METABOLISMO DAS CADEIAS CARBONADAS DOS AMINOÁCIDOS

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22/10/2014
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BIOQUÍMICA II
Profa Dra Jane Marlei Boeira
METABOLISMO DAS CADEIAS 
CARBONADAS DOS 
AMINOÁCIDOS
Roteiro da aula
• Visão geral do catabolismo de aminoácidos
• Produtos da degradação
• Classificação
– glicogênicos
– cetogênicos
• Cofatores importantes 
– piridoxal fosfato - vitamina B6
– biotina
– cobalamina - vitamina B12
– tetrahidrofolato
– S-adenosilmetionina
– tetrahidrobiopterina
• Vias individuais de degradação 
Visão geral da degradação dos 
aminoácidos 
Aminoácidos 
Esqueleto 
carbonado 
Degradação da cadeia 
carbonada dos aminoácidos
• Produtos da degradação
– Piruvato 
– Intermediários do Ciclo de Krebs
• -cetoglutarato
• oxalacetato
• succinil-CoA
• fumarato
– Acetil-CoA
– Acetoacetil-CoA (acetoacetato)
Glicogênicos
Cetogênicos
exclusivamente 
Destino dos esqueletos carbonados dos aminoácidos e 
classificação 
Classificação dos aminoácidos 
em relação ao catabolismo
• Aminoácidos glicogênicos
São degradados à Piruvato, -cetoglutarato, 
succinil-CoA, fumarato ou oxalacetato, sendo 
portanto, precursores da glicose 
• Aminoácidos cetogênicos
São degradados a acetil-CoA ou acetoacetato e 
podem, portanto ser convertidos em ácidos 
graxos ou em corpos cetônicos
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Classificação dos aminoácidos 
em relação ao catabolismo
• Os aminoácidos Lys e Leu são exclusivamente 
cetogênicos, uma vez que os animais não 
possuem vias metabólicas para a conversão de 
acetil-CoA ou acetoacetato em precursores 
gliconeogênicos a partir destes aminoácidos
Cofatores importantes no 
metabolismo dos aminoácidos
• Piridoxal Fosfato (PLP)- vit B6
• Tetrahidrofolato (THF)
• Biotina
• Cobalamina - vit. B12
• S-Adenosilmetionina (SAM)
• Biopterina
Piridoxal Fosfato (PLP)
• Reações:
– transaminação
– descarboxilação
– desidrase
PLP cofator necessário para a 
serina-desidratase, que catalisa 
a degradação da serina, 
formando uma base de Schiff
Uma base de Schiff é um grupo 
funcional que contém uma ligação 
dupla C=N
Fórmula geral R1R2C=N-R3, onde R3
é um grupo aril ou alquil que faz da 
base de Schiff uma imina estável.
Reação da Serina-Desidratase
1.Formação da Base de Schiff 
da serina-PLP
2. Remoção do -H da 
serina para formar um 
cabânion estabilizado p/ 
ressoância 
3. Eliminação 
β-OH-
4. Hidrólise da Base de 
Schiff produzindo 
enzima -PLP 
5. Tautomerização 
não-enzimática até 
imina 
6. Hidrólise não-
enzimática para 
formar piruvato e 
amônia
Cofatores que realizam transferência 
de unidades de Carbono 
Cofatores: Biotina
Tetrahidrofolato (THF)
Cobalamina (vit. B12) 
S-Adenosilmetionina (SAM)
Biotina
Envolvida em reações de 
carboxilação
No metabolismo dos 
aminoácidos participa da 
reação da propionil-CoA 
carboxilase
Metionina
Isoleucina
Valina
Treonina
Fontes de Biotina
Amplamente distribuída 
fígado
leite
amendoim
chocolate 
gema de ovo
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Função da Biotina
