Capitulo Aminoácidos

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Carlos Capela 
Aminoácidos página 1 de 70 
AMINOÁCIDOS 
AMINOÁCIDOS ......................................................... 1 
A. INTRODUÇÃO ......................................................... 4 
1. DEFINIÇÃO .................................................................... 4 
1.a. Aminoácidos proteicos ............................................................4 
1.A.I. AMINOÁCIDOS PROTEICOS COMUNS ............................................... 4 
1.A.II. AMINOÁCIDOS PROTEICOS DERIVADOS ......................................... 5 
2. ESTRUTURA QUÍMICA GERAL ..................................... 6 
2.a. Isómeros ópticos ......................................................................6 
2.A.I. CONFIGURAÇÃO DE FISHER ............................................................ 7 
3. CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS ........................... 9 
3.a. Segundo a Polaridade dos seus radicais “R”.........................9 
3.A.I. AMINOÁCIDOS COM RADICAL “R” APOLAR .................................. 9 
3.A.II. AMINOÁCIDOS COM RADICAL “R” POLAR NÃO-CARREGADO ..... 9 
3.A.III. AMINOÁCIDOS COM RADICAL “R” POLAR CARREGADO ............ 10 
3.a.iii.1. “R” Carregado Positivamente ........................................................... 10 
3.a.iii.2. “R” Carregado Negativamente .......................................................... 10 
3.b. Segundo a Natureza dos seus radicais “R”..........................11 
3.B.I. ÁCIDOS MONOAMINO E MONOCARBOXÍLICOS ............................ 11 
3.b.i.1. Aminoácidos Alifáticos Neutros ........................................................ 11 
3.b.i.2. Aminoácidos Aromáticos ................................................................... 12 
3.b.i.3. Aminoácidos Sulfurados .................................................................... 13 
3.b.i.5. α-Iminoácido..................................................................................... 14 
3.b.i.6. Aminoácidos com um resíduo Amida ................................................ 15 
3.B.II. ÁCIDOS MONOAMINO E DICARBOXÍLICO..................................... 16 
3.B.III. ÁCIDOS DIAMINO E MONOCARBOXÍLICO..................................... 17 
4. AMINOÁCIDOS EM SOLUÇÃO AQUOSA: 
PROPRIEDADES QUÍMICAS E ELÉCTRICAS......................... 18 
 
 
 
 
 
 
 
 
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B. METABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS ................... 19 
1. METABOLISMO GERAL .............................................. 19 
1.a. Descarboxilação ....................................................................19 
1.b. Transaminação......................................................................21 
1.c. Desaminação .........................................................................23 
1.C.I. A DESAMINAÇÃO OXIDANTE.......................................................... 23 
1.C.II. DESAMINAÇÃO NÃO OXIDANTE ..................................................... 24 
1.d. Desamidação..........................................................................26 
1.e. Transdesaminação ................................................................26 
1.f. Transferência de corpos em C1 .............................................27 
1.F.I. A TRANSMETILAÇÃO ..................................................................... 28 
2. METABOLISMO ESPECIAL .......................................... 29 
2.a. Biossíntese dos aminoácidos – Anabolismo .........................29 
2.A.I. INTRODUÇÃO ................................................................................. 29 
2.A.II. BIOSSÍNTESE DO ÁCIDO GLUTÂMICO ........................................... 33 
2.A.III. BIOSSÍNTESE DA GLUTAMINA ....................................................... 34 
2.a.iii.1. Regulação do equilíbrio ácido-base................................................... 35 
2.A.IV. BIOSSÍNTESE DA ALANINA E ÁCIDO ASPÁRTICO .......................... 36 
2.A.V. ASPARAGINA .................................................................................. 36 
2.A.VI. SERINA E GLICINA ......................................................................... 37 
2.A.VII. ARGININA, PROLINA E ORNITINA ................................................. 39 
2.A.VIII. METIONINA, CISTEÍNA E CISTINA................................................. 41 
2.A.IX. FENILALANINA E TIROSINA........................................................... 44 
2.b. Degradação dos Aminoácidos - Catabolismo ......................45 
2.B.I. MECANISMO GERAL DE DEGRADAÇÃO DE AMINOÁCIDOS:......... 45 
2.B.II. O PAPEL DO ÁCIDO GLUTÂMICO.................................................. 46 
2.B.III. ELIMINAÇÃO DA AMÓNIA: ............................................................ 47 
2.b.iii.1. Transporte de Amónia ao Fígado:..................................................... 47 
2.b.iii.2. Ciclo da Ureia ou de Krebs-Henseleit: .............................................. 48 
2.B.IV. O DESTINO DOS ESQUELETOS CARBONADOS:.............................. 52 
2.b.iv.1. Glicina e Serina.................................................................................. 52 
2.b.iv.2. Alanina ............................................................................................... 53 
2.b.iv.3. Cisteína ............................................................................................... 53 
2.b.iv.4. Ácido Aspártico e Asparagina ........................................................... 53 
2.b.iv.5. Ácido Glutâmico, Glutamina, Prolina, Arginina e Histidina........... 54 
2.b.iv.6. Valina, Isoleucina e Leucina ............................................................. 55 
2.b.iv.7. Lisina .................................................................................................. 55 
2.b.iv.8. Metionina ........................................................................................... 56 
2.b.iv.9. Treonina ............................................................................................. 56 
2.b.iv.10. Fenilalanina e Tirosina ..................................................................... 56 
2.b.iv.11. Triptofano........................................................................................... 57 
2.b.iv.12. Em resumo.......................................................................................... 57 
 
 
 
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C. DERIVADOS DE AMINOÁCIDOS ........................... 59 
1. CREATINA ................................................................... 59 
2. GLUTATIÃO ................................................................. 61 
2.a. Ciclo do γ-Glutamilo ou de Meister .....................................63 
3. NEUROTRANSMISSORES DERIVADOS DA TIROSINA .. 65 
4. NEUROTRANSMISSORES DERIVADOS DO TRIPTOFANO.
 ..................................................................................... 66 
4.a. A Serotonina ..........................................................................66 
4.b. A Melatonina .........................................................................67 
 
 
D. AMINOACIDÚRIAS................................................ 68 
1. A FENILCETONÚRIA ................................................... 68 
2. O ALBINISMO .............................................................. 69 
3. HOMOCISTINÚRIA....................................................... 69 
4. A CISTINÚRIA.............................................................. 70 
5. CISTINOSE ................................................................... 70 
 
 
 
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A. INTRODUÇÃO 
 
 
1.DEFINIÇÃO 
Os aminoácidos são ácidos orgânicos de série saturada, cíclicos ou heterocíclicos 
nos quais um dos hidrogénios do átomo de carbono α está substituído por um grupofuncional amina. 
 
Os aminoácidos podem ser: 
• Proteicos: quando fazem parte da estrutura das proteínas; 
• Não proteicos: quando existem nas células e tecidos, livres ou combinados, mas 
nunca nas proteínas. Alguns exemplos: β-Alanina, ornitina e citrulina. 
 
 
1.a. Aminoácidos proteicos 
 
São as unidades fundamentais das Proteínas. Distinguem-se em comuns e 
derivados. 
 
1.a.i. AMINOÁCIDOS PROTEICOS COMUNS 
São os aminoácidos para os quais existe pelo menos um codão específico no código 
genético. Existem vinte aminoácidos comuns, dos quais o homem pode sintetizar 11. 
Os restantes cuja síntese de novo é impossível são denominados essenciais porque 
devem ser obtidos na alimentação. 
 
 
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1.a.ii. AMINOÁCIDOS PROTEICOS DERIVADOS 
São geralmente formados por uma reacção catalisada por uma enzima, a partir de 
um aminoácido comum, após a sua incorporação na estrutura de uma proteína. É o 
exemplo da cistina que resulta da oxidação das cadeias laterais de 2 cisteínas, unidas 
por uma ligação covalente dissulfeto. 
 
 
 
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2.ESTRUTURA QUÍMICA GERAL 
Os 20 aminoácidos possuem características estruturais em comum, tais como: 
• A presença de um carbono central α, quase sempre assimétrico (à excepção da 
glicina); 
• Ligados a este carbono central, um grupo Carboxilo, um grupo Amina e um 
átomo de hidrogénio; 
• O quarto ligante é um radical chamado genericamente de “R”, responsável pela 
diferenciação entre os 20 AA. É a cadeia lateral dos AA. É o radical “R” quem 
define uma série de características dos AA, tais como polaridade e grau de 
ionização em solução aquosa. 
 
