Oxidação de aminoácidos e produção de ureia

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Oxidação de aminoácidos e produção de ureia 
Os aminoácidos são a ultima classe de biomoléculas que, por meio de sua degradação 
oxidativa, contribui significativamente para a produção de energia metabólica. 
Carnívoros obtém até 90% de suas necessidades energética da oxidação de aminoácidos, 
enquanto herbívoros obtém apenas pequenas gerações de suas necessidades energética a 
partir dessa via. Nos animais os aminoácidos sofrem degradação oxidativa em três 
circunstancias metabólicas diferentes: 
1. Durante a síntese e a degradação normais de proteínas celulares, alguns 
aminoácidos liberados pela hidrolise de proteínas não são necessários para a 
biossíntese de novas proteínas, sofrendo degradação oxidativa; 
2. Quando uma dieta é rica em proteínas e os aminoácidos ingeridos excedem as 
necessidades do organismo para a síntese proteica, o excesso é catabolizado; 
aminoácidos não podem ser armazenados; 
3. Durante o jejum ou no diabetes melito não controlado, quando os carboidratos 
estão indisponíveis ou são utilizados de modo inadequado, as proteínas celulares 
são utilizadas como combustível; 
Em todas essas condições metabólicas, os aminoácidos perdem seu grupo amino para 
formar α-cetoacidos, os “esqueletos de carbono” dos aminoácidos. Os α-cetoacidos 
sofrem oxidação a CO2 e H2O ou, geralmente mais importante, fornecem unidades de três 
e quatro carbonos que podem ser convertidas, pela gliconeogenese, em glicose, o 
combustível para o cérebro, para o músculo esquelético e para outros tecidos. 
Assim como no catabolismo dos carboidratos e dos ácidos graxos, os processos de 
degradação de aminoácidos convergem para vias catabolizas centrais, com os esqueletos 
de carbono na maioria dos aminoácidos encontrando uma via para o ciclo do ácido cítrico. 
Em alguns casos, as reações das vias de degradação dos aminoácidos representam etapas 
paralelas ao catabolismo dos ácidos graxos. 
 
