Farmacia_Metabolismo de aminoácidos I_2013.2

Farmacia_Metabolismo de aminoácidos I_2013.2


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Prof. Dr. Thiago Henrique Napoleão
Departamento de Bioquímica \u2013 UFPE
E-mail: thiagohn86@yahoo.com.br
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AMINOÁCIDOS COMO FONTE DE ENERGIA
Nos animais, os aminoácidos podem sofrer degradação oxidativa em três circunstâncias metabólicas diferentes:
1- Durante a renovação (turnover) e degradação das proteínas celulares, aminoácidos liberados pela quebra de proteínas e que não sejam necessários para a síntese de novas proteínas são degradados por oxidação.
2- Quando a dieta é rica em proteínas (a quantidade de aminoácidos ingeridos é maior que a necessidade corporal de biossíntese), o excedente de aminoácidos é catabolisado, uma vez que aminoácidos livres não podem ser armazenados.
3- Durante o jejum prolongado ou diabetes mellitus (quando os carboidratos não estão acessíveis), as proteínas corporais são hidrolisadas e seus aminoácidos empregados como combustível.
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AMINOÁCIDOS COMO FONTE DE ENERGIA
Para serem utilizados como combustível, os aminoácidos perdem seus grupos amino, originando \u3b1-cetoácidos que podem sofrer oxidação até CO2 e H2O.
Alguns \u3b1-cetoácidos fornecem unidades de 3 e 4 carbonos que podem ser convertidas em glicose pela gliconeogênese.
Os \u3b1-cetoácidos são ditos \u201cesqueletos carbônicos dos aminoácidos\u201d 
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CATABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS
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DIGESTÃO DAS PROTEÍNAS E ABSORÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
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PROTEASES SECRETADAS POR ESTÔMAGO E PÂNCREAS E ATIVAÇÃO
Pró-enzimas (zimogênios) e suas respectivas enzimas ativas e ativadores
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ESPECIFICADE DE PROTEASES SECRETADAS PELO ESTÔMAGO, PÂNCREAS E INTESTINO
Uma única protease não pode digerir completamente uma proteínas, porém, agindo em conjunto, elas podem digerir as proteínas da dieta a aminoácidos e pequenos peptídeos (que serão clivados por peptidases da borda em escova).
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DIGESTÃO DAS PROTEÍNAS
A quantidade de proteína que é digerida e absorvida a cada dia pode ser igual ou maior que a quantidade de proteína consumida. Isso porque as enzimas digestivas digerem a si próprias, bem como as células intestinais que são regularmente esfoliadas para o lúmen.
Como as formas ativas das proteases podem digerir umas as outras, é importante que todas as formas zimogênicas se tornem ativas em um curto espaço de tempo. Tal feito é conseguido pela clivagem do tripsinogênio à sua forma ativa (tripsina), a qual então cliva os outros zimogênios pancreáticos.
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DIGESTÃO DAS PROTEÍNAS
A fase gástrica (secreções de ácido clorídrico e pepsinogênio) é ativada pela gastrina, histamina e acetilcolina em resposta tanto aos aminoácidos dietéticos (triptofano e fenilalanina) como a distensão mecânica do estômago. 
A secreção pancreática é estimulada pelas fases cefálica e gástrica e influencia a fase intestinal da digestão. 
As células intestinais liberam secretina e colecistocinina em resposta ao quimo ácido ou presença de aminoácidos e peptídios no lúmen. A secretina estimula a liberação de água, bicarbonato e enteropeptidases enquanto a colecistocinina libera as enzimas pancreáticas. (AU)
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ABSORÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
Os aminoácidos são absorvidos no lúmen do intestino delgado principalmente por transportadores semi-específicos dependentes de sódio na membrana das células da borda em escova.
O co-transporte é dirigido pela baixa concentração de sódio dentro da célula intestinal, resultante do bombeamento de sódio para o lúmen por uma Na+-K+-ATPase.
O aminoácido é transportado para o sangue por transporte facilitado a favor de seu gradiente de concentração.
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ABSORÇÃO DOS AMINOÁCIDOS PELAS CÉLULAS DOS VÁRIOS TECIDOS
Lista de sistemas de transporte de aminoácidos
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TURNOVER E DEGRADAÇÃO DE PROTEÍNAS
Proteases envolvidas no turnover e/ou degradação das proteínas
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DESTINOS DOS GRUPOS AMINO
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REMOÇÃO DOS GRUPOS AMINO
A remoção dos grupos amino é o primeiro passo no catabolismo da maioria dos aminoácidos que chegam ao fígado e é promovida por enzimas citosólicas chamadas aminotransferases ou transaminases.