 
 
2.a. Isómeros ópticos 
 
A quiralidade ou assimetria do carbono α (ligação a 4 grupos diferentes) confere 
aos aminoácidos actividade óptica. Só o aminoácido Glicina, que têm 2 H no carbono 
α, não possui quiralidade. 
Isómeros de aminoácidos rodam a luz polarizada em direcções diferentes. O 
isómero que faz rodar o plano de luz polarizada no sentido dos ponteiros do relógio é 
designado por dextrogiro (+). Se o isómero faz rodar o plano de luz polarizada no 
sentido contrário ao dos ponteiros do relógio é designado por levrogiro (–). Este dado 
só é observado experimentalmente, através de um polarimetro. 
A aldotriose gliceraldeído é usada como referência para todos os aminoácidos. 
Um aminoácido é designado por D ou L dependendo do arranjo dos átomos rodeando o 
carbono α. Mas, alguns dos aminoácidos possuem mais do que um carbono quiral, o 
que influencia a rotação da luz polarizada. Aminoácidos de cadeia longa possuem 
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grupos adicionais entre o carbono α e o carbono terminal, o que pode promover 
designações opostas D/L e +/–. 
Mas vejamos como se classifica um isómero em D ou L. 
 
2.a.i. CONFIGURAÇÃO DE FISHER 
Quando utilizamos a configuração de Fisher para demonstrar a direcção no espaço 
do arranjo dos aminoácidos, o carbono α está no centro, o traço horizontal representa 
ligações acima do plano do papel e o traço vertical representa ligações para trás do 
plano do papel. A configuração absoluta dos aminoácidos é determinado pela 
estereoquimica do átomo de carbono α. Com base na posição do grupo NH2, 
convencionou-se que, se este se projectar à esquerda, o aminoácido tem uma 
configuração absoluta L. A estrutura simétrica têm uma configuração D. 
Moléculas que não são sobreponíveis com a sua imagem especular são conhecidas 
como enantiómeros. Ex: D-Alanina e L-Alanina. 
Os aminoácidos proteicos encontram-se todos na forma L. 
 
 
 
Ao aumentar o número de carbonos quirais, o número de isómeros possíveis 
aumenta. Se n é o número de carbonos quirais, o número possível de isómeros é 2n. 
Nos aminoácidos com 2 carbonos assimétricos, como a treonina, a configuração no 
segundo átomo de carbono na forma que não ocorre nas proteínas, define a forma alo, 
que também pode ser D ou L. 
 
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As soluções de aminoácidos sintetizados em laboratório por vezes são opticamente 
inactivas. Isto significa que existe uma mistura equimolar de isómeros L e D, portanto 
de formas que apresentam actividade óptica complementar e portanto se anulam. Estas 
misturas são designadas por misturas racémicas. 
 
 
 
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3.CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS 
O radical “R” permite a classificação dos aminoácidos segundo a sua polaridade e 
natureza. 
 
 
3.a. Segundo a Polaridade dos seus radicais “R” 
 
A polaridade do radical “R” permite a classificação dos aminoácidos em 3 classes: 
 
3.a.i. AMINOÁCIDOS COM RADICAL “R” APOLAR 
Possuem radical “R” geralmente formado exclusivamente por carbono e hidrogénio 
– grupos alquilo. 
São hidrofóbicos e em número de 8: 
• Alanina 
• Valina 
• Leucina 
• Isoleucina 
• Prolina – Forma anel imina 
• Fenilalanina 
• Triptofano 
• Metionina – “R” contém enxofre 
 
3.a.ii. AMINOÁCIDOS COM RADICAL “R” POLAR NÃO-
CARREGADO 
São aminoácidos com radicais “R” contendo hidroxilos, sulfidrilos e grupos amida. 
São hidrofílicos e em número de 7: 
• Glicina – o mais simples dos AA 
• Serina – “R” com função álcool 
• Treonina – “R” com função álcool 
• Cisteína – possui um radical sulfidrilo 
• Tirosina – “R” com grupo fenol 
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• Asparagina – “R” com função amida 
• Glutamina – “R” com função amida 
 
 
3.a.iii. AMINOÁCIDOS COM RADICAL “R” POLAR CARREGADO 
2 Subclasses: 
 
3.a.iii.1. “R” Carregado Positivamente 
São AA diamino e monocarboxílicos, em número de 3: 
• Lisina 
• Arginina 
• Histidina 
 
3.a.iii.2. “R” Carregado Negativamente 
São AA monoamino e dicarboxílicos, em número de 2: 
• Ácido Aspártico 
• Ácido Glutâmico 
 
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3.b. Segundo a Natureza dos seus radicais “R” 
 
3.b.i. ÁCIDOS MONOAMINO E MONOCARBOXÍLICOS 
• Aminoácidos Alifáticos Neutros 
• Aminoácidos Aromáticos 
• Aminoácidos Sulfurados 
• Aminoácidos Álcoois 
• α-iminoácido 
• Aminoácidos com resíduo amida 
 
3.b.i.1. Aminoácidos Alifáticos Neutros 
 
 
1 Abreviação 3 letras 
2 Abreviação 1 letra 
Representação 
Aminoácidos Alifáticos 
Glicina (Gly)1 
[G]2 
Alanina (Ala) 
[A] 
Valina (Val) 
[V] 
Leucina (Leu) 
[L] 
Isoleucina (Ile) 
[I] 
 
 
 
 
 
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3.b.i.2. Aminoácidos Aromáticos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Representação 
Aminoácidos Aromáticos 
Fenilalanina (Phe) 
[F] 
Tirosina (Tyr) 
[Y] 
Triptofano (Trp) 
[W] 
 
 
 
 
 
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3.b.i.3. Aminoácidos Sulfurados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Representação 
Aminoácidos Sulfurados 
Cisteína (Cys) 
[C] 
Metionina (Met) 
[M] 
 
 
 
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3.b.i.4. Aminoácidos Álcoois 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.b.i.5. α-Iminoácido 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Representação 
Aminoácidos Álcoois 
Serina (Ser) 
[S] 
Treonina (Thr) 
[T] 
 
 
 
Representação 
α-Iminoácido 
Prolina (Pro) 
[P] 
 
 
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3.b.i.6. Aminoácidos com um resíduo AmidaRepresentação 
Aminoácidos Amidados 
Asparagina (Asn) 
[N] 
Glutamina (Gln) 
[Q] 
 
 
 
 
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3.b.ii. ÁCIDOS MONOAMINO E DICARBOXÍLICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Representação 
Aminoácidos Ácidos 
Ácido Aspártico (Asp) 
[D] 
Ácido Glutâmico (Glu) 
[E] 
 
 
 
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3.b.iii. ÁCIDOS DIAMINO E MONOCARBOXÍLICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Representação 
Aminoácidos Básicos 
Histidina (His) 
[H] 
Lisina (Lys) 
[K] 
Arginina (Arg) 
[R] 
 
 
 
 
 
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4.AMINOÁCIDOS EM SOLUÇÃO AQUOSA: 
PROPRIEDADES QUÍMICAS E 
ELÉCTRICAS 
Os aminoácidos são substâncias Anfotéricas, pois, em solução aquosa, comportam-
se ou como um ácido ou como uma base, formando também iões dipolares, a saber: 
• O grupo carboxilo ioniza-se em solução aquosa libertando protões, e adquirindo 
carga negativa. 
• O grupo amina ioniza-se em solução aquosa aceitando protões e adquirindo 
carga positiva. 
Este comportamento depende do pH do meio aquoso em que o aminoácido se 
encontra. 
Em meio ácido, os AA tendem a aceitar protões, comportando-se como base e 
adquirindo carga positiva – ionizam os seus radicais amina. 
Em meio básico, os AA tendem a doar protões, comportando-se como ácidos e 
adquirindo carga negativa – ionizam o seu radical carboxilo. 
O valor de pH onde as cargas eléctricas do aminoácido se igualam e se anulam 
chama-se Ponto Isoeléctrico, ou pH Isoeléctrico (pHi). No ponto isoeléctrico não há 
migração, em meio eléctrico nem para o eléctrodo positivo (anôdo) nem para o 
eléctrodo negativo (cátodo). A esse pH a 
forma predominante é a de ião dipolar, 
mas as formas catiónica e aniónica, 
embora em baixa concentração estão 
presentes equivalentemente, ou seja, 
[COO-] = [NH3+]. 
Quando o pH da solução é inferior 
ao pHi de um dado aminoácido, este 
encontra-se em meio ácido, fica 
carregado positivamente e migra para o 
cátodo. 
Quando o pH da solução é superior ao pHi de um dado aminoácido, este encontra-
se em meio básico, fica carregado negativamente e migra para o ânodo. 
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B. METABOLISMO DOS 
AMINOÁCIDOS 
 
 
 
1.METABOLISMO GERAL 
 
 
1.a. Descarboxilação 
 
A descarboxilação dos aminoácidos é catalisada pelas descarboxilases, enzimas 
dependentes do fosfato de piridoxal (forma activa da vitamina B6), que é um cofactor. 
A descarboxilação consiste na remoção do grupo carboxilo dos aminoácidos 
transformando-os em aminas. 
 
