09 Aula 8 Metabolismo de prote nas

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11/11/2014
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Metabolismo das 
Proteínas
Prof. Ms Caio Victor Coutinho de Oliveira
Objetivos
 Revisar conceitos básicos acerca da
estrutura e função das proteínas
 Expor a importância do Glutamato no
metabolismo proteico
 Compreender os processos digestórios e
absortivos das proteínas
 Conceito: Os aminoácidos (aa) são as unidades
fundamentais das proteínas.
 Existem cerca de 300 aa na natureza, porém
apenas 20 aa são encontrados nas proteínas de
todos os animais.
Os aminoácidos estão conectados em diferentes
combinações, números e sequências lineares. Os
aminoácidos, neste sentido, são o alfabeto
molecular pelo qual a estrutura protéica é escrita.
Aminoácidos
AA essenciais e não essenciais
Classificação
ISOLEUCINA (ile, I); VALINA (Val, V); 
METIONINA (Met, M); FENILALANINA 
(Phe, F); TRIPTOFANO (Trp, W); 
TREONINA (Ter, T) e LISINA (Lys, K), 
LEUCINA (Leu)
Proteína = protos (Gr);
Conceito: São polímeros de aminoácidos sólidos
de diferentes tamanhos, composições, funções e
formas;
São o principal tipo de material orgânico dentro
da célula;
Praticamente todas as funções celulares são
reguladas por algum tipo de proteína
Proteínas
 Sólidos;
 Incolores;
 Normalmente hidrossolúveis;
 As propriedades dependem dos tipos de
conteúdos de aminoácidos na estrutura;
 Tamanho médio: de 6 a 6000 resíduos de
aminoácidos combinados de n! modos.
 Relação estrutura – forma – função.
Propriedades físico-
químicas
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 Contração muscular: actina e miosina
 Neurotransmissão: receptores
 Transporte: hemoglobina
 Regulação: hormônios
 Comportamento: neuromoduladores
 Reprodução: integrina
 Patologias: Câncer
 Depressão, Dislipidemias
Proteínas Proteínas
 Valor Biológico
Proteínas animais X vegetais
 No tubo digestivo, as proteínas nativas são
desnaturadas pela mudança de pH no estômago e,
posteriormente, hidrolisadas por peptidases ou proteases
Digestão
 Essas enzimas são encontradas no suco gástrico,
entérico e pancreático. As peptidases dependendo do
local da proteína em que agem, podem ser classificadas
em:
 Endopeptidases – hidrolisam as ligações
peptídicas internas quebrando as proteínas em
fragmentos peptídicos cada vez menores. Mais
relevantes para degradação inicial
Digestão
 Exopeptidases: - São enzimas que só agem nas
extremidades da molécula proteica, isto é, nas primeiras
ligações peptídicas, retirando o último aminoácido da
extremidade. Dependendo do extremidade que atuam,
podem ser sub-classificados em:
Digestão
Carboxipeptidase: efetua a hidrólise somente na
extremidade carboxilada, liberando o aminoácido e
refazendo na proteína o grupo carboxílco, onde a enzima
age novamente.
Digestão
Aminopeptidase: efetua a hidrólise na extremidade
amínica, liberando os aminoácidos e refazendo na
proteína o grupo amínico, onde a enzima age novamente.
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Digestão
Endopeptidases:
Digestão
 Pode ser dividida em 3 fases
1. Gástrica
2. Pancreática
3. Intestinal
Digestão
 Estômago
Suco Gástrico (contém HCl)
Desnaturação das proteínas (melhora função 
das proteases) e destruição de microrganismos
Pepsina (inicialmente inativa)
Digestão
 Estômago
Pepsinogênio (zimogênio)
Produção em resposta a: refeição e pH
Céls. Principais (zimogênicas) produzem
Produtos: grandes peptídeos e AA livres
 Intestino
Digestão
Pepsina: inativada pelo pH alcalino (quimo
estimulou secreção de Secretina e CCK)
Suco pancreático: tripsinogênio (este é ativado
pela enteropeptidase – enteroquinase – localizada
na memb. apical de enterócitos); forma ativa:
tripsina
Enteropeptidase: estimulada por tripsinogênio
(enquanto que sua liberação é estimulada pelos
sais biliares).
