Metabolismo dos aminoácidos e Ciclo da Uréia

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.Visão Geral 
Não são armazenados pelo organismo (ao contrário dos carboidratos e gorduras); 
 
São obtidos pela dieta, pela síntese de novo e/ou pela degradação protéica normal; 
 
Qualquer aa em excesso é rapidamente degradado; 
 
1ª parte do catabolismo: envolve a remoção do grupo α-amino e o α-cetoácido 
correspondente. 
 
Maior parte da amônia é utilizada para a síntese de ureia. 
 
2ª parte do catabolismo: esqueletos dos aa são convertidos em intermediários das 
vias produtoras de energia. 
.Visão Geral 
Nos animais, os aminoácidos sofrem degradação oxidativa em três circunstâncias 
metabólicas diferentes: 
 
1 - Alguns aminoácidos liberados pela hidrólise de proteínas não são necessários 
para a biossíntese de novas proteínas, sofrendo degradação oxidativa. 
 
2 - Quando uma dieta é rica em proteínas e os aminoácidos ingeridos excedem as 
necessidades do organismo para a síntese proteica, o excesso é catabolizado; 
aminoácidos não podem ser armazenados. 
 
3 - Durante o jejum ou no diabetes melito não controlado. 
.Metabolismo do Nitrogênio 
• O nitrogênio entra no organismo em uma variedade de compostos presentes nos 
alimentos, os mais importantes sendo os aminoácidos contidos nas proteínas da 
dieta. 
 
• O nitrogênio deixa o organismo na forma de ureia, amônia e outros produtos 
derivados do metabolismo dos aminoácidos. 
 
• O conjunto de aas: aas livres presentes no organismo 
 
• Fontes: 
 1 – aas liberados pela hidrólise de proteínas teciduais 
 2 - aas provenientes das proteínas da dieta 
 3 – aas não-essenciais sintetizados 
 
 
• Destinos: 
 1 – síntese de proteínas 
 2 - Sínteses de moléculas nitrogenadas 
 3 – conversão em glicose, glicogênio, ác. graxos, c. cetônicos ou CO2 
 
 
.Renovação das proteínas 
. 
• Quantidade total de proteínas corporais é constante: curta 
duração, longa duração e estruturais 
 
• Degradação: 
-Sistema ubiquitina-proteassomo: dependente de energia, 
ocorre no citosol; 
 
-Enzimas lisossomais: não dependentes de ATP 
 
 
• Sinais que orientam a degradação protéica: 
-Oxidação ou marcação com ubiquitina 
 
-Natureza do resíduo N-terminal: serina / aspartato 
 
 -Proteínas ricas em sequências contendo prolina, 
 glutamato, serina e treonina são degradadas 
 rapidamente. 
.Digestão de proteínas 
. 
• Estômago: 
- Suco gástrico 
- Pepsininogênio: pró-enzima 
convertida em pepsina 
• Zimogênios 
• Pâncreas: 
 - Colecistocinina controla a liberação 
de zimogênios 
 -Tripsinogênio: convertido em 
Tripsina pelas enteropeptidases 
intestinais. 
• Intestino: 
- Aminopeptidase: cliva o N-terminal 
de oligopeprídeos. 
. 
. 
.Digestão de proteínas 
Especificidade 
.Transporte de aminoácidos para o interior das células 
. 
• Transporte ativo, dependente de ATP; 
 
• Existem pelo menos sete diferentes sistemas de transporte de aas; 
 
• Problemas nessa função podem 
• gerar doenças. 
 
 
.Remoção do N dos aminoácidos 
• A remoção do grupo α-amino é essencial para a produção de energia a partir de 
qualquer aminoácido; 
 
• Uma vez removido, o N pode ser incorporado em outros composto ou excretado, 
enquanto o esqueleto carbônico é metabolizado. 
 
 
• Reações de transaminação; 
 
• α-cetoglutarato é aceptor de grupos 
amino da maioria dos aas, transformando-
se em glutamato; 
 
• Aminotransferases: citosol e mitocôndria 
do fígado, rins, intestino e músculos. 
 
.As aminotransferases 
• Cada aminotransferase é específica para um ou poucos aminoácidos. 
 
• São designadas pelo doador do grupo amino, pois o aceptor é sempre o α-
cetoglutarato. 
 
• As mais importantes são: 
 
 
 
 
Alanina-aminotransferase (ALT): glutamato é 
coletor de N da alanina 
 
Aspartato-aminotransferase (AST): exceção 
à regra de que as aminotransferases afunilam 
grupos amino para formar glutamato. A AST 
transfere grupos amino do glutamato para o 
aspartato. 
.As aminotransferases 
• Todas requerem a coenzima piridoxal-fosfato 
 
 
 
 
.As aminotransferases – Valor Diagnóstico 
• São enzimas, normalmente, intracelulares; 
 
• Níveis baixo observados no plasma representam renovação celular; 
 
• Presença de níveis elevados de aminotransferases no plasma indica lesão 
em células ricas nesses enzimas: fígado, músculo... 
Doença Hepática: 
 - AST e ALT encontram-se elevadas em 
quase todas as doenças hepáticas, mas 
especialmente nas que causam ampla necrose, 
como hepatite viral grave, lesão tóxica, etc. 
 
