SÍNTESE DE AMINOÁCIDOS

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05/11/2014
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SÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
Bioquímica II
Profa Jane Marlei Boeira
Roteiro da aula
 Introdução
 Origem do Nitrogênio para a síntese
 Fixação e assimilação do N
 Moléculas Precursoras de aminoácidos
 Biossíntese de AA
 Regulação da síntese de aminoácidos
 Síntese de moléculas especiais a partir de 
aminoácidos
Introdução 
 N é componente fundamental para a síntese de 
aminoácidos
 Aminoácidos são blocos construtores das 
Proteínas e outras moléculas importantes:
– Nucleotídeos
– Neurotransmissores
– Porfirinas
– Outros compostos nitrogenados 
Origem do N para a síntese dos 
aminoácidos
 Vegetais e bactérias – sintetizam todos os 
aminoácidos
 Animais (humanos) – sintetizam somente os não 
essenciais
 Grupo amino – da amônia
 Cadeia carbônica – de precursores de 
carboidratos
 O Nitrogênio vem do N2 atmosférico que deve 
ser convertido em amônia por reações de 
fixação e assimilação 
Síntese de aminoácidos
 Dos 20 aminoácidos comuns, 11 podem 
ser sintetizados no organismo (adultos)
 9 devem ser adquiridos da dieta 
(essenciais)
-cetoglutarato Piruvato
Glutamato‡ Alanina‡
Glutamina‡ Valina*
Prolina‡ Leucina*
Arginina¤
Fosfoenolpiruvato e
3-Fosfoglicerato Eritrose4-fosfato
Serina‡ Triptofano*
Glicina‡ Fenilalanina*
Cisteína‡ Tirosina†
Oxaloacetato Ribose-5-fosfato
Aspartato ‡ Histidina*
Asparagina ‡
Metionina*
Treonina*
Lisina*
Isoleucina*
Aminoácidos 
essenciais e 
não essenciais
*Essenciais
‡Não-essenciais
† Derivado da 
fenilalanina
¤ Essencial em
animais jovens
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Precursores da síntese de 
aminoácidos
PRECURSORES
 Intermediários da
via glicolítica
 Intermediários da
via das pentoses
 Intermediários da
ciclo do ácido cítrico
Intermediários da 
via glicolítica
Intermediários da 
via das pentoses
Intermediários da 
ciclo do ácido cítrico
Precursores da síntese 
de aminoácidos
1. Família do oxaloacetato
Oxaloacetato origina 
aspartato, por reação de 
transaminação e este é 
convertido em Asparagina
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Aspartato, por 
sua vez, é 
precursor de 
Lys, Met*, Thr* 
Isoleucina *
* Essenciais –
síntese em plantas 
e bactérias
2. Família do 
-cetoglutarato
Aminotransferase 
Glutamato também 
origina Prolina e 
Arginina*
* Essencial em 
indivíduos jovens
3. Família do Piruvato
Isoleucina 
Síntese de Alanina
3. Família 
do Piruvato
Síntese de 
Valina*, 
Leucina* e 
Isoleucina*
* Essenciais –
síntese em plantas 
e bactérias
4. Família do 3-Fosfoglicerato
derivado do gliceraldeído – intermediário da 
glicólise; ou das reações independentes de luz 
(fotossíntese)
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4. Família do 3-Fosfoglicerato
Síntese da Serina
Síntese de Glicina a partir da Serina
Síntese de Cisteína a partir da Serina 5. Família do Fosfoenolpiruvato 
e Eritrose 4- Fosfato
Síntese de Tirosina, 
Triptofano* e 
Fenilalanina*
* Essenciais –
síntese em plantas 
e bactérias
5. Família da Ribose 5-fosfato
* His – Aa
Essencial –
síntese em plantas 
e bactérias
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Regulação alostérica da biossíntese de 
aminoácidos 
Inibição por feedback Multiplicidade
enzimática
Inibição por 
feedback sequencial
SÍNTESE DE PRODUTOS 
ESPECIALIZADOS A PARTIR 
DE AMINOÁCIDOS
As PORFIRINAS 
são sintetizadas 
a partir da 
GLICINA e 
SUCCINIL-CoA 
Porfirinas são 
anéis que formam 
os grupos Hemos 
e clorofilas 
-amino-levulinato 
sintase
Ferro 
HEMO
Produtos Especializados 
Tirosina e Triptofano
 Tirosina – a partir da Fenilalanina
 Catecolaminas 
 Melanina
 Hormônios da tireóide
 Serotonina
 Melatonina
Outros produtos especializados importantes formados a partir de 
aminoácidos
Tirosina 
Triptofano
 Creatina - Glicina e Arginina
 Carnitina - Lisina e Metionina (SAM) 
 Nucleotídios - Glicina, Aspartato e Glutamina
Conversão da Fenilalanina em Tirosina
NADPH / NADH + H+
NADP+ / NAD+
Diidrobiopterin
a redutase Fenilalanina 
hidroxilase
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Defeitos hereditários no 
Metabolismo da Fenilalanina
 Fenilcetonúria Clássica* 
Deficiência de fenilalanina hidroxilase
* Esta doença pode ser detectada logo após o nascimento 
através de triagem neonatal (teste do pezinho)
 Outras hiperfenilalaninemias