 
 
 
 
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Aminas formadas por descarboxilação de aminoácidos e seu papel 
Aminoácido Amina Papel 
Ácido Aspártico α-alanina 
β-alanina 
Composição das proteínas 
CoA 
Cisteína Mercaptoetilamina CoA 
Ácido Glutâmico GABA (ácido γ-aminobutírico) Mediador do SNC 
Histidina Histamina Acção Hipotensora 
DOPA Dopamina Percursor da adrenalina 
Serina Etanolamina Fosfatidos 
5-Hidroxitriptofana Serotonina Acções hormonais 
Tirosina Tiamina Contracção do útero e 
enxaquecas 
Ornitina Putrescina Putrefacções 
Lisina Cadaverina 
Ácido cisteico Taurina 
Ácido Cisteico-
sulfínico 
Hipotaurina 
 
As aminas obtidas por descarboxilação são depois metabolizadas por intermédio 
das monoaminooxidases (MAO) que se encontram no fígado, rim e mucosa intestinal, 
formando-se um aldeído. 
 
 
 
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1.b. Transaminação 
 
É a reacção fundamental do metabolismo dos aminoácidos podendo fazer-se em 
todos excepto na prolina, lisina e treonina. 
Esta reacção consiste na transferência de um grupo amina de um α-aminoácido para 
um α-cetoácido formando-se a partir do primeiro um outro α-cetoácido e a partir do 
segundo um novo aminoácido, na presença de enzimas designadas aminotransferases 
ou transaminases. 
 
 
 
As aminotransferases são específicas e quase todas utilizam o ácido glutâmico 
como dador de NH3, e o ácido α-cetoglutárico, como par aminoácido-cetoácido. O 
ácido glutâmico é assim o principal dador de grupos amina. 
 
 
 
 
 
 
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Exemplos de transaminações: 
1. Ácido glutâmico + ácido oxaloacético ⇔ ácido α-cetoglutárico + ácido 
aspártico 
 
 
 
2. Ácido glutâmico + ácido pirúvico ⇔ ácido α-cetoglutárico + Alanina 
 
 
 
As reacções das transaminases têm a seguinte utilidade metabólica: 
• Degradação de aminoácidos; 
• Biossíntese de aminoácidos não essenciais graças à reversibilidade da reacção; 
• Conversão dos aminoácidos em glúcidos mediante a transformação posterior 
dos α-cetoácidos (ácido pirúvico, ácido α-cetoglutárico e ácido oxaloacético); 
• Síntese de compostos azotados (como a ureia); 
• Participação, associadas às desaminações, nas reacções de transdesaminação. 
 
Em suma, a transaminação é reversível e permite degradar e sintetizar aminoácidos 
e interliga o metabolismo dos aminoácidos e hidratos de carbono via ácido 
oxaloacético, ácido α-cetoglutárico e ácido pirúvico. 
 
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1.c. Desaminação 
 
Pode ocorrer por um processo geral – desaminação oxidante – ou por processos 
particulares, específicos de determinados aminoácidos. 
 
1.c.i. A DESAMINAÇÃO OXIDANTE 
Este processo decorre em várias etapas. Numa primeira fase ocorre uma 
desidrogenação do aminoácido a iminoácido. Os equivalentes redutores retirados ao 
substrato vão reduzir a coenzima. O iminoácido hidrolisa-se em α-cetoácidos e 
amoníaco. 
A coenzima reduzida é geralmente reoxidada pelo oxigénio molecular com a 
formação de H2O, na cadeia transportadora de electrões. No entanto, outros aceitadores 
de electrões podem permitir a reoxidação da coenzima. 
 
 
 
Algumas desaminases importantes: 
1. D-aminoácido-oxidase (cujo coenzima é o FAD); 
2. L-aminoácido-oxidase (cujo coenzima é o FMN); 
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3. Glicola oxidase que forma o ácido glioxilico; 
4. Glutamato desidrogenase – muito importante pois origina o ácido α-
cetoglutárico, intermediário do ciclo de Krebs. Esta enzima que catalisa esta 
reacção reversível, utiliza o NADPH na síntese de ácido glutâmico (aminação 
redutora) e o NAD+ na desaminação oxidante. 
A interconversão entre o ácido glutâmico e o ácido α-cetoglutárico por 
desaminação oxidante constitui um importante ponto de contacto entre os 
metabolismos glucídico e proteico. 
 
 
 
 
1.c.ii. DESAMINAÇÃO NÃO OXIDANTE 
Este processo ocorre em aminoácidos álcoois como é o caso da serina e treonina. 
Formam-se α-cetoácidos a partir de uma desidratação prévia seguida de uma 
hidratação. Por outras palavras, o oxigénio do α-cetoácido já pertencia ao aminoácido, 
sendo proveniente do grupo OH, o que não acontecia na desaminação oxidativa em que 
este elemento provinha da água. 
 
 
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No caso da cisteína, o mecanismo reaccional é semelhante. A diferença consiste na 
perda prévia de H2S (dessulfuração). 
 
 
 
Tanto a 1ª como a 2ª reacção estão representadas de forma simplificada, pois em 
todas elas intervêm o grupo prostético das enzimas, o fosfato de piridoxal, que forma 
intermediariamente uma base de schiff com cada um dos aminoácidos. 
 
 
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1.d. Desamidação 
 
Os ácidos com um grupo amida, como é o caso da asparaginae glutamina, sofrem 
um processo semelhante ao da desaminação não oxidante. 
As enzimas asparaginase e glutaminase hidrolisam os respectivos aminoácidos, 
transformando-os em ácido aspártico e ácido glutâmico pela libertação do radical 
amida. 
Os aminoácidos formados serão por sua vez transaminados e transformados no α-
cetoácido respectivo. 
 
 
 
 
1.e. Transdesaminação 
 
O contraste entre a fraca actividade das desaminases (excepto a glutamato 
desidrogenase) e a grande actividade das transaminases promove a reacção de 
transdesaminação. 
Assim considera-se que a maior parte dos aminoácidos são degradados por 
desaminação oxidante indirecta graças ao sistema transaminase/glutamato 
desidrogenase. Daqui resulta a transdesaminação (junção das transaminase com a 
glutamato desidrogenase). 
 
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1.f. Transferência de corpos em C1 
 
No decorrer do metabolismo dos aminoácidos forma-se vários corpos com o 
carbono1 das moléculas: 
• Metilo CH3; 
• Metileno CH2; 
• Metenilo CH; 
• Formilo O=CH; 
• Forminino CHNH; 
• Anidrido carbónico CO2; 
 
O CO2 é utilizado por meio da biotina, enquanto que outros são utilizados pelo 
ácido tetrahidrofólico (THF). Este é um cofactor em muitas reacções de aminoácidos e 
um transportador de carbono que facilita a interconversão de grupos. 
Um exemplo de transferência em C1 é a conversão da serina em glicina pela serina 
hidroximetiltransferase. Os corpos em C1 transportados pelo THF são depois utilizados 
em reacções anabólicas, como por exemplo, a síntese de purinas, pirimidinas e na 
remetilação da homocisteína. 
 
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1.f.i. A TRANSMETILAÇÃO3 
O principal dador de metilo é a metionina, que é assim classificada em aminoácido 
essencial. A S-Adenosil-Metionina é o principal dador de grupos CH3, pois embora o 
THF possa transportar um grupo metilo no seu azoto 5 ou 10, o seu potencial de 
transferência não é suficientemente elevado. 
 
 
 
 
 
3 Ver ciclo de metilo activado 
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2.METABOLISMO ESPECIAL 
 
 
2.a. Biossíntese dos aminoácidos – Anabolismo 
 
2.a.i. INTRODUÇÃO 
O nitrogénio é um gás que ocorre na atmosfera na proporção aproximada de 79%. 
Apesar disso, não é utilizado de forma directa pelos seres vivos, com excepção de 
alguns microorganismos. O seu aproveitamento pela generalidade dos seres vivos está 
na dependência da sua fixação e posterior nitrificação. 
A fixação do N2 pode ser feita através de radiação ou da biofixação, sendo este 
último processo o mais importante. A biofixação é realizada por bactérias, 
cianobactérias e fungos que podem viver livres no solo ou associados a plantas. Esses 
organismos são os únicos que conseguem transformar o N2 atmosférico numa forma 
utilizável pelos seres vivos: o amoníaco (NH3) que em solução aquosa origina a amónia 
(NH4+). Os biofixadores que vivem associados a plantas são mais eficientes nesse 
processo que os de vida livre. Isto porque a planta fornece um habitat apropriado, 
geralmente nos nódulos das raízes, que protege esses microorganismos contra um 
excesso de O2 (o qual inibe a fixação do nitrogénio) e fornece energia para a realização 
do processo. Em troca, a planta recebe um elevado suprimento de nitrogénio sob a 
forma assimilável. 
 
