Aula 5 Metabolismo dos Protideos

Prévia do material em texto

Bioquímica da Nutrição
Metabolismo dos Protídeos
Aminoácidos
Os aminoácidos usados no metabolismo podem vir das:
Proteínas dietéticas
Proteínas endógenas (tecidos)
A produção de energia metabólica a partir dos aminoácidos varia muito de acordo:
Com o tipo de organismo
Com as condições metabólicas
Aminoácidos
Sofrem degradação oxidativa (catabolismo) em 3 circunstâncias metabólicas diferentes:
Durante a síntese e a degradação normais de proteínas celulares 
(renovação proteica)
Quando uma dieta é rica em proteínas e estas excedem as necessidades do organismo para a síntese proteica, sendo o excesso catabolizado 
(aminoácidos não podem ser armazenados)
Durante o jejum, ou no diabete melito não controlado, quando os CH não estão disponíveis ou não são adequadamente utilizados 
(proteínas celulares são utilizadas como combustíveis)
Digestão das Proteínas Dietéticas
A degradação das proteínas dietéticas ocorre no trato gastrintestinal (TGI):
No estômago a chegada das PT estimula a secreção do hormônio gastrina, que estimula a secreção de ácido clorídrico (HCl) e de pepsinogênio.
O pH do HCl (1,0 a 2,5) desnatura as PT, tornando suas ligações peptídicas internas susceptíveis à ação do pepsinogênio.
Digestão das Proteínas Dietéticas
O pepsinogênio é convertido na pepsina (forma ativa) devido ao pH ácido.
A pepsina quebra as PT na porção aminoterminal dos aas aromáticos (Phe, Trp e Tyr).
Quando saí do estômago para o duodeno o pH ácido estimula a secreção de secretina na corrente sanguínea.
Digestão das Proteínas Dietéticas
A secretina estimula o pâncreas a secretar bicarbonato para neutralizar o pH ácido ficando próximo de 7,0.
Os peptídeos no duodeno estimula a secreção de colecistocinina que estimula a secreção das enzimas pancreáticas que agem no pH neutro: tripsinogênio, quimotripsinogênio e procarboxipeptidades A e B.
Digestão das Proteínas Dietéticas
As enzimas pancreáticas são convertidas em suas formas ativas (tripsina, quimotripsina e carboxipeptidase A e B).
Essas enzimas continuam a quebra dos peptídeos com grande eficiência específica.
Os aas formados são transportados para as células epiteliais do intestino delgado e levados até o fígado pela corrente sanguínea.
Degradação das Proteínas Endógenas
As proteínas teciduais são marcadas para degradação pela ligação com a ubiquitina pela sua porção carboxila terminal com um grupo amino de um resíduo de lisina da proteína a ser degradada. 
Após a 1ª ligação, outras moléculas de ubiquitina se ligam à proteína, deixando-a ubiquitinada e destinada à degradação. 
Um complexo proteolítico, (proteossomo), reconhece a PT ligada a ubiquitina e à hidrolisa liberando aas e peptídeos.
Degradação das Proteínas Endógenas
Aminoácidos
Em todas as situações os aminoácidos perdem seu grupo amino (N) para formar cetoácidos (esqueletos de carbonos).
Desaminação
Transaminação
Os cetoácidos fornecem unidades de 3 ou 4C que podem ser convertidos em glicose (gliconeogênese).
Degradação dos Esqueletos Carbônicos
Após remover o grupo amino do aminoácido, sobra a cadeia carbônica, na forma de cetoácido. 
Estas podem ser degradadas a:
Piruvato, 
Intermediários glicogênicos do ciclo de krebs 
Acetil-CoA
Acetoacetato (cetogênicos).
Degradação dos Aminoácidos
A maior parte da retirada do grupo amino ocorre no fígado na forma de amônia (NH4+).
Parte da amônia é reciclada e utilizada em outras vias metabólicas.
O excesso é convertido em ureia para ser excretado.
A amônia produzida em outros tecidos é enviada ao fígado na forma de 				 grupo amino para ser 			 convertida na sua 					 forma de excreção.
Degradação dos Aminoácidos
As etapas metabólicas dos aminoácidos são semelhantes as dos demais combustíveis orgânicos.
Distingue-se porém numa importante etapa de separação do grupo amino da estrutura:
Transaminação:
Doação do grupo amino para outro cetoácido análogo.
Transaminação
Transaminação
É retirado pela aminotranferase e transferido para cetoglutarato, formando um cetoácido e glutamato. 
Essa reação usa como coenzima o piridoxalfosfato - PLP, que é derivada da vitamina B6. 
Podem reagir também com oxaloacetato, formando aspartato (nos músculos).
Glutamato
O glutamato é importante no metabolismo do N, pois é a forma não tóxica da amônia:
No citoplasma dos hepatócitos, os grupos aminos são transferidos para o cetoglutarato, formando glutamato, que entra na mitocôndria e perde seu grupo amino para formar NH4+.
Destino do Glutamato
Pode seguir dois caminhos: 
Desaminação:
O glutamato libera seu grupo amino como NH3, que se converte em NH4+ e vai para o ciclo da ureia. 
Ocorre principalmente no fígado e utiliza NAD+ ou NADP+.
Para que o grupo amino seja liberado na forma de ureia, o composto deve antes ser convertido a glutamato no fígado.
Transaminação:
O glutamato reage com oxaloacetato, formando aspartato e cetoglutarato.
