Degradacao de aminoacidos MML 20171

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DEGRADAÇÃO
DE
AMINOÁCIDOS
DEGRADAÇÃO
DE
AMINOÁCIDOS
Priscila Ausina
De Onde Adquirimos os Aminoácidos?
Alimentação Proteínas
Intracelulares
Digestão de Poteínas - Visão Geral
Estrutura geral dos aminoácidos
Todos os aminoácidos comuns são -aminoácidos
Os Aminoácidos apresentam um grupo carboxílico e um grupo amino 
ligados ao mesmo carbono (carbono ).
Estrutura geral:
Carbono  - Centro quiral
O QUE DIFERE UM AMINOÁCIDO DO OUTRO É O 
GRUPAMENTO/CADEIA LATERAL!!!
Grupamento carboxìl
Grupamento amino
Balanço de nitrogênio
Ingestão = excreção
Equilíbrio
Ingestão < excreção
Balanço negativo
Balanço positivo
Ingestão > excreção
Proteínas são usadas
Para gluconeogênese the lower limit of the reference range is 10-20 μmol/L.
The upper limit of the reference range is 35-65 μmol/L.
Visão geral do catabolismo dos aminoácidos
Uma característica importante que distingue o catabolismo dos aminoácidos 
das vias catabólicas que estudamos dos combustíveis é o fato dos 
aminoácidos conterem um grupamento amino. Assim, sua degradação tem 
que ter um passo chave no qual o grupamento - amino é separado do 
esqueleto carbônico ( -cetoácido) 
Em que situações fisiológicas ocorre o catabolismo 
de aminoácidos???
Pós-prandial (alimentado)
Glicose 
Insulina
Glucagon
Após a alimentação os aminoácidos são direcionados a 
síntese de proteínas, nucleotídeos e aminas 
 Glicose 
 Insulina
Glucagon
Degradação de aminoácidos = combustível
No Jejum Prolongado ou em Algumas Patologias 
(DM não Controlado)
Chausse, et al. Endocrinology, 2014.
Os aminoácidos que não são usados na síntese de novas proteínas são degradados
Durante o ”turnover” de Proteínas
Durante o “turnover” de proteínas, os aminoácidos que não 
são usados na síntese de novas proteínas são degradados
Escreva três situações metabólicas em que os aminoácidos são
degradados?
• A fração de energia metabólica obtida pela oxidação de aminoácidos, se estes 
vêm da dieta ou de proteínas do organismo varia bastante de acordo com o tipo 
de organismo e com as condições metabólicas.
• Nos animais os aminoácidos sofrem degradação oxidativa em três diferentes 
circunstâncias metabólicas:
1. Durante a o “turnover” (que ocorre normalmente) de proteínas, alguns 
aminoácidos que são liberados pela quebra de proteínas e não são 
necessários para a síntese de novas proteínas vão sofrer degradação 
oxidativa.
2. Quando a dieta é rica em proteínas e os aminoácidos ingeridos 
excedem o que o corpo necessita para a síntese de proteínas, o 
excesso é catabolizado, afinal, aminoácidos nao são estocados!!!
3. Durante jejum prolongado ou em certas patologias como diabetes não 
controlada, em que carboidratos não estão disponíveis ou não estão 
sendo propriamente utilizados, proteínas celulares são usadas como 
combustíveis.
A maior parte dos Aminoácidos é 
metabolizada no fígado!
Mas...
Mas... Como eles 
chegam até lá??
Como é liberado o grupamento 
amino?
Transaminações
Grupos amino são transferidos de 
um aminoácido para formar outro!
Ex: alanina forma glutamato
Transaminações
Grupos amino são transferidos de 
um aminoácido para formar outro!
Fisiologicamente são importantes para degradação de 
Aminoácidos e para formação de aminoácidos essenciais
Como se libera amônia dos aminoácidos?
O alpha ketoglutarato serve como 
aceptor dos grupos amino da 
maioria dos aminoácidos virando 
glutamato.
A glutamato desidrogenase libera 
a amônia do glutamato
As reações de transaminação e de 
liberação de NH4 pela glutamato 
DH é chamada de 
transdesaminação
Escrva a transaminação de alanina a glutamato
Transaminações
Depois de que os grupos amino são 
transferidos de um aminoácido para 
formar outro (glutamato), ele é 
desaminado para liberar o amonio!