Biotina
Metionina
Isoleucina
Valina
Treonina
Tetrahidrofolato (THF) 
THF (N5, N10-metileno-tetraidrofolato) é doador de uma 
unidade de C; é um derivado da 6-metilpterina unido a uma 
sequência de -aminobenzóico e a um resíduo de Glu
Tetrahidrofolato (THP) 
O THF é derivado do ácido fólico (folato); o folato é 
reduzido à THF pela enzima diidrofolato-redutase em duas 
etapas 
Os mamíferos não podem sintetizar ácido fólico, que deve 
ser adquirido da dieta ou por micro-organismos 
intestinais
O THF participa da 
conversão da Gly em Ser, 
catalisada pela serina-
hidroximetil-transferase; 
na clivagem da Gly e na 
degradação da His
Tetrahidrofolato
Envolvido no metabolismo de compostos de um carbono
O desenvolvimento fetal do tubo neural é dependente da
presença de ácido fólico
A deficiência de folato causa a mal formação conhecida
como espinha bífida e outros defeitos no tubo neural
Fontes de ácido fólico: em vegetais folhosos verdes,
fígado e cereais integrais
Cobalamina 
Conhecida como 
vitamina B12 ou 
cianocobalamina
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• É sintetizada por micro-organismos, AUSENTE em
vegetais
• Os animais a obtêm de sua flora bacteriana ou
ingerindo alimentos de origem animal
• O fígado armazena um suprimento de B12 para até 6
anos deficiência é rara
• Presente em grande quantidade no fígado, leite
integral, ovos, ostras, camarão fresco, carnes de porco e
frango
• Necessita do Fator Intrínseco (glicoproteína) para
absorção
Deficiência de Fator Intrinseco  Anemia perniciosa
Cobalamina 
N5-CH3- FH4
FH4 
B12
Funções da vitamina B12
metionina 
sintetase Metilmalonil-
CoA mutase 
Funções da vitamina B12
• A vitamina B12 funciona como co-fator para duas 
enzimas, metilmalonil-CoA mutase, e metionina sintetase
• Metilmalonil-CoA mutase necessita de Adenosil-
cobalamina para converter L-metilmalonil-CoA 
(intermediário da degradação da Metionina) a succinil-
CoA
•A metionina sintetase atua na síntese de metionina (aa 
essencial)
Atua juntamente com o ácido fólico na formação das 
células do sangue, os eritrócitos, e da timidina (nucleotídeo 
do DNA)
Deficiência de vitamina B12
B12
Metilmalonil-CoA
Succinil-CoA
Pode contribuir para 
os sintomas 
neuropsiquiátricos 
resultantes da 
deficiência vitamínica
(confusão mental, 
depressão e diminuição 
da função intelectual)
Ácidos graxos de 
cadeia impar
Valina, Isoleucina, 
Treonina, Metionina
Metilmalonil-coA 
mutase
Deficiência de vitamina B12
Diminuição da 
síntese de DNA nas 
células precursoras 
eritropoiéticas
ANEMIA
N5-metilFH4
FH4 
B12
metil-B12 Homocisteína
Metionina
Diminuição da 
síntese de purinas e 
timidina
S-Adenosilmetionina (SAM)
Metionina ATP
• Cofator enzimático envolvido na transferência de grupos 
metila
• É formada a partir de ATP e metionina pela enzima 
metionina adenosiltransferase
Metionina 
adenosiltransferase
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S-Adenosilmetionina (SAM)
(SAM)
Tetrahidrobiopterina 
• Formado a partir de GTP
• Cofator necessário em reações de hidroxilação
