Proteínas aminoácidos

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AULA 9
Metabolismo dos Aminoácidos e Proteínas I
Méd. Vet. MSc Renata B. N. Fuverki
Bioquímica Veterinária
Também contribuem para a geração de 
 ENERGIA METABÓLICA
PROCESSO: oxidação degradativa 
AMINOÁCIDOS
Por que degradar?
 Não podem ser armazenados!!!
De onde vem a proteína?
Aminoácidos
Não-essenciais: 
 Sintetizados em quantidades suficientes por mamíferos a partir da amônia e de esqueletos de carbono
Essenciais:
Não sintetizados
 Devem ser ingeridos na dieta
AMINOÁCIDOS 
 
Proteínas da dieta (1/4) Proteínas endógenas (3/4)
- Esse pool de aminoácidos é usado para a síntese de proteínas endógenas e de outras moléculas que contenham nitrogênio
Energia dos aminoácidos
Diferença de uso: 
CARNÍVOROS X HERBÍVOROS
METABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
• A proteína ingerida através da dieta é hidrolisada pelo trato gastrointestinal  aminoácidos
• Os aminoácidos ingeridos são utilizados para síntese de proteínas
• Os aminoácidos restantes são oxidados para fornecimento de energia
v
v
v
Síntese e a degradação normais das proteínas celulares 
 Caso os AA’s não sejam necessários para a síntese de novas proteínas.
Aminoácidos ingeridos em excesso
Dieta rica em proteínas  o excedente é catabolizado
Jejum severo ou o diabetes melito
Carboidratos inacessíveis ou não utilizados adequadamente
Proteínas serão hidrolizadas
Degradação oxidativa em três circunstâncias...
ALFA - CETOÁCIDO
Esqueleto de carbono
Destino dos esqueletos de C ?
O que acontece com os Grupos Amina?
Degradação
Excreção do nitrogênio
DIGESTÃO DAS PROTEÍNAS
DIGESTÃO PROTÉICA
As proteínas são muito grandes para serem absorvidas pelo intestino
Devem ser hidrolisadas até seus aminoácidos, os quais serão absorvidos
As enzimas proteolíticas são 
produzidas por três órgãos:
 
DIGESTÃO PROTÉICA
GASTRINA
Pepsinogênio
HCl
Pepsina
Peptídeos
AA’s
Cai pH
Secretina
Bicarbonato
Continua digestão...
Sobe pH
1
2
3
4
5
6
DIGESTÃO PROTÉICA
Entrada das proteínas no estômago  secreção de gastrina  secreção de ácido clorídrico por células parietais e pepsinogênio por glândulas gástricas  pepsina  hidrolisa proteínas  peptídeos menores e aminoácidos
Baixo pH estimula secreção de secretina ao sangue  secreção de bicarbonato no ID  neutraliza HCl  aumenta pH  continua digestão
AA’s
COLECISTOQUININA
Vesícula biliar
Corrente
 sanguínea
Pâncreas
TRIPSINOGÊNIO
TRIPSINA
AA’s
Absorção ID
FÍGADO
Digestão e absorção dos aminoácidos
Proteases pancreáticas: 
Tripsina
Quimotripsina
Elastase 
Carboxipeptidases
Todas secretadas na forma de proenzimas e ativadas pela tripsina
Chegada de AA no ID  libera colecistoquinina no sangue  estimula a secreção de enzimas pancreáticas 
Tripsinogênio  ativa a tripsina 
Pepsina, tripsina e quimotripsina possuem especificidades diferentes por aminoácidos 
DIGESTÃO PROTÉICA
Absorção dos aminoácidos
• Após absorção:
1. AAs caem na corrente sanguínea
2. Tecidos-alvo e fígado
3. Pool de aminoácidos (fígado)
AA’s
Absorção ID
FÍGADO
DESTINO DOS AMINOÁCIDOS NAS CÉLULAS
Destino dos AA’s na célula
Síntese de peptídeos e proteínas
2. Oxidação para formação de energia (fígado e músculo)
Uso dos aminoácidos
• Podem ser utilizados para síntese de proteínas
• Caso não sejam utilizados para essa finalidade, devem ser degradados
• Em animais, proteínas e aminoácidos não são armazenados como fonte de energia semelhante ao que ocorre com carboidratos e lipídeos.
• Uma parte importante da degradação de aminoácidos ocorre no fígado.
Catabolismo dos aminoácidos
Degradação no fígado e rins *m. esquelético
Remoção dos grupos amino
Uso dos esqueletos de carbono  energia
CLASSIFICAÇÃO:
Glicogênicos: precursores da gliconeogênese
Cetogênicos: produtores de corpos cetônicos
Alfa-Cetoácidos
Aminoácidos  perda do grupo amino 
 