Destino metabólico dos grupos amino 
Os aminoácidos derivados das proteínas da dieta são a origem da maioria dos grupos 
amino. A maior parte dos aminoácidos e metabolizado no fígado. Parte da amônia gerada 
nesse processo é reciclada e utilizada em uma variedade de vias Biosintética; o excesso é 
excretado diretamente ou convertido em ureia ou ácido úrico para excreção, dependendo 
do organismo. O excesso de amônia produzido em outros tecidos é enviado para o fígado 
para conversão em sua forma de excreção. 
Quatro aminoácidos desempenham papeis centrais no metabolismo do nitrogênio: 
glutamato, glutamina, alanina e aspartato. O lugar especial desses quatro aminoácidos no 
metabolismo do nitrogênio não é um acidente evolutivo. Esses aminoácidos em especial 
são aqueles mais facilmente convertidos em intermediários do ciclo do acido cítrico: 
glutamato e glutamina são convertido em alfa-cetoglutarato, alanina em piruvato e 
aspartato em oxaloacetato. No citosol das células do fígado, os grupos amino da maior 
parte dos aminoácidos são transferidos para o alfa-cetoglutarato, formando glutamato, 
que entra na mitocôndria e perde seu grupo amino para formar NH4. 
No musculo esquelético, os grupos amino que excedem as necessidades geralmente são 
transferidos ao piruvato para formar alanina, outra molécula importante para o transporte 
de grupos amino até o fígado. 
As proteínas da dieta são enzimaticamente degradadas até aminoácidos 
Em humanos, a degradação das proteínas ingeridas até seus aminoácidos constituintes 
acontece no trato gastrointestinal. A chegada de proteínas da dieta ao estomago estimula 
a mucosa gástrica a secretar o hormônio gastrina, que, por sua vez, estimula a secreção 
de ácido clorídrico pelas células parietais e de pepsinogênio pelas células principais das 
glândulas gástricas. O suco gástrico funciona como agente desnaturante, desenovelando 
proteínas globulares e tronando suas ligações peptídicas internas mais suscetíveis a 
hidrolise enzimática do pepsinogenio, precursor inativo de uma clivagem autocatalisada 
que ocorre apenas em Ph baixo. No estomago, a pepsina hidrolisa as proteínas ingeridas, 
atuando em ligações peptídicas em que o resíduo de aminoácidos localizado na porção 
aminoterminal provem dos aminoácidos aromáticos Phe, Trp e Tyr clivando cadeias 
polipeptídicas longas em uma mistura de peptídeos menores. 
A medida que o conteúdo ácido do estomago passa para o intestino delgado, o Ph baixo 
desencadeia a secreção do hormônio secretina na corrente sanguínea. A secretina 
estimula o pâncreas a secretar bicarbonato no intestino delgado, para neutralizar o HCl 
gástrico, aumentando abruptamente o Ph, que fica próximo a 7. A chegada de 
aminoácidos na parte superior do intestino delgado determina a liberação para o sangue 
do hormônio colecistocinina, que estimula a secreção de diversas enzimas pancreáticas 
com atividades rimas em ph 7 a 8. O tripsinogênio, o quimotripsinogenio e as 
procarboxipeptidases A e B – os zimogênios da tirosina e da quimotripsina e das 
carboxipeptidases A e B – são sintetizadas e secretadas pelas células oxinticas do 
pâncreas. O tripsinogênio é convertido em sua forma ativa, a tripsina, pela 
enteropeptidase, uma enzima proteolítica secretada pelas células intestinais. A tripsina 
livre catalisa então a conversão de moléculas adicionais de tripsinogênio em tripsina. 
A síntese de precursores inativos protege as células exócrinas do ataque proteolítico 
destrutivo o pâncreas se protege ainda mais da autodigestão por meio da síntese de um 
inibidor especifico, a proteína denominada inibidora pancreática da tripsina. 
A tripsina e a quimotripsina continuam a hidrolise dos peptídeos produzidos pela pepsina 
no estomago esse estágio da digestão proteína é realizado com grande eficiência, pois a 
pepsina, a tripsina e a quimotripsina apresentam especificidades distintas quanto aos 
aminoácidos sobre os quais atuam. A degradação de pequenos peptídeos no intestino 
delgados é então completada por outras peptidases intestinais, estas incluem as 
carboxipeptidases A e B. 
O piridoxal-fosfato participa da transferência de grupos alfa-amino para o alfa-
cetoglutarato 
Chegando ao fígado, a primeira etapa do catabolismo da maioria dos L-aminoácidos é a 
remoção de seus grupos alfa-amino, realizada por enzimas denominadas 
aminotransferases ou transaminases. Nessas reações de transaminação, o grupo alfa-
amino é transferido para o carbono alfa do alfa-cetoglutarato, liberando o correspondente 
alfa-cetoacido análogo do aminoácido. Não ocorre denominação efetiva nessas reações. 
O efeito das reações de transaminação é coletar grupos amino de diferentes aminoácidos, 
na forma de L-glutamato. O glutamato então funciona como doador de grupos amino para 
vias Biosintética ou para vias de excreção, que levam a eliminação de produtos de 
excreção nitrogenados. 
O glutamato libera seu grupo amino na forma de amônia no fígado 
Os grupos amino de muitos alfa-aminoácidos são coletados, no fígado, na forma do grupo 
amino de moléculas de L-glutamato. Esses grupos amino devem ser removidos do 
glutamato e preparados para excreção. Nos hepatócitos, o glutamato é transportado do 
citosol para a mitocôndria, onde sofre desafinação oxidativa catalisada pela L-
glutamato-desidrogenase. Nos mamíferos, essa enzima está presente na matriz 
mitocondrial. É a única enzima que utiliza NAD+ ou NADP+ como aceptor de 
equivalentes redutores. A ação combinada de uma aminotransferase e da glutamato-
desidrogenase é conhecida como transdesaminação. 
A glutamato desidrogenase opera em uma importante intersecção do metabolismo do 
carbono e do nitrogênio. Essa enzima alosterica tem sua atividade influenciada por um 
arranjo complicado de moduladores alostericos. Os mais bem estudados
são o modulador 
positivo ADP e o modulador negativo GTP. Mutações que alteram o sitio alosterico para 
a ligação do GTP ou que causem ativação permanente da glutamato-desidrogenase levam 
a uma doença genética humana, denominada síndrome do hiperinsulinismo com 
hiperamonemia, caracterizada por níveis elevados de amônia na corrente sanguínea e 
hipoglicemia. 
 
