Síntese de aminoácidos
Uréia
Ciclo de Krebs
Glutamina
Síntese de purinas e pirimidinas
Glutamina sintetase
Glutaminase
ASPARTATO
Uréia
Rota de Desaminação: por Transaminação e Oxidação 
Produçao de energia
Oxaloacetato
Aspartato aminotrasnferase
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Glutamato
Oxalacetato
Aspartato
α-cetoglutarato
Aspartato aminotransferase (AST)
Uréia
Ex. AST
Escoamento de grupo amina para oxaloacetato
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Direção das reações:
Após as refeições os níveis de aminoácidos (em especial glutamato) no fígado estão elevados favorecendo a degradação dos aminoácidos e a formação da amônia.
N-acetilglutamato sintase
Glutamato + Acetil-CoA N-acetilglutamato 
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Citrulline/Ornithine antiporter
 (ORNT1)
N-acetilglutamato é ativador alostérico da enzima 1
Citrulline/Ornithine antiporter
(ORNT1)
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Catabolismo os esqueletos de C
“α-Cetoácidos”
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Os aminoácidos podem ser classificados como:
Glicogênicos:
Aminoácidos cujo catabolismo origina piruvato ou outro intermediário do ciclo de Krebs (α-Cetoglutarato; Succinil-CoA; Fumarato; Oxalacetato).
Cetogênicos: 
Aminoácidos cujo catabolismo origina acetoacetato ou um dos seus precursores (acetil-CoA ou acetoacetil-CoA).
Glicocetogênicos:
Existem 5 aminoácidos que são ditos glicocetogênicos: triptofano, fenilalanina, tirosina, treonina e isoleucina.
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Biossíntese de Porfirinas
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Porfirinas 
São tetrapirróis cíclicos conjugados com metais.
Os quatro anéis heterocíclicos (I,II,III,IV) estão ligados entre si por grupos de meteno (-CH=), denominados α, β, γ, δ.
São pigmentos de cor púrpura, devido ao carácter aromático do ciclo.
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Grupo heme
O grupo heme (protoporfirina de ferro) encontra-se em proteínas como a hemoglobina, a mioglobina, a catalase e os citocromos.
Na hemoglobina e na mioglobina, o ião Fe2+ tem a função de ligar uma molécula de O2, possibilitando o seu transporte na corrente sanguínea. 
Na catalase, o ferro catalisa a dismutação do peróxido de hidrogénio.
Em proteínas como os citocromos, o grupo heme serve como meio de transporte eletrônico entre proteínas, recebendo um ou dois electrões de uma proteína e transferindo-os para outra.
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Biossíntese do δ-aminolevulinato
δ-Aminolevulinato Sintase (ALA Sintase)
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δ-Aminolevulinato desidrase
Porfobilinogênio desaminase
Uroporfirinogênio III sintase
Uroporfirinogênio III descarboxilase
Coproporfirinogênio oxidase
Protoporfirinogênio oxidase
Ferroquelatase oxidase
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DEGRADAÇÃO DO GRUPO HEME
Heme-oxigenase
Biliverdina-redutase
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β-glicuronidase
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Biossíntese da
Creatina e
Fosfocreatina
Amidinotransferase
Metiltransferase
Creatina-quinase
Metionina adenosil transferase
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Biossíntese da
Glutationa
γ-Glutamil-cisteína-sintetase
Glutationa sintetase
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Biossíntese da Aminas Biológicas
 Catecolaminas
 GABA (γ-Aminobutirato)
 Histamina
 Serotonina
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Catecolaminas
Tirosina
↓
DOPA
(Dihidroxifenilalanina )
↓
Dopamina
↓
Noradrenalina
↓
Adrenalina
Tirosina hidroxilase
Descarboxilase de aminoácidos aromáticos
Dopamina β-hidroxilase
Feniletanolamina-N-metiltransferase
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GABA
Histamina
Serotonina
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Biossíntese do heme – visão geral