Liberação do amônio pela glutamato desidrogenase
Transaminações
Que enzima realiza a 
transaminação?
Fisiologicamente são importantes para degradação de 
Aminoácidos e para formação de aminoácidos essenciais
Existe uma aminotransferase para cada aminoácido
AST e ALT como Marcadores de Dano Tecidual
O piridoxal fosfato (PLP),forma funcional da 
vitamina B6, é o cofator das aminotransferases
O PLP é o carredor transiente de 
grupamentos amino nas reações de 
transaminação.
Os aminoácidos não essenciais são produzidos a 
partir de reações de transaminações
A maioria dos aminoácidos usados na síntese de proteínas ou como precursores 
de derivados de aminoácidos são obtidos da dieta ou pelo tunover de proteínas.
Quando necessário,aminoácidos não essenciais são produzidos em reações de 
transaminações.
Visão geral da oxidação dos 
aminoácidos
Podem-se formar ácidos graxos,
 corpos cetônicos e glicose
 a partir do esqueleto carbônico dos 
aminoácidos. Ou podem ser 
completamente oxidados no ciclo de 
Krebs.
 +
ATP
Biossíntese de aas, nucleotídeos
 e aminas biológicas
Escreva quais são os destinos 
metabólicos do grupamento amino
E do esqueleto de carbono 
(cetoácido)?
Visão geral do catabolismo de grupamentos amino no fígado
O primeiro passo no catabolismo da maioria dos L-aminoácidos quando 
eles chegam ao fígado é a remoção de seu grupo amino , catalisada 
pelas aminotransferases ou transaminases
O Glutamato funciona como um “funil”.dos 
grupamentos amino de vários aminoácidos
O excesso de amônia produzido em alguns tecidos é 
transportado na corrente sanguínea na forma de glutamina.
A alanina transporta amônia do músculo esquelético para o 
fígado – Ciclo glicose-alanina.
Principais vias de transporte de nitrogênio entre os 
órgão após proteólise no músculo
-Em condições em que há 
necessidade de energia, proteínas 
podem ser degradadas ------ 
aminoácidos
- Condições em que há degradação 
de proteína muscular: jejum 
prolongado, queimadura, sepse, 
trauma e caquexia.
-Grupamento amino é transferido 
para glutamina ou alanina e 
transportada para fígado ou rins.
-O esqueleto de carbono é usado no 
próprio tecido onde houve a 
proteólise para produção de ATP ou 
transportados para o fígado para a 
gliconeogênese (lembrar do ciclo 
alanina-glicose).
Localização das transaminações e deaminação de 
glutamato
O Glutamato funciona como um “funil”.dos 
grupamentos amino de vários aminoácidos
As transaminações ocorrem no citoplasma
O glutamato entra na mitocôndria onde sofre deaminação 
oxidativa, liberando amônia. Esta reação é catalisada pela 
glutamato desidrogenase.
O que vai acontecer com a amônia??
•No citosol dos hepatócitos os grupamentos amino são transferidos 
para o  cetoglutarato, que então é convertido a glutamato. O 
glutamato entra na mitocôndria e libera seu grupamento amino para 
formar a amônia.
• Excesso de amônia da maioria dos tecidos extra-hepáticos é 
convertido ao nitrogênio amida da glutamina, que é transportada para 
o fígado.
• No músculo esquelético o excesso de grupamentos amino geralmente 
é transferido para o piruvato para formar a alanina, que vai para o 
fígado. Alanina é outra forma importante de transporte de 
grupamentos amino.
A excreção de nitrogênio e o Ciclo 
da Uréia
Se a amônia não for reutilizada para a síntese de novos 
aminoácidos ou outros produtos nitrogenados, os 
grupamentos amino serão excretados…
Vertebrados terrestres: Uréia
Aves e répteis terrestres: ácido úrico 
Animais aquáticos: amônia
A excreção da NH4+
Nos organismos ureotélicos a amônia é convertida a uréia 
na mitocôndria dos hepatócitos – o Cliclo da uréia. 
A produção de uréia ocorre 
quase que exclusivamenteno 
fígado.
A uréia passa pela corrente 
sanguinea, depois para os rins 
onde é excretada 
O Cliclo da uréia (dando um zoom na mitocôndria). 
1) Ornitina transcarbamoilase
2) Argininasuccinato sintetase
3) Argininasuccinato liase
4) Arginase
O Cliclo da uréia (dando um zoom na mitocôndria). 