 
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A amónia produzida pelos biofixadores associados é incorporada directamente aos 
aminoácidos da planta onde vivem. Já a amónia produzida pelos biofixadores de vida 
livre é transformada em nitrito e depois em nitrato, pela acção das bactérias 
nitrificantes (Nitrosomonas e Nitrobacter). Essas bactérias são autotroficas 
quimiossinteticas, que utilizam a energia da nitrificação para a síntese das suas 
substâncias orgânicas 
 
 
 
 
 
O nitrato pode ser absorvido pelos vegetais e o nitrogénio nele contido é utilizado 
na síntese de aminoácidos, proteínas e ácidos nucleicos. Essas substâncias são 
transferidas directa ou indirectamente para os animais, ao longo das cadeias 
alimentares. Os animais, portanto, só conseguem captar o nitrogénio indispensável para 
a síntese das suas proteínas e ácidos nucleicos ingerindo directamente plantas ou, 
indirectamente, alimentando-se de outros animais da cadeia alimentar. 
O nitrogénio deixa o corpo dos organismos por dois processos: excreção de 
produtos nitrogenados e/ou decomposição dos organismos mortos. 
As excreções nitrogenadas: ureia e ácido úrico são transformados em amónia por 
bactérias e fungos decompositores. Estes organismos também degradam as substâncias 
nitrogenadas contidas no corpo dos organismos mortos, transformando-as em amónia. 
A amónia pode retornar ao ciclo sendo transformada em nitrito e nitrato pelas 
bactérias nitrificantes, ou em nitrogénio (N2), por bactérias desnitrificantes. O N2 volta 
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para a atmosfera, podendo entrar novamente na fase biológica do ciclo através dos 
processos de fixação. 
 
 
 
A síntese dos aminoácidos compreende, de um modo geral, as seguintes etapas: 
1. Formação do amoníaco 
2. Incorporação do NH3 num composto orgânico: 
a. Aminação redutora do ácido α-cetoglutárico a ácido glutâmico; 
b. Formação de uma amida como a glutamina ou asparagina; 
c. Aminação do ácido fumárico e oxaloacético a ácido aspártico; 
d. Formação do Carbamil-fosfato. 
3. Síntese do esqueleto carbonado dos aminoácidos, isto é, formação dos α-
cetoácidos correspondentes. 
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4. Transferência do grupo amina (NH3) do composto orgânico para o ácido α-
cetónico ou α-cetoácido. 
 
As plantas e outros organismos fotossintéticos sintetizam os 20 aminoácidos 
comuns das proteínas. 
Nos mamíferos, um certo número de aminoácidos não pode ser formados através 
dos mecanismos referidos anteriormente, quer porque os α-cetoácidos correspondentes 
não se encontram presentes e não podem ser sintetizados, quer porque não podem 
sofrer aminação ou transaminação. 
Estes aminoácidos são, no Homem em número de 9. São designados aminoácidos 
essenciais ou indispensáveis, devendo ser fornecidos pela alimentação. 
 
Aminoácidos essenciais para 
o organismo humano adulto 
Aminoácidos não essenciais 
Fenilalanina Alanina 
Histidina Arginina 
Isoleucina Ácido aspártico 
Leucina Asparagina 
Lisina Ácido glutâmico 
Metionina Glutamina 
Treonina Cisteína 
Triptofano Glicina 
Valina Prolina 
 Serina 
 Tirosina 
No homem, a arginina sintetizada pelo ciclo da ureia é suficiente para as necessidades do adulto, mas 
não para uma criança. A arginina e a histidina são essenciais à criança durante o crescimento. A cisteína 
e a tirosina são essenciais quando a metionina e a fenilalanina, respectivamente, são insuficientes ou 
estão ausentes na dieta. A tirosina só é essencial na fenilcetonúria. 
 
O esqueleto carbonado dos diferentes aminoácidos resulta de intermediários da 
glicólise, da via das pentoses fosfato e do ciclo de Krebs. 
 
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2.a.ii. BIOSSÍNTESE DO ÁCIDO GLUTÂMICO 
O ácido glutâmico resulta de uma aminação redutora do α-cetoácido ácido α-
cetoglutárico. 
No fígado, a amónia é incorporada como grupo amino pela glutamato 
desidrogenase. Esta reacção é reversível. O ácido glutâmico serve como um dador de 
grupos amina da maioria dos aminoácidos. 
O NADPH é usado como coenzima na reacção de síntese, enquanto o NAD+ é 
utilizado na reacção de degradação. A formação de NADH durante a reacção de 
desaminação oxidanteé um bónus bem-vindo, uma vez que pode ser reoxidado pela 
cadeia respiratória, com a formação de ATP. 
 
 
 
Como se pode verificar, a reacção é reversível, mas como a amónia é tóxica para o 
organismo, esta reacção dá-se na direcção da formação do ácido glutâmico ao nível do 
intestino, enquanto no fígado é enfatizado a sua degradação para síntese dos 
aminoácidos. 
A glutamato desidrogenase é regulada alostericamente por nucleótidos púricos. 
Quando há necessidade de oxidação de aminoácidos para energia, a actividade é 
aumentada no sentido da degradação do ácido glutâmico por ADP e GDP, que são 
indicadores de um baixo nível de energia. GTP e ATP são indicativos de um alto nível 
de energia, e por isso são activadores na direcção da síntese de ácido glutâmico. 
 
 
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2.a.iii. BIOSSÍNTESE DA GLUTAMINA 
A amónia livre é tóxica e, é preferencialmente, transportada no sangue na forma de 
grupos amino ou amida. 50% dos aminoácidos circulantes são glutamina, um 
transportador de amónia. O grupo amida da glutamina é um importante dador de 
nitrogénio para as várias classes de moléculas, incluindo bases púricas e pirimídicas, e 
o grupo amina da citosina. 
Ácido glutâmico e amónia são substratos para a glutamina sintetase. ATP é 
necessário para tornar a reacção energeticamente favorável. 
A remoção do grupo amida é catalisada pela glutaminase. 
 
 
A reacção segue predominantemente para a direita no fígado e nos rins, e o NH3 é secretado na urina 
directamente ou sob a forma de ureia. A reacção segue predominantemente para a esquerda, por exemplo 
no cérebro, removendo o NH3, que é tóxico para as células nervosas. 
 
O principal destino da glutamina e da alanina no sangue é o fígado. Neste órgão, a 
amónia é libertada pela alanina aminotransferase, pela glutaminase e pela glutamato 
desidrogenase. A glutamato desidrogenase, como já vimos, não liberta apenas amónia, 
mas também produz NADH e ácido α-cetoglutárico, um intermediário glucogénico. 
Sob condições de necessidade de energia, esses produtos são muito benéficos. Alguma 
glutamina e alanina têm como destino o rim. Neste, a amónia é libertada pelas mesmas 
enzimas activas no fígado e excretada. 
 
 
 
 
 
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2.a.iii.1. Regulação do equilíbrio ácido-base 
A maioria da amónia, que se encontra 
na urina, é formada pela desaminação da 
glutamina, pela actividade da glutaminase 
da mitocôndria e da membrana do lúmen, 
que é dependente e independente de ATP, 
respectivamente. A amónia é relevante no 
rim no combate à acidose. 
A amónia difunde nos fluidos 
tubulares e é neutralizada pelos H+. O 
NH4+ é eliminado por troca com o sódio e 
daí resulta reabsorção de sódio e 
bicarbonato para o plasma. Assim é 
mantida a neutralidade eléctrica e a 
reserva alcalina. 
Por outro lado, quando ocorre acidose, 
o organismo desvia glutamina do fígado 
para o rim, para conservar o bicarbonato, 
uma vez que a formação de ureia, o 
principal mecanismo de excreção de NH4+, 
necessita de bicarbonato. Para evitar o uso 
e a excreção deste anião como ureia, 
durante a acidose, a captação de glutamina 
pelo fígado é suprimida e mais glutamina é 
transportada ao rim, para ser excretada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.a.iv. BIOSSÍNTESE DA ALANINA E ÁCIDO ASPÁRTICO 
Estes aminoácidos são sintetizados numa única reacção, respectivamente a partir do 
ácido pirúvico e do ácido oxaloacético, na presença da Alanina aminotransferase e da 
Aspartato aminotransferase. 
 
 
 
Como já vimos, o ácido aspártico é um percursor do nucleótidos púricos e 
pirimídicos, e participa na ureogénese. Por descarboxilação, que pode sofrer quer no 
carboxilo α quer no carboxilo β origina a α-alanina ou a β-alanina. Alguma β-alanina é 
formada a partir do propionil-CoA e durante a degradação das pirimidinas. Encontra-se 
na forma livre no plasma e tecidos ou combinada na carnosina, anserina e ácido 
pantoténico, componente da coenzima A. 
Por outro lado, o ácido aspártico pode entrar no ciclo de Krebs e na neoglicogénese, 
através da perda do seu grupo amina permitindo a formação de outros aminoácidos, 
dando origem ao ácido oxaloacético que é o ponto de partida destes ciclos. 
 
2.a.v. ASPARAGINA 
O ácido aspártico pode ser aminado a Asparagina. O grupo amida da asparagina 
vem da glutamina, e não da amónia livre como na síntese da glutamina. 
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O ATP é necessário para activar o grupo carboxilo receptor. A enzima responsável 
pela síntese é a asparagina sintetase. A molécula de ácido glutâmico regressa ao ciclo 
glutamina sintetase para incorporar mais amoníaco. 
 
