Resumo metabolismo dos aminoácidos

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Metabolismo dos aminoácidos
- Aminoáciodos chegados da dieta viajam através da veia porta hepática para o FÍGADO
- Usados para síntese de proteínas (particularmente sanguíneas)
- São então convertidos a glicose ou triglicerídeos
- Secretados como VLDL 
- No estado alimentado, a glicose produzida é estocada na forma de glicogênio ou liberada dentro do sangue
- aa’s que passam através do fígado são convertidos a proteínas nas células e outros tecidos
- durante o jejum os aas são liberados das proteínas musculares
- outros parcialmente oxidados e convertidos em alanina e glutamina (isso porque não somos capazes de armazená-los)
- a alanina entra no sangue e glutamina, nos rins, libera amônia dentro da urina e é convertida a alanina e serina e nas células intestinais a glutamina é convertida em alanina
- Alanina (maior aas gliconeogênico) e outros aas entram no fígado onde o Nitrogênio é convertido em uréia, essa é excretada na urina e os Carbonos convertidos a glicose e corpos cetônicos e oxidados por diversos tecidos para a obtenção de energia
Digestão das proteínas
- a proteína da dieta é fonte primária de nitrogênio 
- os aas produzidos pela digestão de proteínas são absorvidos através das células epiteliais intestinais e entram no sangue
- esses são utilizados para síntese de proteínas ou outros compostos que possuam nitrogênio ou são oxidados para obter atp
- as enzimas que digerem as proteínas são produzidas na forma de zimogênios, precursores inativos, maiores que as enzimas ativas
- os zimogênios inativos são secretados das células onde são produzidos e entram no lúmen do trato digestivo onde são clivados em formas menores que possuem a atividade proteolítica
- as enzimas possuem diversas especificidades sendo que nenhuma pode digerir uma proteína sozinha
- em conjunto, as diversas proteases podem digerir as proteínas em pequenos peptídeos e aminoácidos 
No estômago:
- ativação do pepsinogênio autocatalítica
- HCl no lumen alerta a confirmação do pepsinogênio fazendo com que ele clive sua própria cadeia produzindo a pepsina
- preteínas da dieta são desnaturadas pelos ácidos estomacais, porém o pH baixo não desnatura a pepsina que cliva as ligações peptídicas em vários pontos dentro da cadeia da proteína
No pâncreas
- o conteúdo gástrico que chega ao intestino encontra a secreção do pâncreas que contém bicarbonato (neutralizador), e um grande numero de proteases zimogênio
- o zimogênio precisa ser ativados em um curto período para não digerir um ao outro, isso é conseguido pela tripsina(clivagem do zimogênio)
- tripsina tem um papel central digestão pois cliva proteínas da dieta e ativa outras proteases produzidas pelo pâncreas
- quimo-tripsina e elastase (peptídeos formados pela ação da tripsina) são atacados por exopeptidases que são proteases que quebram um aminoácido de cada vez no final da cadeia
- os zimogênios produzidos pelo pâncreas são convertidos pela tripsina em carboxipeptidades ativas
Células intestinais
- aminopeptidases, exopeptidades produzidas pelas células epiteliais intestinais agem dentro da borda da célula clivando um aa por vez no terminal do pepetídeo
-a ação conjunta das enzimas proteolíticas pelas células do estomago clivam completamente as proteínas da dieta em aas
Controle do processo digestivo
- estômago: liberação HCl, estímulo da célula produtora de ácido, devido a gastrina, histamina e acetilcolina
- autorregulação do sistema digestivo: hormônios, produzidos e liberados pelas células da mucosa do estômago e intestino delgado
- liberados no sangue: até o coração, retornam ao sistema digestivo, estimulam liberação de sucos digestivos e movimentos dos órgãos
Principais hormônios: gastrina, secretina e CCK
- gastrina: estimula produção HCl, dissolve e digere alguns alimentos, fundamental crescimento muscosa gástrica e intestinal
- secretina: estimula o pâncreas liberando suco pancreático, rico em bicarbonato, estimula estômago produzir pepsina e o fígado a produzir bile
- cck: estimula crescimento celular do pâncreas e a produção de suco pancreático, esvazia a vesícula biliar
- sistema nervoso: acetilcolina e adrenalina
ABSORÇÃO dos aminoácidos
- aas do lumen intestinal através do transporte de sódio por difusão facilitada e através do transporte ligado ao ciclo glutamil
- cotransporte de sódio e os aa’s: os aas são absorvidos principalmente pelas proteínas transportadoras de sódio semi-específicas; o cotransporte de Na+ e os aas de fora para dentro da célula é digerido pela baixa concentração de Na+ dentro. A baixa concetração resulta no bombeamento do Na+ fora pela NA+K+ATPase da membrana
Ciclo do glutamil
- ocorre no intestino e rins, onde aas extracelulares reagem com a glutationa numa reação catalisada pela transpeptidase presente na membrana
- o gama-glutamil aas formado atravessa a membrana e libera os aas dentro da célula, os outros produtos dessas duas reações são recuperados a glutationa
Transporte dentro da célula de aas
- são principalmente transportados via transportadores Na+ dependente em menor extensão por transporte facilitado
- essa dependência, no fígado músculo e outros tecidos, faz com que concentrem aas no sangue
KWASHIORKOR – deficencia de proteínas na dieta, perda muscular e diminuição da concentração de proteínas plasmáticas (albumina).
