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Aula semana 11   Metabolismo do nitrogenio (1)

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Faculdade Estácio de Sá
Curso: Farmácia - Enfermagem
Disciplina:Bioquímica 
Profa. Dra. Sônia Aparecida Viana Câmara
AMINOÁCIDOS: 
METABOLISMO DO NITROGÊNIO
Proteínas são formadas por aminoácidos.
Abreviaturas dos AA
Aminoácido
Abreviatura
Alanina
Ala
Arginina
Arg
Asparagina
Asn
Cisteína
Cys
Glicina
Gly
Glutamina
Gln
Histidina
His
Leucina
Leu
Isoleucina
Ile
Aminoácido
Abreviatura
Lisina
Lys
Metionina
Met
Fenilalanina
Phe
Prolina
Pro
Serina
Ser
Treonina
Thr
Triptofano
Trp
Tirosina
Tyr
Valina
Val
PROTEÍNAS
AMINOÁCIDOS
75% DE NOVAS PROTEÍNAS TECIDUAIS
25% SÍNTESE DE: NEUROTRANSMISSORES
CREATININA 
PURINAS
Função dos Aminoácidos
Balanço Nitrogenado
Nitrogênio Consumido = Nitrogênio Excretado
Os aminoácidos não são armazenados pelo corpo,
 
Em excesso são rapidamente degradados. 
Aminoácidos - AA
OBTENÇÃO
1- Dieta 
2-Sintetizados de novo 
3- Produzidos pela degradação proteica normal
A primeira fase do catabolismo dos AA envolve:
 