 - A ALT é mais específica, mas a AST 
é mais sensível. 
.Desaminação oxidativa 
• Diferente das reações de transaminação, que 
transferiam grupos amino, a desaminação oxidativa 
pela glutamato desidrogenase resulta na liberação de 
amônia (NH3) livre. 
• O glutamato é o único aa que recebe desaminação 
oxidativa; 
 
• Coenzimas: NAD+ e NADP+ 
 
• Sentido das reações: depende da concentração 
de glutamato, α-cetoglutarato e amônia e da razão 
de coenzimas oxidadas e reduzidas. 
 
• Reguladores alostéricos: GTP e ADP 
 
 
 
.Transporte da amônia para o fígado 
• Glutamina sintetase 
 
 
• Transaminaçao piruvato – alanina 
.Transporte da amônia para o fígado 
• Glutamina sintetase 
 
 
• Transaminaçao piruvato – alanina (Ciclo de Cori) 
 
Excreção de Nitrogênio 
 
E 
 
Ciclo da Ereia 
• A maioria das espécies aquáticas, como os peixes ósseos, é amoniotélica e excreta 
o nitrogênio amínico como amônia. 
 
• Os animais terrestres necessitam de vias para a excreção do nitrogênio que 
minimizem a toxicidade e a perda de agua. A maior parte dos animais terrestres e 
ureotélica e excreta o nitrogênio amínico na forma de ureia; 
 
• Aves e repteis são ureotélicos, excretando o nitrogênio amínico como ácido úrico. 
O Ciclo da Ureia 
A amônia é convertida em ureia em 5 
etapas: 
 
1 – Formação do Carbamoil-fosfato 
 
2- Formação de Citrulina 
 
3- Síntese de Arginino-Succinato 
 
4- Clivagem do Arginino-Succinato 
 
5 – Clivagem da Arginina 
Só no 
fígado! 
.O destino da Ureia 
• Após sair do fígado, a ureia é transportada para os rins, onde é filtrada e excretada 
na urina; 
 
• Parte se difunde do sangue para o intestino, onde é clivada pela urease bacteriana, 
gerando amônia que parte é perdida nas fezes e parte é reabsorvida; 
 
• Em pacientes com insuficiência renal os níveis de ureia no plasma aumentam, 
promovendo maior transferência para o intestino. A ação da urease intestinal torna-
se uma fonte clinicamente importante de amônia, contribuindo para a 
hipermamonemia observada nesses pacientes. 
 
 
 
 
 
 
.Regulação do Ciclo da Ureia 
• A regulação ocorre em dois níveis: 
 
 -Aumento da síntese das enzimas do ciclo em situações de maior demanda, como no 
jejum ou ingestão de dieta rica em proteínas; 
-Regulação alostérica da Carbamoil-fosfato-sintetase 
I: ativada alostericamente por N-acetil--glutamato, 
sintetizado a partir de acetil-CoA e glutamato 
pela N-acetil-glutamato-sintase. 
 
.A “bicicleta” de Krebs 
 
O metabolismo da amônia 
• Produzida por todos os tecidos durante o metabolismo de uma variedade de 
compostos e é eliminada principalmente pela formação de ureia no fígado. 
• O nível de amônia no sangue, no entanto, deve ser mantido muito baixo, pois mesmo 
concentrações ligeiramente aumentadas (hiperamonemia) são tóxicas para o sistema 
nervoso central (SNC). 
• Deve haver, portanto, um mecanismo metabólico para removero nitrogênio dos 
tecidos periféricos e levá-lo até o fígado para a transformação em ureia, ao mesmo 
tempo em que são mantidos baixos os níveis de amônia circulantes. 
.Fontes de amônia 
• Aminoácidos: dieta proteica. 
• Glutamina: os rins produzem amônia a partir da glutamina (pela ação da 
glutaminase renal) e da glutamato desidrogenase. A maior parte dessa amônia é 
excretada na urina como NH4+. A glutaminase intestinal também produz amônia a 
partir da glutamina obtida na dieta ou captada no sangue. 
• Bactérias intestinais. 
 
• Aminas: obtidas da dieta e monoaminas utilizadas como hormônios ou 
neurotransmissores. 
 
• Metabolismo das purinas e pirimidinas 
.Transporte da amônia 
• Apesar de constantemente produzida, os níveis 
sanguíneos de amônia são muito baixos. Isso, devido à 
rápida remoção pelo fígado e pelo fato de alguns tecidos 
liberarem o “N” dos aas na forma de glutamina e alanina 
em vez de liberar como amônia livre. 
• Ureia: A formação de ureia no fígado é, quantitativamente, 
a principal via de eliminação da amônia. 
• Glutamina: forma de armazenamento e transporte não 
tóxico de amônia. Sua formação a partir do glutamato 
requer ATP e ocorre principalmente no fígado e músculo, 
mas também no encéfalo, de onde toda a amônia é 
removida desta forma. A glutamina circulante é removida 
pelo fígado e pelos rins e desaminada pela glutaminase. 
.Visão geral do 
metabolismo da amônia 
.Hiperamonemia 
• A capacidade do ciclo hepático da ureia excede as 
velocidades normais de produção de amônia. 
 
• Níveis normais são baixos: ~5 – 35 µmol/l 
Intoxicação 
Tremores, discurso inarticulado, 
sonolência, vômito, visão borrada, edema 
cerebral...coma...morte 
• Função hepática prejudicada: ~1000 µmol/l 
Hiperamonemia adquirida 
 
Hiperamonemia hereditária