A glutamina transporta a amônia na corrente sanguínea. 
 A amônia é bastante toxica para os tecidos animais e seus níveis no sangue são regulados. 
Na maioria dos animais, a maior parte dessa amônia livre é convertida em um composto 
não toxico antes de ser exportada dos tecidos extra-hepáticos para o sangue e transportada 
até o fígado ou até os rins. A amônia livre produzida nos tecidos combina-se com o 
glutamato, produzindo glutamina, pela ação da glutamina-sintetase. Essa reação requer 
ATP e ocorre em duas etapas. Inicialmente, o glutamato e o ATP reagem para formar 
ADP e um intermediário gama-glutamil-fosfato, que então reage com a amônia, 
produzindo glutamina e fosfato inorgânico. A glutamina é uma forma de transporte não 
toxico para a amônia; ela normalmente está presente no sangue em concentrações muito 
maiores que os demais aminoácidos. A glutamina também serve como fonte de grupos 
amino em várias reações Biosintética. 
No fígado, a amônia de todas essas fontes é utilizada na síntese da ureia. Parte do 
glutamato produzido na reação da glutaminase pode ser adicionalmente processada no 
fígado pela glutamato-desidrogenase, liberando mais amônia e produzindo esqueletos de 
carbono para utilização como combustível. 
 
 
A alanina transporta amônia dos músculos esqueléticos para o fígado 
A alanina também desempenha um papel especial no transporte dos grupos amino para o 
fígado em uma forma não toxica, por meio de uma via denomina ciclo da glicose-alanina. 
O glutamato pode ser convertido em glutamina para transporte ao fígado, como descrito 
anteriormente, ou pode transferir seu grupo alfa-amino para o piruvato, produto da glicose 
muscular facilmente disponível, pela ação da alanina-aminotransferase. A alanina 
assim produzida passa para o sangue e segue para o fígado. No citosol dos hepatócitos, a 
alanina-aminotransferase transfere o grupo amino da alanina para o alfa-cetoglutarato, 
formando piruvato e glutamato. O glutamato então entra na mitocôndria, onde a reação 
da glutamato-desidrogenase libera NH4, ou sofre transaminação com o oxaloacetato para 
formar aspartato, outro doador de nitrogênio para a síntese de ureia. O custo energético 
da gliconeogenese é assim imposto ao fígado e não ao músculo, e todo o ATP disponível 
no músculo é destinado a contração muscular. 
 