Deficiência de Tetrahidrobiopterina
Deficiência de diidrobiopterina redutase
 Níveis sanguíneos de fenilalanina
Fenilcetonúria Clássica
Deficiência da atividade da fenilalanina 
hidroxilase 
Sintomas:
• atraso no desenvolvimento psicomotor
• convulsões
• hiperatividade
• Hipopigmentação
• retardo mental irreversível
Tratamento:
• restrição de Phe na dieta
• manter os níveis sangüíneos de 
Phe entre 3-6 mg/dL
(normal 1-3 mg/dL)
Fenilcetonúria Clássica
•Deficiência de BH4 ou de dihidrobiopterina redutase leva à hiperfenilaninemia e síntese diminuída de melanina, catecolaminas
e serotonina
•Melanina • Catecolaminas • Serotonina
Triptofano
hidroxilase
Outras Hiperfenilalaninemias
Deficiência na síntese de BH4
Deficiência de diidrobiopterina redutase
Síntese de catecolaminas
Catecolaminas
• Locais de síntese:
– Medula adrenal
• Dopamina
• Norepinefrina
• Epinefrina
– Neurônios
• Dopamina
• Norepinefrina
Brain
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Funções das catecolaminas
• No sistema nervoso
– Neurotransmissores: Dopamina
Norepinefrina
 Baixa produção de Dopamina: Doença de Parkinson
Tratamento: L-Dopa
Alta produção de Dopamina: Esquizofrenia 
Funções das catecolaminas
 Fora do Sistema Nervoso
– Reguladores do metabolismo: 
• Epinefrina 
• Norepinefrina
Liberados em resposta:
•Stress
•Frio
•Exercício físico
• Glicemia
Promovem:
degradação do glicogênio
 degradação de triacilgliceróis
 pressão arterial
Melanina
Pigmento derivado da tirosina
Locais de síntese:
Melanócitos
Melanossomos
Ouvido 
interno
Pele
Bulbo Capilar
Membranas mucosas
Retina
Número de melanócitos não varia com a raça
Diferenças na pigmentação dependem da intensidade do pigmento
Melanossomos = corpúsculos que armazenam melanina
Eumelaninas
Feomelaninas
Inatividade causa 
ALBINISMO PERFEITO 
COMPLETO
ALBINISMO IMPERFEITO COMPLETO
Indivíduos tirosinase positivos
Presença de pouco pigmento
Defeito na capacidade de transportar tirosina do 
citosol para o melanossomo
Cisteína
Síntese de Melanina 
(melanogênese)
Síntese de outros Neurotransmissores
Síntese a partir da
descarboxilação do glutamato.
GABA, um neurotransmissor
Inibitório do SNC
Baixa produção: epilepsia
GABA = ÁCIDO -
AMINOBUTÍRICO
Serotonina
Triptofano hidroxilase
Descarboxilase de 
aminoácidos aromáticos
SEROTONINA
PLP
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Serotonina
Locais de síntese
 Células da mucosa intestinal
 Plaquetas
 Sistema Nervoso Central
Funções
 Neurotransmissor no SNC
 Potente vasoconstritor
 Percepção da dor
 Comportamento, alterações de humor
• sua deficiência causa sintomas da depressão
Melatonina 
Sintetizada a partir 
do triptofano
Produzida na 
glândula pineal
5-HIDROXITRIPTAMINA 
Serotonina 
TRIPTOFANO
Melatonina 
• Função: 
– Regular o sono/vigília
– Antioxidante
Síntese de Histamina
Histamina é um potente
Vasodilatador. É liberado em 
respostas alérgicas 
Estimula a secreção
ácida no estômago
A cimetidina é um antagonista 
do receptor da histamina, 
usada no tratamento da úlcera 
gástrica
SÍNTESE DE GLUTATIONA
Glutationa é um tampão redox:
mantem os grupos SH-
deproteínas e o Fe do 
heme na forma reduzida; 
remove peróxidos 
tóxicos, etc
Síntese de creatina e creatinina
Creatina quinase 
(CPK ou CK)
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Creatina
Composto nitrogenado derivado da glicina e arginina
Síntese inicia nos rins se completa no fígado
Fosfocreatina
Derivado fosforilado da creatina
Composto de alta energia e de rápida mobilização
Síntese ocorre: músculo, cérebro e coração
Sangue
Creatina
Fosfocreatina
Forma fosforilada da creatina
CREATINA
ATP ADP
FOSFOCREATINA
ATP ADP
ENERGIA
Músculo repouso (pH>7)
Músculo exercício (pH<7)
Fosfocreatina
Creatina Quinase
Proteína dimérica
Apresenta 3 isoformas:
BB - cérebro CPK1
MB - Músculo cardíaco CPK2
MM - Músculos esquelético 
e cardíaco CPK3
Importante no diagnóstico de infarto do 
miocárdio
 níveis plasmáticos indica lesão tecidual
Biossíntese da Carnitina
Lisina
SAM
Vit C
Vit C
Metionina
Sintetizada nos 
rins, fígado e 
cérebro
Função da Carnitina
Transporte de acil-
CoA graxo para 
matriz mitocôndrial
Outros compostos 
fisiologicamente importantes 
formados a partir de aminoácidos
Nucleotídios de purina e pirimidina
(próxima aula) 
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 LEHNINGER, L. A.; COX, N. Princípios de 
Bioquímica, São Paulo: 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