 Intestino
Digestão
Pepsina: também ativa o tripsinogênio e outros
precursores de peptidases: quimiotripsinogênio,
proelastase, procarboxipeptidase A e B
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Digestão
Mecanismo de estímulo de secreção de ácido 
RM: receptor muscarínico, PLG: peptídio liberador de gastrina, Ach: acetilcolina,
RCCK-B: receptor de colecistocinina B, RH2: receptor H2 de hitamina, ECS:
enterocromafim-símiles
Gastrina
R CCK-B
R M
R PLG
RM
Gastrina
Célula 
ECS
Histamina
Mecanorreceptores
ACh
ACh
R CCK-B
peptídios, 
aminoácidos Distensão
Célula G
Vago
Gastrina GastrinaSangue
ACh
PLG
R H2
H+
R M
Célula 
ECS
Célula parietal 
Célula Oxíntica OX
(Visão, cheiro e alimento na boca)
Digestão
 Ação das enzimas pancreáticas 
Ala 
Ile 
Leu 
Val
B
Arg 
Lys 
His
Trp 
Tyr 
Phe
Ala 
Gly 
Ser
Arg 
Lys 
His
A
Pró-elastaseQuimiotripsinogênioTripsinigênio
QuimiotripsinaTripsina Elastase
enteropeptidase
R O 
– NH–C–C
H
R O R O
+H3N–C–C–NH–C–C
H H
R O 
– NH–C–C
H
R 
– NH–C–COOH–
H
R O 
– NH–C–C
H
carboxipeptidase A 
carboxipeptidase B
Digestão
Pró-carboxipeptidase A 
Pró-carboxipeptidase B
Absorção
 Importante:
Produtos finais da digestão de proteínas no lúmen
são AA livres (40%) e pequenos peptídeos (60%)
– 2 a 8 resíduos
Pequenos peptídeos: posteriormente hidrolisados
por enzimas (aminopeptidases, dipeptidil
aminopeptidase e dipeptidase) na m. do enterócito
Absorção
AA absorvidos são utilizados pelos enterócitos
ou liberados dentro da circulação portal
 PepT-1 (transportador de oligopeptídeos):
localizado na borda em escova dos enterócitos
 Transportadores de AA: NBB, PHE, IMINO, β
(dependentes de Na+)
AA: Jejuno e porção superior do íleo
7 sistemas de 
transporte na 
membrana da borda 
em escova
3 sistemas de 
transporte na borda 
basolateral
Difusão passiva
aa aaNa
+
Na
+
Metabolismo
Na+
K+
Na+ / K+ ATPase
Difusão facilitada 
transporte ativo aa
aa aa
aa
aa
aa
aa
aa hidrofóbicos 
triptofano
aa
Absorção
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Transporte ativo secundário – gradiente eletroquímico
Co-trasportador H+-dependete
aa
K+
Dipeptídio, 
tripeptídio H
+
K+
Na+
Na+
Na+
Na+
H+
Dipeptídio, 
tripeptídio
H+
H+
Dipeptídases
Tripeptídases
aa
Na+/K+ ATPase
Absorção
Pequenos peptídeos
Balanço
Nitrogenado
Anabolismo 
Catabolismo
Ingestão
Turnover proteico
Proteína 
Tecidual
Aminoácidos 
Livres
Síntese de novo
Excreção
Oxidação
Vias Não proteicas
Perdas
Fezes, pele
TIRAPEGUI, 2009
Metabolismo 
Proteico
Síntese 
Proteica
Metabolismo de AA
Os aminoácidos podem sofrer degradação
oxidativa em 3 circunstâncias metabólicas:
1. Durante a renovação das proteínas celulares, alguns
aminoácidos sofrem degradação oxidativa, caso não sejam
necessários para a síntese de novas proteínas;
2. Durante o jejum severo ou diabetes melito, quando os
carboidratos não são utilizados adequadamente, as proteínas
corporais serão hidrolisadas e seus aminoácidos empregados
como combustível.
3. Aminoácidos ingeridos em excesso, além das necessidades
corporais de biossíntese de proteínas, o excedente é catabolizado,
já que os aminoácidos livres não podem ser metabolizados;
Oxidação dos AA
O
C NH2H2N
Uréia
COO-
C H
R
+H3N
aminoácidos
CO2
+
H2O
glicose
Corpos
cetônicos
NH4 
+
amônia
COO-
C H
R
O
-cetoácidos
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 Uma parte da amônia livre é excretada na urina, mas a
maior parte é usada na síntese de uréia.
AA: metabolismo do 
nitrogênio
 Esta é a principal rota de eliminação de nitrogênio
pelo nosso organismo.
 O esqueleto carbonado que sobraé convertido em
intermédiários das vias de produção de energia e pode ser
metabolizado a CO2 e H2O, glicose, ácidos graxos, corpos
cetônicos
AA: metabolismo do 
nitrogênio
Remoção do grupo amino
O grupo amino dos aminoácidos é removido pela passagem
deste para o -cetoglutarato, formando glutamato.
Este processo é catalisado por aminotransferases.
O glutamato atua como reservatório temporário de 
grupamentos amino, provenientes de diferentes aminoácidos.
-cetoácido1 + aminoácido1 aminoácido2 + -cetoácido2
-cetoglutarato + aminoácido1  glutamato + -cetoácido2
-cetoglutarato + aspartato  glutamato + oxaloacetato
AST: aspartato aminotransferase
-cetoglutarato + alanina  glutamato + piruvato
ALT: alanina aminotransferase
Aminotransferases (vários tecidos)
Existem inúmeras aminotranferases, específicas para 
cada aminoácido.