 
 
A enzima responsável pela degradação é a asparaginase. 
 
 
 
2.a.vi. SERINA E GLICINA 
A serina e a glicina são 2 aminoácidos interconvertíveis. No entanto, a glicina que é 
o mais simples, é sintetizada posteriormente. 
A Serina resulta do ácido 3-fosfoglicérico, um intermediário da glicólise. Uma 
desidrogenase NADH-dependente converte o ácido 3-fosfoglicérico a um α-cetoácido, 
o ácido 3-fosfopirúvico, capaz de subsequente transaminação. A actividade de uma 
aminotransferase com o ácido glutâmico como dador produz 3-fosfoserina, a qual é 
convertida a serina pela fosfoserina fosfatase. 
 
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A grande via de síntese de glicina é uma reacção catalisada pela serina 
hidroximetilltransferase. Esta reacção envolve a transferência do grupo hidroximetil da 
serina para o cofactor tetrahidrofolato (THF), produzindo N5,N10-metileno-THF. 
Na realidade, a reacção serina-glicina é a principal fonte de unidades 
monocarbonadas na forma N5,N10-metileno-THF. 
 
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A Glicina está envolvida em muitas reacções anabólicas incluindo a síntese de 
nucleótidos de purina, heme, glutatião, creatina e serina. 
 
2.a.vii. ARGININA, PROLINA E ORNITINA 
A ornitina (percursora da citrulina e Arginina) e a Prolina são ambas sintetizadas a 
partir do ácido glutâmico e degradadas por uma via levemente diferente, novamente a 
ácido glutâmico. A síntese destes dois aminoácidos, a ornitina e a prolina, começa a 
partir do ácido glutâmico, com uma reacção compartilhada que utiliza ATP e NADH, e 
forma o γ-semialdeído glutâmico. Este, espontaneamente cicliza-se formando uma base 
de Schiff – ácido pirrolidina-5-carboxílico – entre o aldeído e o grupo amina. O ácido 
pirrolidina-5-carboxílico é então reduzido pelo NADPH ou NADH, originando a 
Prolina. 
O γ-semialdeído glutâmico pode submeter-se à transaminação do grupo aldeído, 
evitando a ciclização e produzindo a Ornitina. 
A produção de Arginina para síntese proteica e não como intermediário do ciclo da 
ureia, ocorre no rim, que não possui arginase (e por isso não produz ureia). O principal 
local de síntese da citrulina para ser usada como percursora da arginina é a mucosa 
intestinal que possui todas as enzimas necessárias para converter o ácido glutâmico, via 
ornitina, a citrulina, que é então transportada para o rim a fim de produzir arginina. 
 
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2.a.viii. METIONINA, CISTEÍNA E CISTINA 
Existem 3 aminoácidos sulfurados, a Metionina, a Cisteína e a Cistina. Os 2 
últimos são facilmente inconvertíveis por oxidação-redução. A cistina é bastante 
importante na estabilização da estrutura das proteínas, uma vez que é responsável pela 
formação das pontes dissulfeto. 
A metionina é um aminoácidoessencial, o que não acontece com a cisteína. 
Contudo, quando se fornece cisteína, as necessidades de metionina diminuem. 
Além da sua importância como aminoácido constituinte das proteínas e iniciador da 
biossíntese proteica, a metionina, é sobretudo um fornecedor de grupos metilo. Mas 
para actuar como tal, tem de ser activada pelo ATP a S-Adenosil-Metionina (SAM), 
que é o composto activado que participa nos processos de transmetilação. 
 
 
 
A S-Adenosil-Metionina é, assim, sintetizada pela transferência de um grupo 
Adenosilo do ATP para o átomo de enxofre da metionina. É a carga positiva adquirida 
pelo enxofre que torna este grupo metilo muito mais reactivo que o ácido N5-metil-
THF. Note-se que nesta reacção são hidrolisadas todas as ligações de elevado potencial 
energético do ATP (visto que o pirofosfato também será hidrolisado). 
A S-Adenosil-Metionina pode ceder o seu metilo a compostos diversos, passando a 
S-Adenosil-Homocisteína. Este mecanismo intervém, por exemplo, na síntese da 
colina, da creatina, da adrenalina, etc. 
A S-Adenosil-Metionina é seguidamente hidrolisada em homocisteína e adenosina. 
A homocisteína é agressiva para o endotélio. Esta pode ser eliminada por remetilação 
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(transferência de um grupo metilo) do ácido N5-metil-THF, formando Metionina. Se a 
homocisteína for fornecida na alimentação, pode-se formar Metionina. 
 
 
 
O conjunto de reacções aqui descrito constitui o Ciclo do Metilo activado. 
 
 
 
A homocisteína, formada pela desmetilação da metionina, além de ser um percursor 
da metionina no ciclo do metilo activado, pode ser eliminada através da síntese de 
cisteína. Esta reacção catalisada pela Cistationina sintetase e Cistationina Liase, trata-
se de uma transulfuração. No Homem é irreversível, daí não podermos sintetizar 
Metionina através da cisteína, e somente cisteína a partir da Metionina. 
 
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2.a.ix. FENILALANINA E TIROSINA 
A fenilalanina e tirosina são discutidas juntas, uma vez que a tirosina resulta da 
hidroxilação da fenilalanina. 
A maior parte da fenilalanina é utilizada na síntese de proteínas e Tirosina nos 
indivíduos normais. ¾ da fenilalanina ingerida é metabolizada a tirosina. O 
metabolismo da fenilalanina inicia-se pela conversão irreversível a tirosina, catalisada 
pela fenilalanina-4-monooxigenase ou fenilalanina-4-hidroxilase, na presença de 
oxigénio molecular e tetrahidrobiopterina (THP). 
O NADPH é o dador de H+ na hidroxilação e mantém a biopterina na forma de 
tetrahidrobiopterina. A dihidropteridina redutase permite a reutilização da coenzima, 
cuja função é transferir equivalentes redutores do NADPH para o oxigénio. A 
tetrahidrobiopterina é um composto ácido fólico – “like”, mas raramente é utilizada 
como transportador de electrões. 
 
 
 
 
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2.b. Degradação dos Aminoácidos - Catabolismo 
 
É o conjunto complexo de vias de degradação dos aminoácidos para produção de 
energia. 
Não há uma via catabólica comum a todos os 20 aminoácidos; existem grupos de 
aminoácidos que possuem vias de degradação distintas. 
Os aminoácidos são obtidos a partir da hidrólise das proteínas, e a sua utilização 
como fonte de energia ocorre em 3 situações metabólicas principais: 
• Na dinâmica normal de renovação das proteínas; 
• No jejum prolongado; 
• Na “diabetes mellitus”. 
 
 
2.b.i. MECANISMO GERAL DE DEGRADAÇÃO DE 
AMINOÁCIDOS: 
Apesar de cada grupo de aminoácidos possuir um caminho metabólico próprio de 
degradação, há um mecanismo comum de remoção do nitrogénio da molécula, através 
da acção das transaminases. 
 
AA ⇒ esqueleto carbonado + amónia 
 
O esqueleto carbonado do AA é dirigido para a oxidação, geralmente como 
intermediário do Ciclo de Krebs, e a amónia, por ser muito tóxica, é eliminada do 
organismo. 
Alguns aminoácidos são desaminados por vias especiais, onde a reacção não é 
catalizada por transaminases. 
 
 
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2.b.ii. O PAPEL DO ÁCIDO GLUTÂMICO 
O ácido glutâmico é um intermediário que funciona como um reservatório 
temporário de grupos amina de vários aminoácidos. 
Ele é formado pela acção das transaminases, que removem o grupo amina do AA e 
o doam para o ácido α-cetoglutárico: 
 
AA + ácido α-Cetoglutárico ⇒ α-Cetoácido + Ácido Glutâmico 
 
Ex: na reacção catalizada pela Alanina-Transaminase (ALT): 
 
Alanina + ácido α-Cetoglutárico ⇒ Ácido Pirúvico + Ácido Glutâmico 
 
O Ácido Glutâmico formado reage com o ácido oxaloacético para formar 
novamente o ácido α-Cetoglutárico e o ácido Aspártico, sendo assim consumido e 
deslocando para a direita o equilíbrio da reacção acima. 
O ácido Aspártico também é utilizado na síntese da ureia, a forma de eliminação do 
grupo amina libertado como amónia nas reacções de desaminação: 
 
Ácido Glutâmico + ácido oxaloacético ⇒ ácido α-Cetoglutárico + ácido Aspártico 
 
A reacção é catalizada pela Aspartato-Transaminase (AST), a transaminase mais 
activa dos tecidos de mamíferos. 
 
