enzimas do catabolismo

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CATABOLISMO DE PROTEÍNAS 
 Inicia-se no estômago e se completa no intestino 
 As enzimas são sintetizadas como zimogênios (precursores inativos) 
 As enzimas são secretadas pelas células que as produzem e entram no lúmen do TGI 
(trato gastro-intestinal) 
 As enzimas têm especificidade e clivam determinados tipos de ligações peptídicas. 
Juntas, conseguem degradar as proteínas 
 
→ no estômago 
 A entrada de alimento no estômago estimula a mucosa gástrica a secretar a gastrina, 
que por sua vez etimula secreção de HCl e pepsinogênio 
 As células principais do estômago secretam pepsinogênio e as células parietais 
gástricas, HCl 
 O meio ácido altera a conformação espacial do pepsinogênio e faz com que ele clive a 
si mesmo, produzindo a protease ativa, pepsina, além de matar bactérias e outras 
células estranhas 
 A pepsina age em pH baixo, ou seja, não desnatura como as proteínas da dieta 
 O ácido também promove a desnaturação das proteínas provenientes da dieta, 
facilitando a ação enzimática 
 A pepsina age como endopeptidase (cliva ligações peptídicas dentro da cadeia 
protéica) 
 Restam, então, alguns peptídeos menores e alguns aminoácidos 
→ação das enzimas pancreáticas 
 No duodeno, o conteúdo antes no estômago encontra as secreções pancreáticas. O 
baixo pH estimula a secreção da secretina no sangue, que estimula a secreção do 
bicarbonato no duodeno (aumento abrupto de pH) 
 O bicarbonato além de neutralizar o pH ácido, possibilita a ativação das enzimas 
pancreáticas (ativas em pH alto) 
 A secreção de proteases pancreáticas é estimulada pelo hormônio colecistoquinina 
(secretado pela chegada do alimento em digestão no duodeno) 
 O tripsinogênio é clivado em tripsina, que então, cliva os demais zimogênios 
pancreáticos (quimotripsina, elastase e). 
 Tripsinogênio é clivado pela enteropeptidase (= enteroquinase), enzima secretada 
pelas células com borda em escova do ID 
 A tripsina ativa a quimotripsina, elastase e carboxipeptidase 
 Deste modo, a tripsina tanto cliva proteínas da dieta quanto ativa outras proteases 
 
 Tripsina, quimotripsina e elastase são endopeptidases 
 Os peptídeos menores são atacados por exopeptidases. A carboxipeptidase remove as 
extremidades carboxiterminais das cadeias peptídicas. 
 
→digestão por enzimas das células intestinais 
 As exopeptidases produzidas pelas células intestinais agem dentro da borda em escova 
e dentro da célula 
 As aminopeptidases na borda em escova clivam a extremidade amonioterminal 
 Aminoácidos ou peptídeos são absorvidos pela célula intestinal 
 
 
 
DESTINO DOS NITROGÊNIOS DOS AMINOÁCIDOS 
→ reações de transaminação 
 Transaminação é o principal processo de remover nitrogênio dos aminoácidos 
 O nitrogênio é transferido, como grupo amino, do aminoácido para α-cetoglutarato, 
formando glutamato enquanto que o aminoácido original é convertido no α-cetoácido 
correspondente. 
 As enzimas que catalisam a transaminação são conhecidas como transaminases ou 
aminotranferases 
 Piridoxal-fosfato é o cofator da reação 
 
 Como a reação é reversível, elas estão envolvidas tanto na degradação quanto na 
síntese de aminoácidos. 
 
 
→AMÔNIO [NH4
+] 
 As células do corpo e as bactérias do intestino liberam nitrogênio de alguns 
aminoácidos na forma de amônia ou amônio. 
 No pH fisiológico, o equilíbrio favorece o amônio. 
 A amônia é capaz de atravessar membranas celulares livremente, ao contrário do 
amônio. 
 A amônia reduz a acidez da urina 
→ fontes de amônio no organismo normal 
 Histidina é desaminada e forma urocanato 
 Serina e treonina sofrem desidratação que requerem piridoxal fosfato e são 
catalisadas pela serina-desidratase 
 Glutamina e asparagina, por ação da glutaminase e asparaginase, sofrem 
desaminação. 
 A reação da glutaminase é importante no rim, pois o amônio produzido é excretado 
diretamente pela urina (forma sais com ácidos Metabólicos e facilita a sua remoção 
pela urina) 
 No músculo e no cérebro (não no fígado), há o ciclo dos nucelotídeos da purina, que 
faz liberar NH4+ dos aminoácidos. No cérebro, o nitrogênio é transportado através da 
glutamina 
 Há uma parte do amônio q vai pro ciclo da uréia que é proveniente de metabolismo de 
bactérias do lúmen do TGI (esse amônio vem pela veia porta e vai para o fígado) 
 
 
 
→desaminação oxidativa do glutamato 
 O glutamato pode ser desaminado oxidativamente numa reação catalisada pela 
glutamato-desidrogenase (GDH) e produz amônio e α-cetoglutarato. NAD+ ou NADP+ 
podem servir como cofatores. Ocorre na mitocôndria e é reversível 
 Com esta reação, o glutamato pode coletar nitrogênio de outros aminoácidos através 
das reações de transaminações e então liberar amônio através da reação do GDH. 
 É uma das fontes de amônia que entra no ciclo da uréia 
 
 
→papel do glutamato no metabolismo do nitrogênio 
 
 
 
→papel da alanina e da glutamina 
 As enzimas do ciclo da uréia são ativas principalmente no fígado. Deste modo, é 
necessário um mecanismo de transporte do nitrogênio dos aminoácidos para lá. 
 No sangue, a alanina e a glutamina são os transportadores mais importantes 
 Ciclo glicose-alanina: A alanina é exportada principalmente pelo músculo. O piruvato é 
transaminado com o glutamato e forma alanina e α-cetoglutarato. No fígado, a alanina 
é transaminada a piruvato novamente. O nitrogênio vai ser utilizado pra síntese da 
uréia e o piruvato, para a gliconeogênese. 
 
