15. Catabolismo de aminoácidos- BIOQUÍMICA

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Introdução
Funções
Obtenção de energia
Fonte de precursores para biossíntese
Degradação de proteínas celulares
Variação entre organismos
Fontes
Dieta
Proteínas e aminoácidos
Síntese
Reserva
proteínas de reserva
situações extremas (desnutrição)
Oxidação de Aminoácidos
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Introdução
Ponto em comum
Separação entre o grupo amino e o esqueleto carbônico
Metabolismo do grupo amino e excreção de nitrogênio
Destinos dos esqueletos carbônicos
Grupos amino
Usados com economia
Reutilizados ou excretados
Amônia gerada em outros órgãos - transportada ao fígado na forma de grupos amino
Transferidos para intermediários comuns
Oxidação de Aminoácidos
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Digestão
Ativação
Oxidação de Aminoácidos
Proteínas 
no estômago
gastrina
HCl
pepsinogênio
pepsina
conteúdo ácido
no duodeno
secretina
bicarbonato
aminoácidos 
no duodeno
colecistoquinina
tripsinogênio
quimotripsinogênio
procarboxipeptidase
proelastase
aminopeptidase
enteropeptidase
tripsina
quimotripsina
carboxipeptidase
elastase
= enzima proteolítica ativa
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Digestão
Oxidação de Aminoácidos
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Digestão
Enzimas
Pepsina precursor = pepsinogênio ativação = HCl; pepsina clivagem = N-terminal de aromáticos; pouco esp
Tripsina precursor = tripsinogênio ativação = enteropeptidase clivagem = C-terminal de Lys e Arg
Quimotripsina precursor = quimotripsinogênio ativação =tripsina clivagem =C-terminal de aromáticos
Carboxipeptidase precursor = procarboxipeptidase ativação = tripsina clivagem =C-terminal
Elastase precursor = proelastase ativação =tripsina clivagem =C-terminal de Asp e Glu
Aminopeptidase clivagem= N-terminal
Oxidação de Aminoácidos
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WF
Remoção do grupo amino
Características
Intermediário comum (glutamato)
várias transaminases
grupo prostético comum (piridoxal-fosfato - vit. B6)
reação tipo ping-pong
aminoácido liga-se ao piridoxal, doa o grupo amino e sai como a-cetoácido
outro a-cetoácido liga-se e recebe o grupo amino
Oxidação de Aminoácidos
a-cetoglutarato
aminoácido
glutamato
a-cetoácido
aminotransferase
ou
transaminase
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WF
Remoção do grupo amino
Características
Hepatócito
Mitocôndria
Regulação alostérica
ADP estimula
GTP inibe
Oxidação de Aminoácidos
glutamato
glutamato
desidrogenase
+ H2O
NAD(P)
NAD(P)H+H+
a-cetoglutarato
+ NH4
+
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WF
Transporte de amônia
Características
Glutamato não atravessa membranas
Amônia é tóxica
Glutamina atravessa membranas
Oxidação de Aminoácidos
glutamato
glutamina
sintetase
ATP
ADP
g-glutamil-
fosfato
glutamina
Pi
glutamina
sintetase
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Transporte de amônia
Características
Ocorre na mitocôndria hepática
Glutamina também pode ser usada como fonte de grupo amino para vias de síntese
Oxidação de Aminoácidos
glutamato
glutaminase
glutamina
H2O
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WF
Transporte de amônia - alanina
Características
Opção ao transporte por glutamina
Piruvato disponível pela glicólise e regenerado pela neoglicogênese
Oxidação de Aminoácidos
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WF
Excreção de Amônia 
Ciclo da Uréia
Oxidação de Aminoácidos
NH4
Amônio
Uréia
Ácido Úrico
Animais amoniotélicos
peixes
Animais ureotélicos
vertebrados terrestres
Animais uricotélicos
aves e répteis
Plantas
Reciclagem de grupos amino
Bactérias e protozoários
liberação de amônia
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WF
Ciclo da Uréia
Oxidação de Aminoácidos
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WF
Ciclo da Uréia
Oxidação de Aminoácidos
HCO3
-
2ATP
2ADP
carbamoil fosfato 
sintetase I
Carbamoil fosfato
+
Ornitina
Pi
ornitina transcarbamoilase
Citrulina
+
Aspartato
ATP
AMP+PPi
argininossuccinato sintetase
Argininossuccinato
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WF
Ciclo da Uréia
Oxidação de Aminoácidos
Argininossuccinato
+
Fumarato
Arginina
argininossuccinato
liase
Ornitina
H2O
Uréia
arginase
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Ciclo da Uréia
Coordenação com o ciclo de Krebs
Oxidação de Aminoácidos
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WF
Ciclo da Uréia - Regulação
Lenta
Síntese de carbamoil-P-sintetase I e outras enzimas do ciclo
Aumentada em condições de desnutrição ou ingestão excessiva de aminoácidos / proteínas
Rápida
Alostérica
carbamoil-P-sintetase I é ativada por N-acetilglutamato (NAG)
síntese de NAG é ativada por arginina
acúmulo de amônia  acúmulo de arginina
Oxidação de Aminoácidos
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WF
Conservação de energia
Alto gasto energético
Consumo de 4 grupos fosfato de alta energia
Desvio de 15% da energia dos aminoácidos
Adaptações para reciclagem em ruminantes
Degradação de aminoácidos = 10-15% da produção de energia
Oxidação de Aminoácidos
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WF
Destino das cadeias carbônicas
Grande diversidade
20 vias catabólicas
5 produtos comuns
alguns produzindo intermediários do CAC
alguns para neoglicogênese
alguns para cetogênese
10 são degradados a Acetil-CoA
Leu, Lys, Phe, Trp, Tyr, Ile, Ala, Cys, Gly, Ser
5 são degradados a a-cetoglutarato
Pro, Glu, Gln, Arg, His
4 são degradados a succinil-CoA
Met, Ile, Thr, Val
Oxidação de Aminoácidos
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Destino das cadeias carbônicas
Oxidação de Aminoácidos
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WF
Metabolismo de Fenilalanina
Oxidação de Aminoácidos