 
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2.b.iii. ELIMINAÇÃO DA AMÓNIA: 
A amónia que se forma no catabolismo das proteínas e aminoácidos será 
biotransformada no fígado a ureia, um composto menos tóxico que pode ser levado 
pela corrente sanguínea aos rins, onde será filtrada e eliminada. 
O processo envolve: 
• O transporte de amónia ao fígado; 
• A biotransformação no Ciclo da Ureia. 
 
 
2.b.iii.1. Transporte de Amónia ao Fígado: 
A amónia é transportada ao fígado de 2 formas principais: como Glutamina e como 
Alanina. 
 
2.b.iii.1.a. Transporte de amónia como Glutamina 
Ocorre na remoção da amónia de muitos tecidos periféricos (glutamina sintetase) 
 
ATP + NH4+ + ácido Glutâmico ⇒ ADP + Pi + Glutamina + H+ 
 
A glutamina, no fígado, é convertida por hidrólise em ácido glutâmico 
(glutaminase), libertando a amónia para biotransformação. 
 
Glutamina + H2O ⇒ Ácido Glutâmico + NH4+ 
 
2.b.iii.1.b. Transporte de Amónia como Alanina: 
A alanina faz o transporte da amónia do músculo ao fígado para biotransformação. 
Este transporte depende da formação do ácido glutâmico a partir do ácido α-
Cetoglutárico, e da posterior formação da alanina através da reacção da Alanina-
Transaminase, já descrita. 
A reacção inversa ocorre quando a alanina chega ao fígado. 
 
 
 
 
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2.b.iii.2. Ciclo da Ureia ou de Krebs-Henseleit: 
O ciclo da ureia é uma via metabólica cíclica também descrita por Krebs, e que 
transforma 2 moléculas de amónia e 1 molécula de gás carbónico numa molécula de 
ureia. 
Possui várias e complexas etapas enzimáticas, e gasta 3 ATPs para cada ureia 
sintetizada. 
Compostos como o ácido fumárico, o ácido aspártico, o ácido glutâmico e o ácido 
α-Cetoglutárico participam no processo, que envolve também 2 enzimas mitocôndriais 
e 3 citosólicas. 
 
2.b.iii.2.a. Formação de Carbamil-fosfato 
A 1ª etapa, consiste na condensação de CO2, amoníaco e ATP para formar o 
Carbamil-fosfato (uma forma activada de azoto), através de uma reacção catalisada 
pela Carbamil fosfato sintetase, tendo como coenzima a Biotina. Esta enzima tem 
como factor alostérico positivo o ácido-N-acetil-glutâmico e negativo a Arginina. 
 
 
 
2.b.iii.2.b. Formação de Citrulina 
Na 2ª etapa, o Carbamil-fosfato é transferido para a Ornitina formando a 
Citrulina, sendo esta reacção catalisada pela Ornitina Transcarbamilase. A ornitina e 
a citrulina são dois aminoácidos não proteicos oulivres. 
 
 
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Estas duas primeiras reacções ocorrem no interior da mitocôndria. A citrulina é 
então transferida para o citoplasma, onde ocorre o resto do ciclo, através da citrulina 
translocase. 
 
2.b.iii.2.c. Formação do Ácido Arginosuccínico 
Já no citoplasma, dá-se a 3ª reacção do ciclo, que consiste, na condensação da 
citrulina com o ácido aspártico. Esta reacção é catalisada pela arginosuccinato 
sintetase, na presença de ATP e Mg2+, e dá formação ao Ácido Arginosuccínico. 
Nesta reacção o ATP é hidrolisado a AMP, em vez de ADP (como acontece 
normalmente). Como o AMP pode receber um fosfato do ATP, dando origem a 2 ADP, 
hidrolisar ATP a AMP é equivalente a hidrolisar 2 ATP a 2 ADP. 
 
 
 
2.b.iii.2.d. Cisão do Ácido Argininosuccínico 
Na 4ª etapa, o ácido Arginosuccínico cinde-se em Arginina e Ácido Fumárico, 
pela acção da Arginosuccinase. 
 
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O ácido fumárico é convertido em ácido málico e este em ácido oxaloacético pelo 
ciclo de Krebs. O ácido oxaloacético reage com uma molécula de NH3 proveniente do 
ácido glutâmico e regenera o ácido aspártico que, por sua vez, dá origem ao ácido 
arginosuccínico por acção da arginosucinato sintetase. 
 
 
2.b.iii.2.e. Formação da ureia 
A arginina é hidrolisada pela Arginase, enzima que se encontra principalmente no 
fígado, dando origem à ureia, regenerando a Ornitina. 
O rim não possui esta enzima, mas possui as restantes, daí que seja o principal local 
de síntese do aminoácido arginina. 
 
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Diagrama-resumo do Ciclo da Ureia 
 
 
 
Carbamil-P 
Sintetase 
Ornitina 
Transcarbamilase 
 
Citrulina Translocase 
Arginosuccinato 
Sintetase 
Arginosuccinase 
Arginase 
Carbamil-P 
L-Citrulina 
L-Ácido 
aspártico 
Ácido 
Arginosuccínico 
Ácido 
Fumárico 
L-Arginina 
L-Ornitina 
Ureia 
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2.b.iv. O DESTINO DOS ESQUELETOS CARBONADOS: 
Os α-Cetoácidos formados pela desaminação dos aminoácidos podem ser 
convertido a ácido Pirúvico, Acetil-CoA ou intermediários do Ciclo de Krebs, para 
serem oxidados com produção de energia. 
Consoante os compostos que originam por degradação, os aminoácidos são 
classificados em 2 grupos: 
• Glicogénicos ou Glicoformadores: se originam ácido pirúvico ou 
intermediários do ciclo de Krebs; 
• Cetogénicos ou Cetoformadores: se originam compostos cetónicos. 
 
 
Glicogénicos Cetogénicos 
Ácido aspártico Ácido glutâmico Leucina 
Asparagina Glutamina Lisina 
Alanina Arginina 
Treonina Prolina 
Cisteína Histidina 
Glicina Metionina 
Serina Valina 
 
Glicogénicos e Cetogénicos 
Isoleucina 
Fenilalanina 
Triptofano 
Tirosina 
 
 
2.b.iv.1. Glicina e Serina 
A glicina pode ser convertida reversivelmente em serina pela intervenção de 2 
coenzimas: o fosfato de piridoxal e o ácido tetrahidrofólico (THF). A serina é 
catabolisada directamente a ácido pirúvico por desaminação não oxidativa, catabolisada 
pela serina desidratase, que elimina o NH3 e requer fosfato de piridoxal. 
 
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2.b.iv.2. Alanina 
A sua transaminação origina directamente ácido pirúvico. 
 
2.b.iv.3. Cisteína 
A cisteína sofre uma desaminação não oxidativa originando ácido pirúvico com 
libertação de NH3. 
 
 
 
 
2.b.iv.4. Ácido Aspártico e Asparagina 
O ácido aspártico pode ser transaminado directamente a ácido oxaloacético. O ácido 
aspártico pode também ser convertido em ácido fumárico pelo ciclo da ureia. 
A asparagina é hidrolisada pela asparaginase a ácido aspártico e NH3. 
 
 
 
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2.b.iv.5. Ácido Glutâmico, Glutamina, Prolina, Arginina e 
Histidina 
A glutamina origina ácido glutâmico e NH3 por acção da glutaminase. 
A prolina e a arginina são convertidas em γ-semialdeido glutâmico, o qual é 
oxidado a ácido glutâmico. 
 
 
 
A histidina é um aminoácido essencial percursor do ácido glutâmico, por isso, é um 
aminoácido glucogénico. 
 
 
Carlos Capela 
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O ácido glutâmico através de uma desaminação oxidante, catalisada pela glutamato 
desidrogenase, origina ácido α-cetoglutárico. 
 
 
 
2.b.iv.6. Valina, Isoleucina e Leucina 
O catabolismo da valina, isoleucina e leucina é comum no 1º e 2º passos e envolve a 
transaminação aos correspondentes α-cetoácidos, seguida de descarboxilação oxidativa 
a ésteres de CoA. 
Assim, a leucina é exclusivamente cetogénico (acetil-CoA e ácido acetoacético), 
enquanto a Valina é glucogénico (propionil-CoA) e a Isoleucina é simultaneamente, 
glucogénico e cetogénico (acetil-CoA e propionil-CoA). O propionil-CoA é 
metabolisado a succinil-CoA. 
 
 
2.b.iv.7. Lisina 
A lisina é catabolisada a ácido acetoacético (cetogénico). 
A carnitina deriva da lisina. Esta é fundamental no transporte de ácidos gordos de 
cadeia longa activados através da membrana interna da mitocôndria, local onde são 
oxidados. 
 
 
 
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2.b.iv.8. Metionina 
A metionina é catabolisada a cisteína e a ácido α-cetobutírico. Este último dá 
origem ao propionil-CoA que entra no ciclo de Krebs como Succinil-CoA. 
 