1) Ornitina transcarbamoilase
2) Argininasuccinato sintetase
3) Argininasuccinato liase
4) Arginase
O Cliclo da uréia (cont.)
1) Ornitina transcarbamoilase
2) Argininasuccinato sintetase
3) Argininasuccinato liase
4) Arginase
O Cliclo da Uréia completo
O Ciclo do Ácido Cítrico e o Ciclo da Uréia podem ser 
conectados – “o biciclo de krebs”
OA
A regulação do Ciclo da Uréia
• O fluxo de nitrogênio no ciclo da uréia varia de acordo com a dieta do 
indivíduo:
• Quando dieta é primariamente proteínas, os esqueletos carbônicos 
dos aminoácidos são usados como combustíveis, produzindo bastante 
uréia pelo excesso de aminoácidos;
• Já no jejum prolongado ou em certas patologias, quando proteínas 
musculares são degradadas para suprimento energético do organismo, a 
produção de uréia também aumenta substancialmente.
• Regulação do ciclo da uréia se dá pela regulação na expressão das 
enzimas do ciclo e também da carbamoil fosfato sintase I.
• Sintetizadas em maiores níveis em animais com dietas ricas em 
proteína ou em jejum prolongado.
A regulação da atividade da Carbamoil fosfato sintetase I
Transaminases como marcadores de dano tecidual
Transaminases como marcadores de dano tecidual – 
Doenças hepáticas
Hepatócitos: fígado tem um papel importante no metabolismo das moléculas 
por nós estudadas, incluindo aminoácidos. 
AST (aspartato amino transferase) e ALT, (alanina amino transferase) entre 
outras enzimas podem ser usadas como marcadores de danos teciduais
ALT: Alanina amino transferase
AST: Aspartato aminotransferase
LDH: Lactato desidrogenase
GGT: gama glutamil transferase
ALP: Fosfatase alcalina
Transaminases como marcadores de dano tecidual – 
Infarto Miocárdio
Para refrescar a memória…
• A fração de energia metabólica obtida pela oxidação de aminoácidos, se estes 
vêm da dieta ou de proteínas do organismo varia bastante de acordo com o tipo 
de organismo e com as condições metabólicas.
• Nos animais os aminoácidos sofrem degradação oxidativa em três diferentes 
circusnstâncias metabólicas:
1. Durante a o “turnover” (que ocorre normalmente) de proteínas, alguns 
aminoácidos que são liberados pela quebra de proteínas e não são 
necessários para a síntese de novas proteínas vão sofrer degradação 
oxidativa.
2. Quando a dieta é rica em proteínas e os aminoácidos ingeridos 
excedem o que o corpo necessita para a síntese de proteínas, o 
excesso é catabolizado, afinal, aminoácidos nao são estocados!!!
3. Durante starvation ou em certas patologias como diabetes não 
controlada, em que carboidratos não estãodisponíveis ou não estão 
sendo propriamente utilizados, proteínas celulares são usadas como 
combustíveis.
Podem-se formar ácidos graxos, corpos cetônicos 
e glicose a partir do esqueleto carbônico dos 
aminoácidos. Ou podem ser completamente 
oxidados no ciclo de krebs.
 +
ATP
Biossíntese de aas, nucleotídeos
 e aminas biogênicas
Visão geral do catabolismo de grupamentos amino 
no fígado
Os destinos metabólicos dos -
cetoácidos
As vias de catabolismo de aminoácidos geralmente contribuem para 
cerca de 10 a 15% da transdução de energia, estas vias não são nem 
de perto tão ativas quanto a glicólise e -oxidação.
O fluxo por estas rotas catabólicas também varia bastante dependendo 
do balanço entre a demanda para processos biossintéticos e a 
disponibilidade de um determinado aminoácido.
As 20 vias catabólicas dos aminoácidos convergem para a formação de 
apenas seis produtos majoritários, todos entram no ciclo de Krebs…
Daqui, seu esqueleto carbônico pode gerar glicose (gliconeogênese), 
corpos cetônicos (cetogênese) ou ser completamente oxidados a CO2 e 
H2O.
Resumo do catabolismo de aminoácidos
Para ilustrar… Vias catabólicas dos aminoácidos que geram 
acetil-CoA
Os aminoácidos de cadeia lateral ramificada não são 
degradados no fígado.