 
Excreção de nitrogênio e ciclo da ureia 
Se não forem utilizados para a síntese de novos aminoácidos ou de outros produtos 
nitrogenados, os grupos amino são canalizados em um único produto final de excreção. 
Nos organismos ureotélicos, a amônia depositada na mitocôndria dos hepatócitos é 
convertida em ureia no ciclo da ureia. A produção de ureia corre quase exclusivamente 
no fígado, sendo o destino da maior parte da amônia canalizada para esse órgão. A ureia 
passa para a circulação sanguínea e chega aos rins, sendo excretada na urina. 
A ureia é produzida a partir da amônia por meio de cinco etapas enzimáticas 
O ciclo da ureia indica dentro da mitocôndria hepática, mas três de suas etapas seguintes 
ocorrem no citosol. O primeiro grupo amino que entra no ciclo da ureia é derivado da 
amônia na matriz mitocondrial a maior parte desse NH4 é fornecida pelas vias descritas 
anteriormente o fígado também recene parte da amônia pela veia porta, sendo essa amônia 
produzida no intestino pela oxidação bacteriana de aminoácidos. Qualquer que seja sua 
fonte, o NH4 presente na mitocôndria hepática é utilizado imediatamente, juntamente 
com o CO2 produzido pela respiração mitocondrial, para formar carbamoil-fosfato na 
matriz. Essa reação é dependente de ATP, sendo catalisada pela carbamoil-fosfato-
sintetase I, enzima regulatória. A forma mitocondrial da enzima é diferente da forma 
citosolica II, a qual tem função distinta na biossíntese. 
O carbomoil-fosfato, que funciona como doador ativado de grupos carbamoila, entra no 
ciclo da ureia. Primeiro, o carbamoil-fosfato doa seu grupo carbamoila para a ornitina, 
formando citrulina, com a liberação de Pi. 
1. A reação é catalisada pela ornitina-transcarbamoilase. A ornitina desempenha 
um papel que se assemelha aquele do oxaloacetato no ciclo do ácido cítrico, 
aceitando material a cada volta do ciclo da ureia. A citrulina produzida no 
primeiro passo doo ciclo da ureia passa da mitocôndria para o citosol. Os 
próximos dois passos trazem o segundo grupo amino. A fonte é o aspartato 
produzido na mitocôndria por transaminação e transportado para o citosol. A 
reação de condensação entre o grupo amino do aspartato e o grupo ureido da 
citrulina forma arginino-succinato. 
2. Essa reação citosolica, catalisada pela arginino-succinato-sintetase, requer até 
ocorre via um intermediário citrulil-AMP. O arginino-succinato é então clivado 
pela arginino-succinase. 
3. Formando a arginina e fumarato; sendo este último convertido em malato 
entrando na mitocôndria para unir-se aos intermediários do ciclo do ácido cítrico. 
4. Na última etapa do ciclo, a enzima citosolica arginase cliva a arginina, 
produzindo ureia e ornitina. A ornitina é transportada para a mitocôndria para 
iniciar outra volta do ciclo da ureia. 
 