Aumento do fluido intersticial, causa edema e abdômen distendido, que causa aparência de inchaço devido a inabilidadede produzir enzimas digestivas e novas células epiteliais devido a baixa disponibilidade de aas para novas proteínas
Metabolismo Nitrogênio
- Remoção do nitrogênio dos aas (transaminação e glutato-desidrogenase)
- formação da amônia
- Ciclo da uréia
 Transaminação: maior processo de remoção do N dos aa
- nitrogênio transferido como um grupo amino de um aa original para o alfa-cetoglutarato formando glutamato, enquanto o aa original é convertido ao alfa-cetoácido correspondente
- exemplo, aspartato transaminado forma o oxalacetato (alfa-cetoácido)
- LISINA E TRONINA não podem sofrer reações de transaminação
- o objetivo é coletar grupos amino dos diferentes aas na forma de L-glutamato
- assim ele funciona como doador de grupos amino para biossíntese o para vias de excreção do grupo amino
- o alfa-cetoglutarato serve para ciclo de Krebs ou na gliconeogênese
De uma forma geral o grupo amino de um aas se torna o grupo amino de um segundo aas, devido a sua reversibilidade, ela pode ser usada para remover o nitrogênio dos aas ou para transferir o nitrogênio do alfa-cetoácido para formar aas
As enzimas catalisadoras são TRANSAMINASES e AMINOTRANSFERASES sendo o PIRIDOXAL FOSFATO o cofator.
Vitamina B6
- termo coletivo para piridoxina (plantas), piridoxal e piridoxamina(alimentos obtidos de animais)
- precursores da coenzima bilogicamente ativa, o piridoxal-fosfato
- piridoxal fosfato – coenzima para enzimas que catalisam reações de desaminação, descarboxilação, condensação e transaminação
Glutamato – pode ser deaminado oxidativamente pela reação catalisada pela glutamato desidrogenase que produz o amônio alfa-cetoglutarato. NAD+ ou NADP+ podem servir como cofatores. Ocorre na MITOCONDRIA. Ela é reversível podendo incorporar ou liberar amônia do glutamato.
NADPH - é usado na reação de síntese
NAD na liberação da amônia, degradação
Essa reação ocorre na região perivenosa do fígado. A amônia proveniente do metabolismo bacteriano do lúmen intestinal é absorvida e transportada ao fígado, o glutamato incorpora essa amônia em glutamato pela glutamato desidrogenase
A formação de NADH durante a desaminação oxidativa é bem utilizada pois pode ser reoxidado pela cadeia respiratória gerando ATP
Regulação da glutamato desidrogenase: regulada alostericamente pelos nucleotídeos purínicos
ADP e GDP – aumentam a atividade da enzima, como indicativos de um baixo nível energético, mostrando a necessidade de aminoácidos para a oxidação e produção de energia
ATP E GTP – são indicativosde um alto nível energético e ativam a enzima alostericamente na direção da síntese de glutamato
Glutamato no metabolismo do nitrogênio dos aas
Papel central por estar envolvido em ambos, síntese e degradação
Síntese: obtém N de outros aas pela transaminação ou do NH+4 pela reação da glutamato desidrogenase. Assim a transaminação serve para transferir amino do glutamato para o alfa ceto ácido para produzir seus aas correspondentes
Degradação: quando formada a uréia, o glutmato coleta o N de outros aas pela reação de transaminação. Alguns desses N são liberados pela glutamato desidrogenase. Glutamato é fonte de nitrogênio transferindo o grupo amino para o oxalacetato formando aspartato e alfa-ceteoglutarato
O fluxo de nitrogênio dos aas para ureia
- são coletados na forma de amônia e aspartato
- um N da molécula de uréia é fornecido pelo NH3+ livre e outro N pelo aspartato
- o glutamato é precursor imediato de ambos os N e da amônia e do aspartato
- assim, ambos os átomos de N da uréia originam-se efetivamente do glutamato, o qual recolhe o N de outros aas.
O Ciclo da Uréia
Uréia - produzida principalmente pelo fígado no ciclo da uréia, removedora da amônia.
Reações do ciclo da uréia – o N entra no ciclo como NH4+ e aspartato
NH4+ forma carbamoil fosfato, o qual reage com a ornitina (inicia ou regenera o ciclo)
Aspartato reage com a citrulina (produzido do carbamoil fosfato e ornitina)
Em dois passos consecutivos, a arginina é formada, a clivagem dela pela argininase libera ureia e regenera a ornitina.
Regulação do ciclo
- O fígado humano tem vasta capacidade de converter aas a uréia, prevenindo os efeitos tóxicos da amônia, que poderia acumular
Em geral o ciclo da ureia é regulado pela disponibilidade do substrato, quanto mais alta formação de amônia mais alta a produção da formação de ureia.
Feed-forward (retroalimentação positiva)/feed-back (retroalimentação negativa)
- alostérico: ativação da carbamoil fosfato sintetase I por N-acetilglutamato que é produzido para ativar a CPSI. A síntese de NAG apartir de acetil coa e glutamato é estimulada por arginina
- indução/repressão da síntese das enzimas do ciclo: resposta a condições que requerem aumento do metabolismo proteico tais como dieta rica em proteína ou jejum prolongado
Em ambos estados o carbono é convertido a glicose e o N em uréia. A indução da síntese, ocorre mesmo sendo o nível enzimático superior as necessidades
A abilidade de dieta rica em proteína, aumentar os níveis de enzimas do ciclo da uréia é outro tipo de regulação por feed-forward
Função do ciclo
Jejum- o fígado mantém os níveis de glicose, aas das proteínas musculares são a maior fonte de carbono para a produção de glicose pela gliconeogênese. O C é transformado em glicose e os N em uréia. Assim, a excreção da ureia é alta durante o jejum
Jejum prolongado – o cérebro passa a utilizar corpos cetônicos poupando a glicose sanguínea. Menos proteínas são quebradas para prover aas para gliconeogênese e a produção de glicose e de aas diminuída é acompanhada pela produção diminuída de ureia.