Farmacia_Metabolismo de aminoácidos I_2013.2

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Prof. Dr. Thiago Henrique Napoleão
Departamento de Bioquímica – 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 α-cetoácidos que podem sofrer oxidação até CO2 e H2O.
Alguns α-cetoácidos fornecem unidades de 3 e 4 carbonos que podem ser convertidas em glicose pela gliconeogênese.
Os α-cetoácidos são ditos “esqueletos carbônicos dos aminoácidos” 
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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 α-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
em hiperamonemia ou aumento na concentração de um ou mais intermediários do ciclo.
Ácidos aromáticos (como benzoato e fenilbutirato) podem ser utilizados no tratamento uma vez que eles ajudam a baixar os níveis de amônia no sangue formando compostos atóxicos que serão excretados na urina.
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DEGRADAÇÃO DOS ESQUELETOS CARBÔNICOS DOS AMINOÁCIDOS
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