Esquema de uma reação de transaminação:
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TRANSAMINAÇÕES
O objetivo das reações de transaminação é coletar os grupos amino de muitos aminoácidos diferentes na forma de apenas um, o L-glutamato.
O glutamato funciona como doador de grupos amino para as vias biossintéticas ou para as vias de excreção.
As células contêm muitas aminotransferases diferentes, muitas sendo específicas para o \u3b1-cetoglutarato como receptor do grupo amino, mas diferindo entre si na especificidade para o aminoácido doador do grupo amino.
Exemplos:
TGO/AST: transaminase glutâmico:oxalacética ou aspartato aminotransferase
TGP/ALT: transaminase glutâmico:pirúvica ou alanina aminotransferase
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TRANSAMINAÇÕES
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TRANSAMINAÇÕES
Aumentos patológicos das transaminases:
Hepatites aguda e crônica
Hepatites tóxicas (hepatite alcoólica aguda).
3) Cirrose hepática
4) Metástases hepáticas.
5) Infarto do miocárdio: a partir das 6 primeiras horas durante 4 a 6 dias com pico máximo às 36 horas.
6) Embolias ou tromboses
7) Doenças musculares: poliomiosites, dermatomiosites, traumatismos musculares extensos
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DESAMINAÇÃO DO GLUTAMATO
O glutamato libera seu grupo amino como amônia no fígado através da reação catalisada pela glutamato desidrogenase.
Essa desaminação oxidativa ocorre na mitocôndria dos hepatócitos, sendo a glutamato desidrogenase uma enzima da matriz.
A combinação da ação das aminotransferases e da glutamato desidrogenase é referida como transdesaminação.
Alguns poucos aminoácidos (ex. o próprio glutamato e a glutamina) contornam o passo de transdesaminação e sofrem desaminação oxidativa direta.
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TRANSPORTE DA AMÔNIA NA CORRENTE SANGÜÍNEA
 Em muitos tecidos, incluindo o cérebro, alguns processos como a degradação de nucleotídeos geram amônia livre. 
 Na maioria dos animais, a maior parte dessa amônia livre é convertida em um composto não-tóxico (glutamina) antes de ser exportada na corrente sangüínea. 
 A glutamina também serve como fonte de grupos amino para diversos processos biossintéticos.
 No fígado, intestino ou rins, a glutamina em excesso sofre a ação da glutaminase, originando glutamato e amônia.
 A amônia gerada no intestino e rins é transportada pelo sangue até o figado, que descarta a amônia de todas as origens.
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O CICLO DA URÉIA
 Quando não são empregados para a síntese de novos aminoácidos ou outros compostos nitrogenados, os grupos amino são canalizados para a formação de um único produto final, a uréia.
 Nos organismos ureotélicos, a amônia é convertida em uréia nos hepatócitos, através do ciclo da uréia.
 O ciclo da uréia abrange dois compartimentos celulares: começa no interior da mitocôndria do hepatócito, mas três dos passos subsequentes ocorrem no citosol.
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1: ornitina transcarbamoilase
2: argininosuccinato sintetase
3: argininosuccinase
4: arginase
Apenas a uréia é liberada no conjunto geral de metabólitos citosólicos.
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A BICICLETA DE KREBS
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REGULAÇÃO DO CICLO DA URÉIA
A regulação do ciclo da uréia envolve a regulação alostérica da carbamoil fosfato sintetase I:
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REGULAÇÃO DO CICLO DA URÉIA
- A longo prazo, a velocidade de síntese das quatro enzimas do ciclo da uréia e da carbamoil fosfato sintetase I no fígado é regulada em face da demanda de atividade do ciclo da uréia.
 Todas essas enzimas são sintetizadas em velocidade maior em animais submetidos à desnutrição ou animais submetidos a dietas com elevado conteúdo protéico.
 Animais submetidos a dietas destituídas de proteínas produzem níveis muito baixos das enzimas do ciclo da uréia.
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INTOLERÂNCIA A DIETAS RICAS EM PROTEÍNAS
Pessoas com deficiência em qualquer das enzimas envolvidas na formação da uréia podem ser intolerantes a dietas ricas em proteínas.
Dessa forma, a amônia livre resultante da degradação dos aminoácidos ingeridos em excesso não poderá ser convertida em uréia.
Essa condição pode resultar