Oxidação a CO2 e H20
Ou
Glicose via gliconeogênese
Alfa-cetoácidos (esqueletos de carbono)
A maioria dos esqueletos de carbono vão ao Ciclo de Krebs!
Catabolismo de aminoácidos
• Desaminação: retirada do grupo amino
Retirada:
REAÇÃO DE TRANSAMINAÇÃO
REAÇÃO DE TRANSAMINAÇÃO
Para que os aminoácidos possam ser utilizados como fonte de energia, eles devem primeiramente sofrer uma transaminação, ou seja, retirada de seu radical amino.
Catabolismo de aminoácidos
No fígado  1ª etapa: remoção de grupos amino
Enzimas: aminotransferases ou transaminases
Transaminase
Transaminação
1. O grupo amino é transferido  cetoácido aceita
Cetoglutarato: quem aceita!
2. Se sai grupo amino, sobra  cetoácido
3. Cetoglutarato + grupo amino = GLUTAMATO!
Glutamato = doador de grupos amino para vias metabólicas
Remoção de nitrogênio
•Estágio1: transaminação com α-cetogluturato para formar glutamato e um novo α-cetoácido.
•Estágio2: glutamato é desaminado através de processo oxidativo envolvendo NAD+
•Estágio3: formação de uréia através ciclo da uréia.
Desaminação oxidativa
Os grupos Amino dos aminoácidos são coletados no fígado 
Devem ser removidos do glutamato para serem excretados
Remoção do grupo amino como amônia livre
Hepatócitos  glutamato do citosol à mitocôndria  desaminação oxidativa ( glutamato desidrogenase) 
O cetoglutarato formado pela desaminação do glutamato pode ser usado no ciclo do ácido cítrico e para a síntese de glicose
DESTINOS DA AMÔNIA
Destinos da amônia
Amônia  tóxica para tecidos animais!
Níveis presentes no sangue são regulados
Conversão a um componente não-tóxico para ir dos tecidos ao fígado  FORMAÇÃO DE URÉIA
Dois mecanismos para transportar até o fígado
 1. Síntese de glutamina – tecidos extra - hepáticos
2. Ciclo glicose-alanina - músculo
1. Síntese de glutamina
Armazenamento temporário não-tóxico e transporte de amônia para o fígado
A partir do glutamato
Fígado: glutaminase  hidrolisa a glutamina  glutamato e amônia  síntese de uréia
Glutamato + ATP + NH3 glutamina + Pi
(glutamina sintetase) 
Destinos do glutamato
Entra na mitocôndria e sofre liberação da amônia;
Sofre transaminação com o OXALOACETATO e forma ASPARTATO
Glutamato e glutamina
Importante papel no metabolismo do nitrogênio 
Agem como pontos de recepção para grupos amino 
Citosol dos hepatócitos  grupos Amino são transferidos para cetoglutarato  forma glutamato  entra na mitocôndria, libera grupo amino e forma NH4 
HEPATÓCITO
Alfa - cetoglutarato
Aminoácidos
GLUTAMATO
AMÔNIA (NH4)
GLUTAMINA
Desaminação oxidativa
Alfa 
cetoglutarato
DESTINO DO GLUTAMATO
• ARMAZENA A AMÔNIA PARA POSTERIOR SÍNTESE DE OUTROS AMINOÁCIDOS
• SOFRE DESAMINAÇÃO OXIDATIVA NA MITOCÔNDRIA , LIBERANDO AMÔNIA
• Esta reação é dependente de água e forma NADPH e H+. 
 A enzima responsável por esta conversão é a GLUTAMATO DESIDROGENASE
Ciclo glicose-alanina
Já vimos que:
“Glutamato pode ser formado por transaminação e transportado ao fígado.”
Porém, também pode:
Transferir seu grupo amino ao PIRUVATO, produto da glicólise no músculo
Enzima: alanina aminotransferase
Ciclo glicose - alanina
Grupo amino + piruvato = ALANINA
Alanina  corrente sanguínea  fígado
Hepatócitos: alanina aminotransferase transfere o grupo amino da alanina para o cetoglutarato = piruvato e glutamato
Glutamato  2 destinos
Ciclo glicose - alanina
A alanina funciona como um transportador da amônia e do esqueleto carbônico do piruvato
Desde o músculo até o fígado
A amônia é excretada
O piruvato é empregado na produção de glicose, a qual pode retornar ao músculo
HEPATÓCITO
Alfa - cetoglutarato
ALANINA
GLUTAMATO
AMÔNIA (NH4)
Desaminação oxidativa
Alfa 
cetoglutarato
PIRUVATO
PRODUÇÃO DE URÉIA
CICLO DA URÉIA
Produção de uréia
Amônia depositada na mitocôndriade hepatócitos é convertida em uréia
CICLO DA URÉIA
Quase exclusivamente no fígado
Uréia  corrente sanguínea  rins  urina
Produção de uréia
Começa na mitocôndria hepática
Continua no citosol
Produção de uréia
5 etapas enzimáticas
Toda amônia presente no fígado é prontamente utilizada
Junto com HCO3- (respiração mitocondrial)
* Forma carbamoil fosfato (consumo de ATP)  entra no ciclo da uréia
Ciclo da uréia
4 das 5 etapas de produção de uréia
-
1ª reação do CU
1ª: carbamoil fosfato doa seu grupo carbamoil para a ORNITINA  forma CITRULINA e libera Pi  citrulina vai para citosol
* Enzima: ornitina transcarbamoilase
2ª reação do CU
Grupo amino vindo do aspartato, gerado na mitocôndria por transaminação
Grupo amino do ASPARTATO + grupo carbonil da CITRULINA  argininosuccinato
* Uso de ATP
* Enzima: argininosuccinato sintetase
3ª reação do CU
Argininosuccinato é quebrado  ARGININA e FUMARATO
Enzima = argininosuccinase
Fumarato vai para ciclo de Krebs
Única etapa reversível do ciclo
4ª reação do CU
Arginina é quebrada  URÉIA e ORNITINA
Enzima = Arginase
Ornitina: transportada para a 
mitocôndria para começar
 outro ciclo