Destino do Glutamato
TRANSAMINAÇÃO
DESAMINAÇÃO
Com essas duas vias, a maioria dos aminoácidos são convertidos para 2 produtos relacionados ao ciclo da ureia: 
NH4+
Aspartato
Desaminação
É a perda do grupo amino para formação de NH4+
4
Transporte dos Grupos Aminos
Devido à sua toxicidade, a NH4+ produzida nos outros tecidos deve ser incorporada em compostos não-tóxicos e que atravessem membranas com facilidade para ser convertida em ureia no fígado.
As principais formas de transporte são:
Glutamina
Alanina
Alanina
Nos músculos esqueléticos, os grupos aminos excedentes são transferidos ao piruvato para formar alanina e ser levados até o fígado.
O grupo amino dos aminoácidos é doado para piruvato por transaminação. 
A alanina, no fígado, é convertida 		 em glutamato.
Alanina
Glutamina
Nos demais tecidos a NH4+ produzida é convertida em glutamina, que circula até chegar na mitocôndria hepática.
É sintetizada pela reação entre a NH4+ e o glutamato com gasto de ATP, catalisada pela glutamina sintase. 
No fígado, a glutamina é hidrolisada pela glutaminase, liberando o NH4+.
Glutamina
Ciclo da Ureia
É a via metabólica de excreção da amônia.
Ocorre nas mitocôndrias e no citoplasma dos hepatócitos e nos rins. 
É muito importante porque a amônia é muito tóxica.
Consiste em 5 reações:
2 dentro da mitocôndria
3 no citoplasma.
Utiliza 2 grupos aminos (1 do NH4+ e 1 do aspartato) e 1 carbono do HCO3- para formar a ureia.
Essas reações utilizam a energia de quatro ligações de fosfato (3 ATP, que são hidrolisados a 2 ADP e 1 AMP). 
Ciclo da Ureia
Inicia na matriz mitocondrial, com a formação de carbamoil-fosfato a partir de amônio e bicarbonato, consumindo 2 ATP a ADP. 
Ainda na mitocôndria, o carbamoil-fosfato se condensa com ornitina, formando citrulina, que é capaz de atravessar a membrana mitocondrial para o citosol. 
Lá, a citrulina reage com aspartato, formando agininossuccinato, que se divide em fumarato (que é liberado para o ciclo de Krebs) e arginina. 
A arginina é hidrolisada, produzindo ureia e regenerando a ornitina.
2
2
+ ATP
Catabolismo dos Aminoácidos
Em situações normais a produção de energia a partir dos aminoácidos é bem pequena: 10 – 15%
Bem abaixo das vias da glicose e dos lipídeos.
Todas as vias do catabolismo dos aas (20) convergem para apenas 6 produtos principais que entram no ciclo de Krebs.
Catabolismo dos Aminoácidos
Catabolismo dos Aminoácidos
7 aas são degradados inteiramente ou em partes em acetoacetil-CoA e/ou acetil-CoA:
Fenilalanina, tirosina, isoleucina, leucina, triptofano, treonina e lisina
Podem gerar corpos cetônicos no fígado
Conhecidos como aas cetogênicos.
Catabolismo dos Aminoácidos
Os aas que são degradados em piruvato, cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato e/ou oxaloacetato são conhecidos como aas glicogênicos.
5 destes são cetogênicos e glicogênicos:
Triptofano, fenilalanina, tirosina, treonina e isoleucina.
Anabolismo de Aminoácidos
Todos os aas são derivados das vias da glicólise ou do ciclo de Krebs.
A amônia é adicionada aos esqueletos de C a partirdo glutamato e da glutamina.
Esses aas utilizam a PLP para as reações de transaminação.
Anabolismo de Aminoácidos
Aminoácidos essenciais: 
Aqueles que precisam ser obtidos pela dieta porque não são sintetizados pelo organismo.
Aminoácidos Essenciais Condicionais:
Aqueles que tornam-se essenciais de acordo com a fase da vida ou da situação metabólica.
Aminoácidos não-essenciais: 
Aqueles que podem ser sintetizados a partir dos aminoácidos essenciais.
Aminoácidos
Não Essenciais
Essenciais Condicionais
Essenciais
Alanina
Arginina
Fenilalanina
Asparagina
Cisteína
Histidina
Aspartato
Glutamina
Isoleucina
Glutamato
Glicina
Leucina
Serina
Prolina
Lisina
Tirosina
Metionina
Treonina
Triptofano
Valina
Síntese de Aminoácidos Não Essenciais
Grupo 01: glutamato, glutamina, prolina e arginina:
Origina-se do cetoglutarato.
Grupo 02: aspartato e asparagina: 
Origina-se do oxaloacetato.
Grupo 03: alanina: 
Origina-se do piruvato.
Grupo 04: serina, glicina e cisteína: 
Origina-se de 3-fosfoglicerato.
Grupo 05: tirosina: 
Origina-se do fosfoenolpiruvato e eritrose-4-fosfato.
Síntese de Aminoácidos Não Essenciais
Referências Bibliográficas
NELSON, D.L.; COX, M.M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 5ª edição. Editora: Artmed, São Paulo, 2011.
CAMPBELL, M.K.; FARRELL, S.O. Bioquímica 1 – Bioquímica Básica. 5ª edição. Editora: CENGAGE Learning, São Paulo, 2011.
DEVLIN, T.M. Manual de Bioquímica com correlações clínicas. 7ª edição. Editora: Blucher, São Paulo, 2011.
FARRELL, S.O.; CAMPBELL, M.K. Bioquímica, Vol.2 – Biologia Molecular. Ed.: THOMSON PIONEIRA, 2007.
ZANUTO, R.; LORENZETI, F.M.; LIMA, W.P.; CARNEVALI JR, L.C. Biologia e Bioquímica: Bases Aplicadas as Ciências da Saúde. Ed.: Phorte, 2011.