• Envolvido nos metabolismos dos aa:
– Fenilalanina (cofator da fenilalanina hidroxilase)
– tirosina (tirosina hidroxilase)
– Triptofano (triptofano-hidroxilase)
NADPH / NADH + H+
NADP+ / NAD+
Tetrahidrobiopterina Grupo 1. Aminoácidos que são convertidos a 
PIRUVATO
Ala, Cys, Gly, Ser, Thr, Trp
Triptofano (C11)
Formato 3CO2 Acetoacetil-CoA
(C4)
Alanina (C3) Cisteína(C3)
PIRUVATO (C3)
C1C1
Serina (C3)
Succinil-CoA (C4) Treonina (C4) Glicina (C2)
Acetil-CoA
(C2)
C1
CO2
SO4
-2
Catabolismo de 
aminoácidos a 
Piruvato
Grupo 2. Aminoácidos que são 
convertidos a OXALACETATO
Asp e Asn
Asparagina (C4)
Aspartato (C4)
OXALOACETATO (C4)
NH4
+
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•Asparagina é convertida 
em oxaloacetato após ser 
hidrolisado à aspartato
•Aspartato é convertido 
em oxaloacetato 
diretamente por meio de 
uma aminotransferase
Asn e Asp são convertidos 
em OXALOACETATO
Grupo 3. Aminoácidos que são 
convertidos a FUMARATO
Asp, Phe, Tyr
Fenilalanina 
(C9)
Tirosina (C9)
CO2 Acetoacetato
(C4)
Fumarato (C4)
Aspartato (C4)
Ciclo da
uréia
Diidrobiopterina + 
H2O
Enzimas:
1. Fenilalanina-hidroxilase
2. Aminotransferase
3. -Hidroxifenilpiruvato
4. Homogentisato-dioxigenase
5. Maleil-acetoacetato-isomerase
6. Fumaril-acetoacetase
Fenilalanina e a 
Tirosina são 
degradados a 
FUMARATO E 
ACETOACETATO
Valina (C5)
Treonina 
(C4)
2CO2
CO2
CO2
CO2
Metionina (C5) Isoleucina 
(C6)
Acetil-CoAPROPIONIL-CoA(C3)
C1
SUCCINIL-CoA (C4)
CO2
Grupo 4. Aminoácidos que são 
convertidos a SUCCINIL-CoA
Ile, Val, Met, Thr
Ile, Val, Met e Thr são 
degradados a 
SUCCINIL-CoA
Grupo 5. Aminoácidos que são 
convertidos a -CETOGLUTARATO
Glu, Gln, Pro, Arg, His
Glutamina (C5)
Prolina (C5)
Arginina (C6)
Histidina (C6)
Uréia 
(C1)
C1
Glutamato (C5)
NH4
+
-cetoglutarato Aminoácido
-CETOGLUTARATO 
(C5)
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Enzimas:
1. Glutamato-desidrogenase
2. Glutaminase
3. Arginase
4. Ornitina--aminotransferase
5. Glutamato-5-semialdeído-
desidrogenase
6. Prolina-oxidase
7. Espontânea
8. Histidina-amônia-liase
9. Uroconato-hidratase
10. Imidazol-propionase
11. Glutamato-
formiminotransferase
Glu, Gln, Pro, Arg e His são 
convertidos em 
-CETOGLUTARATO
Grupo 6. Aminoácidos que são 
convertidos a ACETIL-CoA
Phe, Tyr, Trp, Lys, Ile, Thr, Leu
Fenilalanina (C9) Tirosina (C9)
Fumarato
(C4)
CO2
ACETOACETATO (C4)
Triptofano (C11)
ACETOACETIL-CoA (C4)
Lisina (C6)
Formato Alanina (C3) CO2
2CO2
Isoleucina (C6)
Propionil-CoA (C3)CO2
ACETIL-CoA (C2)
Treonina (C4)
Leucina 
(C6)
Glicina (C2)
Diidrobiopterina 
+ H2O
ACETIL-CoA
Fenilalanina 
hidroxilase 
Aminotransferase 
p-Hidroxifenil-
piruvato
Homogentisato-
dioxigenase 
Maleil-
acetoacetato-
isomerase
Fumaril-
acetoacetase
ACETIL-CoA
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• LEHNINGER, L. A.; COX, N. Princípios de 
Bioquímica, São Paulo: Editora Savier, 2002
• STRYER, L. Bioquímica. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2008
• VOET, D.; VOET, J. G; PRATT, C. W. 
Fundamentos de bioquímica. Porto Alegre: 
Artmed, 2008
Referências