Aminotranferases importantes: por serem enzimas intracelulares, a 
presença de níveis elevados de aminotranferases no plasma indica lesão 
celular (diagnóstico de doenças hepáticas, infarto do miocárdio e distúrbios 
musculares)
O glutamato pode ser consumido em duas 
reações importantes
1) Conversão do glutamato em aspartato:
glutamato + oxaloacetato  -cetoglutarato + aspartato
AST: aspartato aminotransferase
2) Desaminação oxidativa
Liberação de 
Amônia (NH4+)
Enzima mitocondrial
Libera amônia livre no fígado
Amônia é altamente tóxica 
e não deve ser liberada na circulação
É convertida em uréia no fígado
Desaminação Oxidativa
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Desaminação Oxidativa
A cadeia carbônica formada por servir de
intermediário metabólicos importantes:
Formação de Glicose ou intermediários do Ciclo de Krebs
Piruvato, Acetil CoA, 
Acetoacetil CoA, alfa-
cetoglutarato, Succinil CoA, 
Fumarato, Oxalacetato 
Classificação dos AA de acordo com os
produtos gerados por suas cadeias
carbônicas
Aminoácidos Cetogênicos: formam AcetilCoA ou
Acetoacetil CoA (podem originar corpos cetônicos ou
ácidos graxos)
Aminoácidos Glicogênicos: AA que são degradados
a Piruvato, Alfa-cetoglutarato, Succinil CoA, Fumarato,
Oxalacetato (podem gerar glicose, via neoglicogênese, a
partir da conversão desses produtos a Fosfoenolpiruvato –
PEP-).
Classificação dos AA de acordo com os
produtos gerados por suas cadeias
carbônicas
AA Glicogênicos Glico e 
Cetogênicos
Cetogênicos
Não essenciais Alanina/ Aspartato/ 
Asparagina/ Cisteína/ 
Glutamato/ Glutamina/ 
Glicina/ Prolina/ Serina
Tirosina
Essenciais Arginina/ Histidina/ 
Metionina/ Treonina/ 
Valina
Isoleucina/ 
Fenilalanina/ 
Triptofano
Leucina/ Lisina
Oxidação dos aminoácidos
glicose
Corpos 
cetônicos
COO-
C H
R
+H3N
aminoácidos
COO-
C H
R
O
-cetoácidos
CO2
+
H2O
NH4 
+
amônia
O
C NH2H2N
Uréia
Ocorre exclusivamente no fígado
ATP
Ocorre em vários tecidos: Fígado, músculos, 
rins, cérebro, tecido adiposo,intestino, etc
Formas de transporte não-
tóxicas de amônia dos tecidos
para o fígado
Como a amônia é tóxica e sua conversão em uréia ocorre no 
fígado, ela deve ser incorporada a compostos não-tóxicos e 
que atravessam a membrana com facilidade:
Glutamina
Alanina
Na maioria dos 
tecidos extra-
hepáticos
Nos músculos
Alanina e
glutamina
são formas
de 
transporte
de amônia
dos tecidos
para o 
fígado
URÉIA
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1. Glutamina
Síntese de glutamina pela
glutamina sintetase em vários
tecidos, incluindo o cérebro.
Glutaminase no fígado e rins
converte glutamina em
glutamato + amônia.
Forma de transporte não 
tóxica de amônia na corrente 
sanguínea
2. Alanina
Ciclo glicose-alanina
Na contração muscular vigorosa é ativada a 
liberação de piruvato e lactato, da glicólise e
amônia dos aminoácidos.
A amônia e o piruvato formam 
alanina que no fígado é reconvertido 
em glicose 
-cetoglutarato + alanina  glutamato + piruvato
(ALT)
Forma de transporte não 
tóxica de amônia na corrente 
sanguínea
BCAA
Ciclo de Alanina
Oxidação
Amônia
Mudança no 
ambiente 
celular
Piruvato
AlaninaPiruvato
Glicose
Conversão
Sangue
Captação
1. Depleção do 
ATP celular
Remoção de 
-cetoglutarato
e NADH compromete 
o ciclo dos ácidos 
cítricos e a geração 
de ATP
A amônia é tóxica aos animais
Intoxicação severa leva a 
encefalopatia hepática: 
estado comatoso
NH4+ ativa a 
glutamina 
sintetase
Colabora para a
redução no nível
celular 
de ATP
Mecanismos
Intoxicação severa leva a 
encefalopatia hepática: 
estado comatoso
2. Interferência na síntese de neurotransmissores
NH4+ ativa a glutamina sintetase 
e inibe a glutaminase
Reduz o nível de glutamato que atua como um potente 
neurotransmissor excitatório mediando um grande número de
funções cognitivas. Consequência: letargia e falta de direção
GABA (-aminobutirato), sintetizado a partir de glutamato,
um importante neurotransmissor inibitório
Mecanismos
A amônia é tóxica aos animais
Síntese da Ureia
 Lembrar das etapas da eliminação do grupo
amino:
1) Remoção do grupo amino do AA
2) Levar grupo amino para o fígado
3) Entrada do grupo amino na mitocôndria (onde
acontece a síntese de ureia)
4) Preparação do nitrogênio para entrada no Ciclo da
Ureia
5) Ciclo da Ureia
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A AMÔNIA produzida é 
imediatamente usada junto com 
o bicarbonato (CO2 do ciclo dos 
ácidos cítricos) para formar
carbamoilfosfato
Carbamoil fosfato sintetase (mit)
Enzima reguladora
“Triciclo de Krebs”