 
Os ácidos do ácido cítrico e da ureia podem ser ligados 
Uma vez que o fumarato produzido na reação da arginino-succinase também é um 
intermediário do ciclo do ácido cítrico, os ciclos estão, a princípio, interconectados. Os 
principais transportadores na membrana interna da mitocôndria incluem o transportador 
malara-alfa-cetoglutarato, o transportador glutamato-aspartato e o transportador 
glutamato-OH. Juntos esses transportadores facilitam o movimento do malato e do 
glutamato para dentro da matriz mitocondrial e o movimento do aspartato e do alfa-
cetoglutarato para fora da mitocôndria, rumo ao citosol. 
Não há transportador para levar diretamente o fumarato gerado na síntese de arginina no 
citosol para a matriz mitocondrial. Contudo, o fumarato pode ser convertido em malato 
citosol, e depois esses intermediários podem ser metabolizados no citosol ou o malato 
pode ser transportado para o inteiro da mitocôndria, para utilização no ciclo do ácido 
cítrico. O aspartato formado na mitocôndria, para utilização no ciclo do ácido cítrico. O 
aspartato formando na mitocôndria por transaminção entre o oxaloacetato e o glutamato 
pode ser transportado para o citosol, onde atua como doador de nitrogênio na reação do 
ciclo da ureia catalisada pela arginino-succinato-sintetase. 
Os ciclos da ureia e do ácido cítrico estão fortemente unidos a um processo adicional, que 
traz o NADH na forma de equivalentes redutores para dentro da mitocôndria NADH 
produzido pela glicólise, pela oxidação de ácidos graxos e em outros processos não pode 
ser transportado através da membrana mitocondrial interna. Contudo, equivalentes 
redutores podem entrar na mitocôndria pela conversão de aspartato em oxaloacetato no 
citosol e utilizando o NADH para reduzir o oxaloacetato a malato, o qual e então 
transportado para a matriz mitocondrial via transportador malato-alfa-cetoglutarato. 
A atividade do ciclo da ureia é regulada em dois níveis 
Quando a ingestão dietética é basicamente proteica, os esqueletos de carbono dos 
aminoácidos são utilizados como combustível, produzindo muita ureia a partir dos grupos 
amino excedentes. Durante o jejum prolongado, quando a degradação de proteína
muscular começa a suprir boa parte da energia metabólica do organismo, a produção de 
ureia também aumenta significativamente. 
Essas alterações de demanda com relação a atividade do ciclo da ureia são realizadas, a 
longo prazo, pela regulação das velocidades de síntese de quatro enzimas do ciclo da ureia 
e da carbamoil-fosfato-sintetase I, no fígado. Essas cinco enzimas são sintetizadas em 
taxas mais altas e em animais em jejum e em animais com dietas de alto conteúdo 
proteico, em comparação a animais alimentados cujas dietas contenham principalmente 
carboidratos e gorduras. Animais com dietas desprovidas de proteínas produzem números 
mais baixos das enzimas do ciclo da ureia. 
A interconexão de vias reduz o custo energético da síntese da ureia 
Analisando o ciclo da ureia isoladamente percebe-se que a síntese de uma molécula de 
ureia requer hidrolise de quatro ligações fosfato ricas em energia. Duas moléculas de ATP 
são necessárias formação do carbomoil-fosfato e um ATP para produzir arginino-
succinato este último ATP sendo clivado em AMP e PPi, que é hidrolisado em 2Pi. A 
equação geral do ciclo da ureia é a seguinte: 
2 NH4
+ + HCO3
- + 3 ATP4- + H2O  ureia + 2ADP3- + 4Pi2-i + AMP2- + 2H+ 
O fumarato, gerado pelo ciclo da ureia, é convertido em malato e este transportado para 
dentro da mitocôndria. Dentro da matriz mitocondrial, NADH é gerado na reação da 
malato desidrogenase. Cada molécula de NADH pode gerar até 2,5 ATP durante a 
respiração mitocondrial, reduzindo muito o custo energético geral da síntese da ureia. 
 
 
Vias de degradação dos aminoácidos 
As vias do catabolismo dos aminoácidos, em conjunto, representam normalmente apenas 
10 a 15% da produção de energia no organismo humano; essas vias são bem menos ativas 
que a glicólise e a oxidação dos ácidos graxos. As 20 vias catabolicas convergem para 
formar apenas seis produtos principais, os quais podem entrar no ciclo do ácido cítrico. 
Desse ponto, os esqueletos de carbono tomam bias distintas, sendo direcionados para 
gliconeogenese ou para a cetogenese, ou oxidados completamente a CO2 e H2O. 
Sete aminoácidos podem ter seus esqueletos de carbono, total ou parcialmente, 
degradados para produzir acetil-CoA. Cinco aminoácidos são convertidos em alfa-
cetoglutarato, quatro em succionil-CoA, dos em fumarato e dois em oxaloacetato. Seis 
aminoácidos tem seu esqueleto carbonado, total ou parcialmente, convertido em piruvato, 
o qual pode ser transformado em acetil-CoA ou oxaloacetato. 
 
Alguns aminoácidos são convertidos em glicose, outros em corpos cetonicos 
Os sete aminoácidos inteira ou parcialmente degradados em acetoacetil-CoA e/ou acetil-
CoA – fenilalanina, tirosina, isoleucina, leucina, triptofano, treonina e lisina – podendo 
produzir corpos cetonicos no fígado, onde a acetoacetil-CoA é convertida em acetoacetato 
e, então, em acetona e beta-hidroxibutirato. Esses aminoácidos são denominados 
cetogênicos. 
Os aminoácidos degradados em piruvato, alfa-cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato e/ou 
oxaloacetato podem ser convertidos em glicose e glicogênio. Esses aminoácidos 
glicogenicos. Aminoácidos glicogenicos e cetogenicos não são excludentes entre si; cinco 
aminoácidos – triptofano, fenilanina, tirosina, treonina e isoleucina – são tanto 
cetogenicos quanto glicogenicos. 
 