2.b.iv.9. Treonina 
A treonina é geralmente catabolisada a ácido pirúvico. Um intermediário desta via 
pode sofrer tiólise com a CoA e dar origem a Acetil-CoA e glicina. Outra via 
alternativa, converte a treonina em ácido α-cetobutírico e este em propionil-CoA. 
 
2.b.iv.10. Fenilalanina e Tirosina 
A degradação da tirosina acompanha a da fenilalanina, uma vez que esta é 
hidroxilada a tirosina pela fenilalanina hidroxilase. 
A via principal do metabolismo da tirosina é a formação do ácido acetoacético e 
ácido fumárico, por isso é simultaneamente, um aminoácido cetogénico e glucogénico. 
 
 
 
 
 
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2.b.iv.11. Triptofano 
O catabolismo do triptofano tem muitos pontos de ramificação. 
O triptofano é simultaneamente, glucogénico e cetogénico, dado que são formados 
Alanina e acetoacetil-CoA, respectivamente. 
 
 
2.b.iv.12. Em resumo 
 
2.b.iv.12.a. Os aminoácidos que são convertidos a ácido pirúvico são: 
• Alanina 
• Triptofano 
• Cisteína 
• Serina 
• Glicina 
• Treonina 
 
2.b.iv.12.b. Os aminoácidos que são convertidos em ácido α-Cetoglutárico: 
• Ácido Glutâmico 
• Glutamina 
• Prolina 
• Arginina 
• Histidina 
 
2.b.iv.12.c. Aminoácidos que são convertidos a ácido Oxaloacético: 
• Ácido Aspártico 
• Asparagina 
 
2.b.iv.12.d. Aminoácidos que são convertidos a Ácido Fumárico: 
• Tirosina 
• Fenilalanina 
 
 
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2.b.iv.12.e. Aminoácidos que são convertidos a Succinil-CoA: 
• Valina 
• Isoleucina 
• Treonina 
 
2.b.iv.12.f. Aminoácidos que são convertidos a Acetil-CoA 
• Leucina 
• Triptofano 
• Lisina 
 
 
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C. DERIVADOS DE AMINOÁCIDOS 
 
 
1.CREATINA 
A Creatina é sintetizada no fígado a partir da metilação do ácido Guanidinoacético, 
sendo este processo catalisado pela enzima Guanidinoacetato metiltransferase que 
utiliza a S-Adenosil-Metionina como dador do grupo metilo. 
O ácido Guanidinoacético é formado no rim a partir dos aminoácidos arginina e 
glicina, reacção catalisada pela Glicina amidinotransferase. 
 
 
no Rim 
no Fígado 
Arginina 
Creatina Fosfato 
Creatina 
Ácido Guanidinoacético 
Creatinina 
S-Adenosil 
MetioninaS-Adenosil 
Homocisteina 
Glicina Ornitina
Não enzimática 
Creatina 
Fosfocinase 
Guanidinoacetato 
metiltransferase 
Glicina 
amidinotransferase 
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A creatina é usada como armazenador de energia. O fosfato do ATP é transferido 
para a creatina, gerando creatina fosfato, através da acção da Creatina fosfocinase 
(CPK). Esta reacção é reversível, daí que quando é necessário energia (ex: contracção 
muscular), a creatina fosfato doa o seu fosfato ao ADP para formar ATP. Tanto a 
creatina como a creatina fosfato são encontradas no músculo, cérebro e sangue. 
Cerca de 1-2% da creatina fosfato pré-existente é ciclada não enzimaticamente a 
creatinina com a perda do fosfato e de uma molécula de água. A creatinina é excretada 
na urina, e nova creatina é sintetizada para a substituir. A quantidade de creatina 
excretada por um indivíduo é, portanto constante de um dia para outro, e está 
relacionada com a massa muscular. Assim o nível de creatinina excretada (Creatinina 
clearance rate) é uma medida da função renal. 
 
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2.GLUTATIÃO 
O glutatião, o tripéptido γ-glutamilcisteinilglicina (abreviação GSH), tem várias 
funções importantes no organismo: 
• É um redutor; 
• É conjugado com fármacos para torná-los mais solúveis em água; 
• Está envolvido no transporte de aminoácidos através da membrana celular (o 
ciclo do γ-Glutamilo); 
• É parte da estrutura de alguns leucotrienos; 
• É um cofactor para algumas reacções enzimáticas; 
• É um auxiliar no rearranjo de pontes dissulfeto das proteínas. 
 
O glutatião é sintetizado a partir de três aminoácidos. É sintetizado pela formação 
do dipéptido γ-glutamilcisteína e adição subsequente de glicina. Ambas as reacções 
requerem a activação dos grupos carboxilo pelo ATP. A síntese do glutatião é 
amplamente regulada pela disponibilidade de cisteína. 
 
 
 
Ácido Glutâmico 
γ-Glutamilcisteína 
Cisteína 
Glicina 
 
γ-Glutamilcisteinilglicina 
ou Glutatião 
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Como redutor é muito importante na manutenção da estabilidade das membranas 
eritrocitárias. O seu grupo sulfidrilo pode ser usado para reduzir os peróxidos formados 
durante o transporte de oxigénio (glutatião peroxidase). A forma oxidada do glutatião 
consiste em 2 moléculas unidas por uma ponte dissulfeto. Esta forma é reduzida pela 
glutatião reductase a 2 moléculas de glutatião à custa de NADPH. Como vemos a via 
das pentoses fosfato é muito importante nos eritrócitos, para a produção de NADPH, 
necessário à glutatião reductase. De facto, 10% do consumo da glicose, pelos 
eritrócitos, é na via da pentoses-fosfato. 
 
 
 
A conjugação de fármacos com o glutatião, depois de uma reacção pré-eliminar 
catalisada pelo citocromo P450, torna-os mais polares e portanto mais solúveis em água. 
 
2 Glutatião (GSH) Glutatião dissulfeto (GSSG) 
H2O2 2 H2O 
Glutatião Peroxidase 
NADPH + H+ NADP+ 
Glutatião Reductase 
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2.a. Ciclo do γ-Glutamilo ou de Meister 
 
O teor em aminoácidos do “pool” plasmático circulante depende do equilíbrio que 
se estabelece entre os processos que adicionam aminoácidos (dieta, degradação das 
proteínas endógenas e síntese de novo), e os que retiram aminoácidos (síntese de 
proteínas, síntese de compostos nitrogenados) e a perda na urina. 
Os aminoácidos do “pool” plasmático são transportados, rapidamente, através da 
membrana plasmática para o interior da célula, tendo sido evidenciados pelo menos sete 
transportadores diferentes. 
 
Sistemas transportadores dos 
aminoácidos na membrana da 
célula dos mamíferos 
Transportador Aminoácidos 
Sistema A Ala, Gly, Met, Pro e 
Ser 
Sistema ASCP Ala, Cys, Pro e Ser 
Sistema L Phe, Ile, Leu, Met, 
Trp, Tyr e Val 
Sistema Ly Arg, His, Lys e Orn 
Sistema dos 
dicarboxílicos 
Asp e Glu 
Sistema β β-alanina e taurina 
Sistema N Asn, Gln e His 
 
Todavia, a especificidade não é absoluta, sendo influenciada por múltiplos factores, 
em particular a concentração dos aminoácidos. 
O ciclo do γ-glutamilo é um sistema de transporte diferente dos anteriores. Foi 
proposto por Alton Meister e opera, fundamentalmente, nas células hepáticas e renais. 
Inicia-se com a transpeptização (transferência) de um resíduo do glutatião (γ-Glu-Cys-
Gly) para o grupo α-amina do aminoácido candidato ao transporte, catalisada pela γ-
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glutamiltransferase ou γ-glutamiltranspeptidase da superfície externa da membrana 
plasmática. 
O γ-Glu-aminoácido (γ-glutamilaminoácido) é transportado para o citosol e, 
posteriormente, clivado pela γ-glutamilciclotransferase, que liberta o aminoácido e 
cicliza o grupo γ-glutamilo a 5-oxoprolina ou ácido piroglutâmico. A Cys-Gly 
(cisteinilglicina) do citosol é hidrolisada por uma dipeptidase a Cys e Gly. 
Para regenerar o glutatião, o ácido glutâmico é regenerado a partir da 5-oxoprolina 
pela 5-oxoprolinase com gasto de ATP, e assim o glutatião é novamente sintetizado a 
partir dos seus 3 componentes. 3 ATPs são usados na regeneração do glutatião, um na 
formação do ácido glutâmico a partir da 5-oxoprolina e 2 na formação das ligações 
peptídicas. 
Apesar de ser energeticamente dispendioso é um ciclo bastante rápido. É graças a 
este ciclo que todos os aminoácidos (excepto a prolina) e pequenos péptidos podem ser 
transportados para dentro da célula. 
 