1- a remoção dos grupos α-amino, (NH2) formando amônia (NH3)
2- remoção do α-cetoácido correspondente. – esqueletos carbonados
Aminoácidos - AA
Amônia (NH3)
Excretada na urina 
Síntese da uréia
catabolismo dos aminoácidos = metabolismo do nitrogênio
amônia
libera
forma
Conjunto de aminoácidos
Fontes: 
1.AA derivados de proteínas da dieta
2. AA liberados pela hidrólise das proteínas teciduais
3.AA não-essenciais sintetizados a partir de intermediários do metabolismo
Como são consumidos
Síntese de proteína
Síntese de moléculas nitrogenadas essenciais
Conversão dos AA em glicose, glicogênio, ácidos graxos, corpos cetônicos ou CO2
Renovação das proteínas
É a hidrólise e a ressíntese de 300 a 400 g de proteína corporal por dia.
Taxa de renovação varia de acordo com o tipo de proteína:
 Curta duração – tem meia vida de minutos ou horas
Longa duração - meia vida de dias a semanas – é a maioria das proteínas celulares
 Proteína estrutural: Colágeno – meia vida de meses a anos.
Degradação das proteínas
As enzimas proteolíticas são produzidas em 3 órgãos : intestino delgado, estômago, e pâncreas.
É feita por Dois sistemas enzimáticos:
Mecanismo ubuquitina-proteassomo – dependente de energia (ATP). No citoplasma. Proteínas endógenas
Enzimas degradativas dos lisossomos – não dependente de energia – Proteínas plasmáticas por endocitose.
Via proteolítica ubiquitina-proteassomo
Gasto de ATP
SINAIS QUÍMICOS PARA DEGRADAÇAO DA PROTEINAS
As proteínas apresentam meia vidas distintas e são marcadas por Sinais químicos como: 
Proteínas marcadas pela ubiquitina
Natureza do resíduo N-terminal - 
ex: serina como aminoácido N-terminal tem meia vida de 20 hs
Aspartato como aminoácido N-terminal tem meia vida de 3 minutos.
Digestão das Proteínas
Através de enzimas proteolíticas produzidas no: estômago, pâncreas e intestino delgado.
É realizada pela :
Digestão pela secreção gástrica : HCl e pepsina
Digestão por enzimas pancreáticas: tripsina
Especificidade: ex: A tripsina cliva apenas quando o grupo carbonila da ligação peptídica é fornecido pela arginina ou lisina
Digestão por enzimas do intestino delgado
Absorção de aminoácidos e dipeptídeo
Digestão de Proteínas
Livres
Clivagem das proteínas da dieta pelas proteases do pâncreas
Transporte de AA para o interior da célula
A concentração de AA livres nos fluidos extracelulares é significativamente mais baixa que dentro da célula.
Transporte Ativo com gasto de ATP
Fluido extracelular
intracelular
Cistinúria
O intestino delgado e túbulos renais apresentam sistema de transporte em comum. 
Um defeito em qualquer um destes sistemas resulta na incapacidade de absorver determinados AA. 
Doença hereditária causada por um defeito no sistema de transporte dos AA : cistina, ornitina, arginina e lisina.
São liberados na urina.
Ocorre precipitação de cistina, formando cálculos renais.
Frequência: 1 em 7.000 indivíduos
É o erro genético mais comum no transporte de aminoácidos
Esqueletos carbonados
Remoção do Nitrogênio dos AA
Objetivo: essencial para produção de energia
È uma etapa obrigatória no catabolismo de todos os AA
Através de 2 Vias:
Transaminação
Glutamato desidrogenase
Transaminação
Definição:
É a transferência do grupo amino de um esqueleto carbonado para outro, catalisada por família de enzimas chamadas aminotransferases. 
Exceção: lisina e treonina
Apresentam especificidade para um ou poucos doadores de grupo amino.
Aceptor do grupo amino é o α-cetoglutarato
Transaminação: reações + importante
Alanina-aminotransferase (ALT) = GPT( glutamato piruvato transferase)
Aspartato aminotransferase (AST)
=glutamato oxalacetato transaminase ( GOT)
Mecanismo de ação das aminotransferase
Valor diagnóstico das aminotransferases
Doença Hepática - apresenta níveis plasmáticos elevados de AST e ALT
Doença não hepática - AST e ALT elevadas em infarto do miocárdio e doenças musculares
Remoção do Nitrogênio dos AA
2ª Via: Glutamato desidrogenase
Objetivo :
Desaminação oxidativa dos aminoácidos, ocorrendo a liberação do grupo amino como amônia livre. Principalmente no fígado e rim.
Coenzimas: NAD+ e NADP+
Reguladores
GTP inibe
ADP ativa
Glutamato desidrogenase
Transporte de amônia para fígado e conversão final em uréia
É feito através de dois mecanismos:
1- 
Glutamina-sintetase
ADP + pi
glutamina-sintetase
ADP + Pi
glutaminase
.2.ciclo glicose alanina
Forma não tóxica de transporte NH3
Eliminação dos grupos aminos
Amônia
Uréia - Principal forma de eliminação dos grupos aminos dos aminoácidos.
90% na urina
Produzida no fígado
Eliminada na forma de uréia.
Fontes de Amônia
Aminoácidos – são desaminados produzindo amônia
Glutamina - os rins produzem amônia a partir da glutamina, pela ação das enzimas: glutaminase renal e da glutamato desidrogenase.
Intestino - a amônia é formada a partir da hidrólise da glutamina pela ação da enzima glutaminase intestinal, produzindo citrulina.
Ação de bactérias no intestino - uréia sob ação da urease bacteriana forma amônia , que é absorvida pelo intestino atinge veia porta, e no fígado é removida na forma de uréia.
Aminas – sob ação da aminoxidase formam amônia
Transporte de Amônia na circulação
Na forma de Uréia no fígado
Glutamina - formada a partir de glutamato e amônia sob ação da enzima glutamina sintetase com gasto de ATP.
Ocorre no músculo, fígado e sistema nervoso central.
Patologia:Hiperamonemia -
É a elevação dos níveis de amônia no sangue, devido função hepática comprometida. 
É uma emergência médica, efeitos neurotóxicos direto no SNC(tremores, sonolência, vômito, edema cerebral, visão borrada) – quando > 1.000 µmoI/L
NÍveis normais de amônia = 5 a 50µmoI/L.
Dois tipos:
1- Hiperamonemia Adquirida - a partir de doenças hepáticas: hepatites, cirrose hepática.
Hiperamonemia -tipos
2- Hiperamonemia Hereditária – causada pela deficiência genética das enzimas do ciclo da uréia.
Prevalência de 1 para cada 25.000 nascidos vivos.
A deficiência da ornitina-transcarbamoilase é a mais comum, ligada ao cromossomo X. Resulta em retardo mental. 
Tratamento: dieta pobre em proteínas
Compostos que se ligam aos aminoácidos, formando moléculas com nitrogênio excretadas na urina. Ex: fenilbutirato que se converte fenilacetato + glutamina = fenilacetilglutamina (excretada na urina).
1ª REAÇÃO 
Ciclo da Uréia - Ciclo da Ornitina
Interface do ciclo da Uréia com o Ciclo de Krebs
Regulação do ciclo da uréia
O N- acetil-glutamato é ativador essencial da carbomoil-fosfato-sintetase 1.
A velocidade da reação aumenta após ingestão de uma refeição rica em proteínas, pois, fornece o substrato glumato e o regulador da síntese N-acetil-glutamato.
REFERÊNCIAS
Pamela C. Champe, Richard A. Harvey, Denise R. Ferrier. Bioquimica Ilustrada. 4ª ed.Editora Artmed, 2009.