 Glutamina é sintetizada quando o glutamato, em condições em que há rápida 
degradação de aminoácidos em um tecido, aumentando os níveis de amônia, recebe 
outro nitrogênio. A glutamina vai até o fígado (amônia servira para biossíntese da 
uréia), rins (liberação da amônia e produção de amônio servirá para formar sais com 
ácidos metabólicos na urina) e intestino (utilizado como substrato energético) 
 
 
CICLO DA URÉIA 
→ balanço nitrogenado 
 A quantidade de nitrogênio ingerida a cada dia, principalmente na forma de proteína 
da dieta, é igual à quantidade de nitrogênio excretada. 
 O principal meio de excreção de nitrogênio é a uréia, produzido principalmente no 
fígado, pelo ciclo da uréia. É uma forma de excretar amônia, que é tóxica, 
principalmente ao cérebro e ao SNC. 
→ reações do ciclo da uréia 
 O nitrogênio entra no ciclo da uréia como NH4+ e aspartato. A ornitina é o composto 
que inicia e é regenerado no ciclo 
 SÍNTESE DE CARBAMOIL-FOSFATO → NH4+, bicarbonato e 2 ATP reagem para formar 
carbamoil-fosfato. A enzima que catalisa a reação é a carbamoil-fosfato-sintetase 1 
(CSP1), encontrada principalmente nas mitocôndrias do fígado e do intestino. CSP2 
existe no citosol, e está relacionada à síntese de pirimidinas utilizando o nitrogênio da 
glutamina 
 PRODUÇÃO DE ARGININA PELO CICLO DA URÉIA 
 
 Tópicos feitos pelas enzimas participantes 
 
 →ornitina-transcarbamoilase: carbamoil-fosfato reage com ornitina e forma citrulina. 
Ocorre na mitocôndria. Citrulina é transportado através da membrana mitocondrial 
em troca de uma ornitina citoplasmática. 
→argininosuccinato-sintetase: o aspartato é a segunda fonte de nitrogênio para 
síntese de uréia. citrulina reage com aspartato, sendo direcionada pela hidrólise do 
ATP a monofosfato de adenosina (AMP) e pirofosfato. O aspartato vem da 
transaminação do oxaloacetato. 
→argininosuccinato-liase: clivagem do argininosuccinato em fumarato e arginina. 
 CLIVAGEM DA ARGININA PARA PRODUZIR URÉIA →arginase cliva a arginina, 
produzindo uréia e regenerando ornitina. Lembrar que a uréia contém 2 nitrogênios, 
um derivadodo amônio e outro, do aspartato. 
 CLIVAGEM DA ARGININA PARA PRODUZIR URÉIA →arginase cliva a arginina, 
produzindo uréia e regenerando ornitina. Lembrar que a uréia contém 2 nitrogênios, 
um derivado do amônio e outro, do aspartato. 
 
 
→reciclagem de aspartato 
 O fumarato produzido na clivagem do argininosuccinato é transformado em malato 
pela fumarase citoplasmática. Este pode ser utilizado tanto para síntese de glicose 
(gliconeogênese) quanto para regeneração do oxaloacetato. O oxaloacetato pode ser 
transaminado para gerar o aspartato que leva nitrogênio para uréia . deste modo, o 
fumarato pode regenerar aspartato. 
 
 
REGULAÇÃO DO CICLO DA URÉIA 
 A regulação é feita por feed-foward 
 No geral, o ciclo é regulado pela disponibilidade de substrato: quanto maior a 
velocidade de produção de amônia, maior a velocidade de produção da uréia 
(característica geral de controle de vias de eliminação) 
 Ativação alostérica da CSP1 pelo N-acetil-glutamato (NAG)→ NAG é formado 
especialmente para ativar a CSP1. Sua síntese é estimulada pela arginina. Deste modo, 
duas reações são estimuladas pela arginina: reação da CSP1 (pela maior síntese de 
NAG) e a da arginase, permitindo que o ciclo opere mais rapidamente. 
 Indução das enzimas do ciclo da uréia → resposta a condições que requerem 
aumento do metabolismo protéico (dieta rica em proteínas ou jejum prolongado). Em 
ambos estados fisiológicos, os carbonos dos aminoácidos são transformados em 
glicose e o nitrogênio, em uréia. 
 
 
NO JEJUM 
 No jejum, o fígado deve manter a glicemia constante. 
 Via gliconeogênese, os aminoácidos das proteínas musculares são a principal fonte de 
carbono (carbono vira glicose e nitrogênio, uréia). Assim, a excreção urinária de uréia é 
maior no jejum. 
 Contudo, com jejum prolongado, o cérebro passa a utilizar corpos cetônicos e a 
produção de uréia é diminuída. 
 O principal aminoácido que serve de substrato pra gliconeogênese é a alanina 
(sintetizado nos tecidos periféricos como carreador de nitrogênio). O transporte de 
alanina é estimulado pelo glucagon (hormônio do jejum) 
 
HIPERAMONEMIA