Seis aminoácidos são degradados até piruvato 
Os esqueletos de carbono de seis aminoácidos são convertidos, total ou parcialmente, e 
em piruvato. O piruvato pode então ser convertido em acetil-CoA e, por fim, oxidam a 
via do ciclo do ácido cítrico ou ser convertido em oxaloacetato e encaminhados para a 
gliconeogenese seis aminoácidos são a alanina, triptofano, cisteina, serina, glicina e 
treonina. 
Alanina: produz piruvato diretamente, por transaminação com o alfa-cetoglutarato, e a 
cadeia lateral do triptofano é clivada, produzindo alanina e, portanto, piruvato. A 
cisteina é convertida em piruvato por meio de duas etapas; inicialmente é removido o 
átomo de enxofre e a seguir ocorre uma transaminação. A serina é convertida em piruvato 
pela seria-desidratase. Tanto o grupo hidroxila do carbono beta quanto o grupo alfa-amino 
da serina são removidos nessa única reação, que é dependente de piridoxal-fosfato. 
A glicina pode ser degradada por meio de três vias, apenas em uma delas produzindo 
piruvato. A glicina é convertida em serina pela adição enzimática de um grupo 
hidroximetila. Essa reação catalisada pela serina-hidroximetil-transferase, requer as 
coenzimas tetra-hidrofolato e piridoxal-fosfato. A serina é convertida em piruvato. Na 
segunda via que predomina nos animais, a glicina sofre clivagem oxidativa, produzindo 
CO2, NH4 e um grupo metileno. Essa reação, facilmente reversível, catalisado pela 
enzima de clivagem da glicina, também requer tetra-hidrofolato, que recebe o grupo 
metileno. Nessa via de clivagem oxidativa, os dois átomos de carbono da glicina não 
entram no ciclo do ácido cítrico. 
Na terceira via de degradação da glicina, a molécula não quiral da glicina é substrato para 
a enzima D-aminoácido-oxidase. A glicina é convertida em glioxilato, substrato 
alternativo para lactato-desidrogenase hepática. 
 
Sete aminoácidos são degradados, produzindo acetil-CoA 
Partes dos esqueletos de carbono de sete aminoácidos – triptofano, lisina, fenilanina, 
tirosina, leucina, isoleucina e treonina – produzem acetil-CoA e/ou acetoacetil-CoA. A 
degradação do triptofano é a mais complexa de todas as vidas do catabolismo de 
aminoácidos em tecidos animais. Partes do triptofano (quatro de seus carbonos) 
produzirão acetil-CoA, via acetoacetil-CoA. Alguns intermediários no catabolismo do 
triptofano são precursores para a síntese de outras biomoléculas, incluindo o nicotinato 
(precursor do NAD) e a serotonina (neurotransmissor). 
A degradação da fenilanina é notável, pois defeitos genéticos nas enzimas dessa via levam 
a diversas doenças humanas herdadas. A fenilanina é a tirosina, produto de sua oxidação 
são degradas em dois fragmentos, ambos podendo entrar no ciclo do ácido cítrico: quatro 
dos nove átomos de carbono produzem acetoacetato livre, o qual é convertido em 
acetoacetil-CoA e então em acetil-CoA, e um segundo fragmento de quatro carbonos é 
recuperado como fumarato. Dessa forma, outro dos nove carbonos desses aminoácidos 
entram no ciclo do ácido cítrico; o carbono restante é perdido como CO2. A fenilanina, 
após ser hidroxilada produzindo tirosina, também é precursora da dopamina, um 
neurotransmissor, e da noradrenalina e da adrenalina, hormônios secretados pela medula 
suprarrenal. 
 