Cofatores enzimáticos importantes no catabolismo 
de aminoácidos: transaminação
Piridoxal Fosfato – cofator das transaminases
Cofatores enzimáticos importantes no catabolismo 
de aminoácidos: transferências de carbono
Reações de 
transferência de CO2
Reações de unidades de carbono em estado intermediário de 
oxidação e as vezes grupos metil
Reações de 
transferência de metil
Cofatores enzimáticos importantes no catabolismo 
de aminoácidos: reações de oxidação
Os aminoácidos como precursores de 
outras biomoléculas importantes… 
além das proteínas, claro!
Glutamato é precursor de GABA
Triptofano é precursor de várias moléculas importantes
Dopamina, Norepinefrina e Epinefriana são derivados de 
Tirosina
Tirosina é requerida para a síntese de melanina, hormônio 
da tireóide e quinoproteínas
Doenças relacionadas ao catabolismo 
de aminoácidos
Tipos de doenças
Ciclo ureia
Degradação de algs aa
Síntese de compostos a partir de aa
Alterações no fígado
Alcoolismo
Doenças virais- dengue, febre amarela, 
Diabetes
Cancer
Alterações no rim.
Infecções urinárias
Problemas do coração 
Cancer
1a Questão 
Um recém-nascido de 2 semanas chega para orientação pediátrica após 
resultado anormal no teste do pezinho. Um exame complementar de 
espectometria de massa para confirmação do diagnóstico detectou níveis 
aumentados de fenilalanina no sangue. Com base em tal alteração, foi feito o 
diagnóstico do paciente, que passou a ser tratado através de dieta especial com 
restrição deste aminoácido, bem como com suplementação de 
tetrahidrobiopterina. Com o tratamento, a criança desenvolveu-se normalmente 
durante a infância.
a) Qual o diagnóstico do paciente? Que enzima e via metabólica devem estar 
alteradas nesse caso?
b) Como a restrição da dieta pode controlar a doença neste paciente? Que 
precauções devem ser tomadas?
c) Qual a função da tetrahidrobiopterina? Por que foi indicada a sua 
suplementação neste caso?
d)Além do acúmulo de fenilalanina, outras alterações podem ser causadas pela 
falta da enzima alterada, incluindo uma deficiência de alguns produtos da via 
metabólica controlada por esta enzima. Discuta quais são esses produtos e sua 
importância para o organismo.
e) Quando esta doença não é tratada, o indivíduo possui uma série de sintomas. 
Cite alguns destes sintomas explicando suas causas.
 
 
 
•. Nome vem por causa da excreção de fenilpiruvato na urina, que contém 
também fenillactato (forma reduzida do fenilpiruvato) e fenilacetato.
• Já foram reportadas mais de 417 mutações no gene da fenilalanina 
hidroxilase.
•. Retardo mental
• Efeitos neurológicos severos
• Baixo QI
• Pele e olhos claros (por causa da deficiência em tirosina)
Dopamina, Norepinefrina e Epinefriana são derivados de 
Tirosina
Tirosina é requerida para a síntese de melanina, hormônio 
da tireóide e quinoproteínas
Doenças relacionadas a enzimas 
relacionadas ao ciclo da uréia
• Doenças metabólicas relacionadas à enzimas importantes para a síntese de 
uréia podem causar sérios sintomas, como coma, e são potencialmente fatais 
caso os níveis de amônia aumentem.
• A perda de consciência pode ser decorrente da depleção de ATP. Por quê?
• DICA:Pense no ciclo de krebs e nas reações de transaminação.
• O QUE VOCÊS SUGEREM PARA O TRATAMENTO?
1- Diminuir consumo de proteínas.
2- Remover excesso de amônia.
3 - Repor/ substituir intermediários faltando no ciclo..
Consolidando…
Metabolismo de aminoácido nofígado 
As vias atuantes vão 
depender do estado 
metabólico e da situação 
fisiológica.
O Estado bem alimentado
O jejum
Metabolismo no fígado após jejum prolongado ou em 
pacientes com diabetes não controlada
Como se libera amônia dos aminoácidos?
O glutamato serve como passagem 
dos grupos amino da maioria dos 
aminoácidos.
A glutamato desidrogenase libera 
a amônia do glutamato
As reações de transaminação e de 
liberação de NH4 pela glutamato 
DH é chamada de 
transdesaminação
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