 
 
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3.NEUROTRANSMISSORES DERIVADOS DA 
TIROSINA 
Parte da tirosina é usada como percursora das catecolaminas. O destino metabólico 
eventual dos carbonos da tirosina é determinado pelo primeiro passo da via. A síntese 
de catecolaminas começa com a tirosina hidroxilase, que, como a fenilalanina e a 
triptofano hidroxilase, é dependente de Tetraidrobiopterina. 
A tirosina hidroxilase produz diidroxifenilalanina, também conhecido como 
DOPA. Na substância cinzenta e em algumas partes do cérebro, esta é a ultima enzima 
da via. A medula da supra-renal converte a Dopamina em norepinefrina e epinefrina 
(também designada adrenalina). O grupo metil da epinefrina é derivado da S-Adenosil-
Metionina. 
As catecolaminas são metabolizadas pela monoamina oxidase. 
 
 
Tirosina 
Hidroxilase 
Dopamina 
β-Hidroxilase 
Feniletanolamina 
N-metiltransferase 
DOPA 
Descarboxilase 
Tetraidrobiopterina 
 + O2 
Diidrobiopterina 
+ H2O S-adenosilmetionina 
S-adenosilHomocisteina 
Tirosina 
DOPA 
3,4-Diidroxifenilalanina 
Epinefrina 
Norepinefrina 
Dopamina 
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4.NEUROTRANSMISSORES DERIVADOS DO 
TRIPTOFANO 
 
O Triptofano é um percursor para a síntese de Serotonina (5-hidroxitriptamina, 5-
HT) e Melatonina (N-acetil-5-metoxitriptamina). 
 
4.a. A Serotonina 
 
A serotonina (5-hidroxitriptamina) resulta da hidroxilação do triptofano por uma 
enzima dependente de tetraidrobiopterina e da descarboxilação por uma enzima que 
contêm fosfato de piridoxal. É um neurotransmissor no cérebro e causa a contracção da 
musculatura lisa das arteríolas e bronquíolos. É amplamente distribuída no corpo e deve 
possuir outros papéis fisiológicos. 
 
 
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4.b. A Melatonina 
 
A Melatonina (N-acetil-5-metoxitriptamina) é uma molécula indutora do sono. A 
Acetiltransferase necessária para a sua 
síntese encontra-se na glândula pineal 
e na retina. A melatonina está 
envolvida na regulação do ritmo 
circadiano, sendo sintetizada 
principalmente durante a noite. Parece 
funcionaratravés da inibição da síntese 
e da secreção de outros 
neurotransmissores, como a dopamina 
e o GABA. 
A libertação de melatonina pela 
glândula pineal é um exemplo de um 
biorritmo. O sinal interno é fornecido 
por um neurotransmissor, neste caso a 
norepinefrina produzida por um 
neurónio adrenérgico. Neste sistema, o 
controlo é exercido pela luz que entra 
nos olhos e é transmitida à glândula 
pineal através do SNC. O neurónio 
adrenérgico que enerva o pinealócito é 
inibido pela luz transmitida através dos 
olhos. A norepinefrina, libertada como 
neurotransmissor no escuro, estimula a formação de cAMP através de um receptor β na 
membrana celular do pinealócito, que leva à síntese aumentada de Acetiltransferase. A 
actividade aumentada desta enzima causa a conversão de serotonina a N-
acetilserotonina e a hidroxiindol-O-metiltransferase (HIOMT) catalisa a conversão da 
N-acetilserotonina em melatonina, que é secretada nas horas de escuro, mas não nas 
horas de claridade. A melatonina circula até às células que contem receptores, gerando 
efeitos sobre funções reprodutivas e outras. Demonstrou-se que a melatonina exerce um 
efeito antigonadotrófico. 
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D. AMINOACIDÚRIAS 
 
As Aminoacidúrias são doenças raras do metabolismo dos aminoácidos, quase 
sempre associadas ao catabolismo. 
As aminoacidúrias primárias são autossómicas recessivas, e são devidas à ausência 
ou diminuição da actividade das enzimas. Afectam normalmente um aminoácido. 
As aminoacidúrias secundárias estão, geralmente, associadas à elevada 
concentração dos aminoácidos no plasma, ou à deficiência nos mecanismos de 
transporte dos aminoácidos, e afectam, simultaneamente vários aminoácidos. A 
desnutrição proteica, lesões em órgãos ou disfunção tubular generalizada estão na 
origem das aminoacidúrias secundárias. 
 
 
 
1.A FENILCETONÚRIA 
A fenilcetonúria ou oligofrenia fenilpirúvica é a aminoacidúria mais comum e 
estudada. Resulta da deficiência autossómica recessiva da fenilalanina-4-
monoxigenase/fenilalanina-4-hidroxilase ou, mais raramente, da tetrahidrobiopteridina, 
fundamental à conversão de fenilalanina em tirosina. 
Na fenilcetonúria clássica, a deficiência da fenilalanina hidroxilase é total em 50% 
dos casos, ou a actividade é baixa por diminuição da síntese ou por alteração da enzima. 
Devido a esta deficiência, a fenilalanina é metabolizada por uma via alternativa, e os 
metabólitos (ácido fenilacético e ácido fenil-láctico) são acumulados nos fluidos 
biológicos. Estes metabólitos são inibidores competitivos do transporte dos 
aminoácidos na célula e podem alterar o metabolismo das aminas biogéneas. São, ainda 
responsáveis, por lesões progressivas e irreversíveis do cérebro nos primeiros meses de 
vida, que conduzem a anormalidades neurológicas e a atraso mental. Outra 
característica é a cor clara da pele e dos olhos devido à falta de pigmentação, cujo 
motivo é a falta de tirosina. 
O tratamento convencional é uma dieta pobre em fenilalanina, mas contendo 
tirosina (que passa a ser uma aminoácido essencial pois não é formado a partir da 
fenilalanina) é extremamente eficaz, por isso o diagnóstico precoce é fundamental. Por 
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isso o teste de triagem de rotina “o teste do pezinho” é obrigatório em muitos países do 
mundo. A fenilalanina não deve ser completamente retirada por ser necessária ao 
crescimento e desenvolvimento normal do organismo, pois não nos esqueçamos que se 
trata de um aminoácido essencial. 
A deficiência em tetrahidrobiopteridina, por deficiência, quer da dihidrobiopteridina 
sintetase, quer da dihidrobiopteridina redutase, pode ocorrer em 1-3% dos recém 
nascidos com fenilcetonúria clássica. 
A tetrahidrobiopteridina não é somente coenzima da fenilalanina hidroxilase, mas 
também da tirosina hidroxilase e triptofano hidroxilase, ou seja, é necessária à síntese 
da dopamina, nor-adrenalina e serotonina (neurotransmissores) e, a deficiência causa 
doença neurológica progressiva grave, que não é prevenida pela dieta. Contudo, a 
terapêutica com percursores dos neurotransmissores tem relevado algum benefício 
clínico. 
 
 
 
2.O ALBINISMO 
O albinismo deve-se à deficiência da tirosinase necessária à síntese de melanina. A 
melanina é responsável pela pigmentação da pele, cabelo e olhos, por isso, os albinos 
são muito susceptíveis a queimaduras solares, carcinomas da pele e fotofobia. 
 
 
 
3.HOMOCISTINÚRIA 
A homocistinúria mais comum é devida à deficiência da cistationina sintetase, que 
resulta num aumento de homocisteína e a sua remetilação origina elevados níveis de 
metionina. A sua deficiência é hereditária. 
O excesso de homocisteína no sangue (hiperhomocisteinémia), pode formar um 
tiolactona, a homocisteína tiolactona, um intermediário altamente reactivo no qual o 
grupo amino tiolato livre, provoca a oxidação das LDL (lipoproteínas de baixa 
densidade), o que faz com elas se agreguem e sejam endocitadas por macrófagos. Os 
depósitos excessivos de lípidos na parede das artérias formam ateromas. A 
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homocisteína e a sua lactona, podem ter outros efeitos, incluindo a lipoperoxidação e 
agregação plaquetária, que por sua vez levam a fibrose e calcificação das placas 
ateroscleróticas. 
Cerca de ¼ dos pacientes com aterosclerose que não apresentam nenhum dos outros 
factores de risco (hábito de fumar e terapia contraceptiva oral) têm mostrado serem 
deficientes na actividade da cistationina sintetase. 
 
 
 
4.A CISTINÚRIA 
A cistinúria é um defeito no transporte de membrana de cistina e aminoácidos 
básicos (lisina, arginina e ornitina), que resulta na sua excreção renal aumentada. 
A baixa solubilidade da cistina, resulta em cristais e formação de cálculos, uma 
característica desta doença. O tratamento é limitado à remoção dos cálculos, à 
prevenção da precipitação pela ingestão de grandes quantidades de água, à 
alcalinização da urina para solubilizar a cistina ou à formação de derivados solúveis 
pela conjugação com fármacos. 
 
 
 
5.CISTINOSE 
É mais grave que a cistinúria, pois a cistina acumula-se no lisossomas. A cistina 
forma cristais em muitas células, com a perda séria da função dos rins, normalmente 
causando insuficiência renal em 10 anos. O defeito encontra-se no transporte da cistina 
na membrana dos lisossomas.