Cinco aminoácidos são convertidos em alfa-cetoglutarato 
Os esqueletos de carbono de cinco aminoácidos entram no ciclo do ácido cítrico como 
alfa-cetoglutarato. A prolina, glutamato e a glutamina tem esqueletos de cinco carbono. 
A estrutura cíclica da prolina é aberta pela oxidação do carbono mais distante do grupo 
carboxila, produzindo um aldeído linear, o gama-semialdeido do glutamato. Esse 
intermediário é posteriormente oxidado no mesmo carbono, produzindo glutamato. A 
glutamina é convertida em glutamato na reação da glutaminase ou em qualquer outra 
entre as diversas reações enzimáticas em que a glutamina doa seu nitrogênio amidico a 
um aceptor. A transaminação ou a desaminação do glutamato produz alfa-cetoglutarato. 
A arginina e a histidina contem cinco carbonos adjacentes e um sexto carbono ligado 
por meio de um átomo de nitrogênio. Assim sendo, a conversão catabolica desses 
aminoácidos em glutamato é um pouco mais complexa que a rota da prolina ou da 
glutamina a arginina é convertida no esqueleto de cinco carbono da ornitina, no ciclo da 
ureia, e a ornitina sofre transaminação,
produzindo o gama-semialdeido do glutamato. A 
conversão da histidina em glutamato, de cinco carbonos, ocorre em uma rota de múltiplas 
etapas; o carbono extra é removido em uma etapa que utiliza tetra-hidrofolato como 
cofator. 
 
Quatro aminoácidos são convertidos em succinil-CoA 
Os esqueletos de carbono da metionina, da isoleucina, da treonina e da valina são 
degradados por rotas que produzem succinil-CoA. A metionina doa seu grupo metila 
pela via S-adenosilmetionina, e três de seus quatros átomos de carbono remanescentes 
são convertidos no propionato da propionil-CoA, um precursor da succinil-CoA. A 
isoleucina sofre transaminação, seguida pela a descarboxilaçao oxidativa, de cinco 
carbonos, é ainda mais oxidado, produzindo acetil-CoA e propionil-CoA. A Valina sofre 
transaminação e descarboxilação, seguindo-se uma serie de reações de oxidação que 
convertem os quatro carbonos restantes em propionil-CoA. A valina e a isoleucina 
apresentam um paralelo muito próximo a etapas de degradação de ácidos graxos. A 
treonina também é convertida, por meio de duas etapas, em propionil-CoA. Essa é a 
principal rota de degradação da treonina em humanos. A primeira etapa é análoga a reação 
catalisada pela serina-desidratase, sendo possível que as desidratases da serina e da 
treonina sejam, de fato, a mesma enzima. 
 
Os aminoácidos de cadeia ramificados não são degradados no fígado 
Os três aminoácidos com cadeias laterais ramificadas (leucina, isoleucina e valina) são 
oxidados como combustível principalmente pelos tecidos muscular, adiposo, renal e 
cerebral. Esses tecidos extra-hepáticos contêm uma aminotransferase, ausente no fígado, 
que atua sobre os três aminoácidos de cadeia ramificada, produzindo os α-cetoacidose 
correspondentes. O complexo da desidrogenase dos alfa-cetoacidos de cadeia ramificada 
catalisa então a descarboxilaçao oxidativa dos três alfa-cetoacidos, liberando o grupo 
carboxila como CO2. A oxidação do piruvato em acetil-CoA pelo complexo da piruvato-
desidrogenase e a oxidação do alfa-cetoglutarato em succinil-CoA pelo complexo alfa-
cetoglutarato-desidrogenase. De fato, esses três complexos enzimáticos são 
estruturalmente semelhantes e compartilham essencialmente o mesmo mecanismo de 
reação, utilizando cinco cofatores, que são os seguintes (tiamina-pirofosfato, FAD, NAD, 
lipoato e Coenzima A) realizam o processo de degradação desses aminoácidos.