Oxidação dos aminoácidos 2019

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR
INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA
Módulo III
Oxidação dos Aminoácidos e Ciclo da Ureia
Profa. Daniele
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Proteínas
Contínuo processo de degradação e síntese – 400 g de proteínas renovadas por dia;
Conjunto de aminoácidos – proteínas endógenas (3/4) e exógenas (1/4);
Aminoácidos – utilizados para a síntese de proteínas e de outros compostos nitrogenados ( bases nitrogenadas, fosfolipídeos, glicolipídeos, carnitina, creatina, etc).
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De onde vêm os aminoácidos que serão incorporados nas proteínas?
Aminoácidos da dieta
 (70 g/dia)
Aminoácidos dos tecidos
(140 g/dia)
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Dieta
Balanço de nitrogênio
Quantidade de N ingerido = Quantidade de N excretada
Balanço de nitrogênio positivo
Balanço de nitrogênio negativo
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Digestão de Proteínas
Estômago
Pepsina – Endopeptidase (Tyr, Phe, Trp)
Duodeno
Tripsina – Endopeptidase (Arg, Lys)
Quimotripsina – Endopeptidase (Tyr, Phe, Trp, Met)
Carboxipeptidase – Exopeptidase (extremidade carboxiterminal)
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Oxidação dos aminoácidos
As concentrações de aminoácidos nos tecidos é extremamente regulada de modo que, em condições normais, seus níveis devem ser suficientes APENAS para satisfazer as necessidades de biossíntese de proteínas, ácidos nucléicos e poucas outras moléculas.
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Alguns produtos advindos de aminoácidos
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Circunstâncias em que são degradados
Durante a síntese e degradação das proteínas celulares – Aminoácidos liberados das proteínas serão degradados por oxidação caso não sejam utilizados para a síntese de novas moléculas.
Quando há excesso de proteínas na dieta – aminoácidos não podem ser estocados.
Durante o jejum prolongado ou diabetes – proteínas corporais serão hidrolisadas e os aminoácidos utilizados como combustível.
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Oxidação dos aminoácidos
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Catabolismo dos aminoácidos nos vertebrados
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Destino Metabólico dos Grupos Amino
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O grupo amino é transferido a um cetoácido para produzir o cetoácido do aminoácido original e um novo aminoácido
Reação de Transaminação
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Reação de Transaminação
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Reação de Transaminação
Considerações importantes:
Não há perda de grupos amino
Após coleta na forma de glutamato:
 Transporte na forma de alanina ou glutamina
 Eliminação dos grupos aminos – Ciclo da ureia
Utilização para a síntese de aminoácidos não-essencias
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Aspartato aminotransferase (AST) ou Glutamato-oxaloacetato transaminase (GOT)
Alanina aminotransferase (ALT) ou Glutamato-piruvato transaminase (GPT)
Aminotransferases no diagnóstico de injúria celular
Lesões hepáticas (ALT), cardíacas, infecções etc 
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Tem uma ação muito importante na captura intracelular dos grupos amino
Glutamato
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Glutamato
Tem uma ação muito importante na captura intracelular dos grupos amino
Transporte 
Glutamina
Alanina
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Glutamina
Importante no transporte, através do sangue, de amônia dos tecidos para o fígado
Amônia livre nos tecidos é combinada com o L-glutamato liberando L-glutamina
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Glutamina
Encontrada em todos os organismos
Forma não-tóxica de transporte de amônia
Excreção dos grupos amino
Biossíntese de compostos nitrogenados
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Glutamina
Encontrada em todos os organismos
Forma não-tóxica de transporte de amônia
Excreção dos grupos amino
Biossíntese de compostos nitrogenados
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Glutamina
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Glutamina ao chegar no fígado...
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Alanina
Também transporta grupos amino para o fígado.
Neste caso, ao invés do glutamato se converter em glutamina ele entrega seu o grupo amino para o piruvato transformando-o em alanina.
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Alanina
Ciclo glicose-alanina
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Alanina
Ciclo glicose-alanina
Contração vigorosa
Excesso de piruvato e lactato
Excesso de amônia (quebra de proteínas)
Ciclo de Cori
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Alanina ao chegar no fígado...
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Glutamato desidrogenase
Mamíferos – matriz mitocondrial
Usa tanto NAD+ como NADP+
Formada por 6 subunidades
Regulada alostericamente 
Catabolismo do grupo amino no fígado
Desaminação oxidativa do glutamato
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Ciclo de Krebs
Síntese de glicose
Desaminação oxidativa do glutamato
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Desaminação oxidativa do glutamato
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Toxicidade da Amônia
Bases moleculares da toxicidade ainda não bem entendidas
Sintomas de intoxicação
Edema cerebral
Aumento da pressão intracraniana
Coma
Estudos sobre o SNC
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Toxicidade da Amônia 
(osmólito)
-Cetoglutarato + NH4+ L-Glutamato
L-Glutamina
Glutamina sintetase
Glutamato desidrogenase
Glutamato – Precursor de neurotransmissores (GABA -  aminobutirato) 
Consumo de -Cetoglutarato – depleção de intermediários do ciclo de Krebs e redução na oxidação da glicose (fonte de ATP para o cérebro) 
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Toxicidade da Amônia 
Insuficiência hepática grave (hepatite, cirrose)
Queda na produção de uréia
Acúmulo de amônia (hiperamonemia)
Encefalopatia e morte
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Resumo catabolismo do grupo amino
Transferência de grupo amino para o cetoglutarato para formar glutamato.
O glutamato é transferido para a mitocôndria do hepatócito onde a glutamato desidrogenase faz a liberação do grupo amino na forma de amônia.
A amônia proveniente de outros tecidos pode chegar ao fígado através da glutamina.
A alanina também pode servir de transporte de amônia do músculo para o fígado.
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Catabolismo do grupo amino
O que acontece com amônia ao chegar na mitocôndria do hepatócito?
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Excreção do Nitrogênio
Se não há necessidade de síntese de novos aminoácidos ou outros compostos nitrogenados então os grupos amino serão excretados 
Amoniotélicos
Ureotélicos
Uricotélicos
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Ciclo da Uréia
Via descoberta em 1932 por Hans Krebs
Maior produção de uréia ocorre no fígado.
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Ciclo da Uréia
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Ciclo da Uréia – formação do carbomoil fosfato
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Ciclo da Uréia
Arginosuccinato sintetase
Arginosuccinato liase
Arginase
Ornitina transcarbamoilase
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Uréia
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Ciclo da Uréia e Ciclo de Krebs
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Regulação do Ciclo da Uréia
Dieta rica em proteína
Desnutrição
Esqueletos carbônicos dos aminoácidos como combustível resulta na produção de muita uréia.
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Regulação do Ciclo da Uréia
LONGO PRAZO – Alteração na velocidade de síntese das enzimas do ciclo da uréia. 
Desnutrição e dietas ricas em proteínas – Aumento na velocidade de síntese das enzimas.
CURTO PRAZO – Regulação alostérica.
Acetil-CoA + Glutamato
N-acetilglutamato
N-acetilglutamato sintase
HCO3- + NH4+ Carbamoil fosfato
Arginina
Carbamoil fosfato sintase I
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Aminoácidos como fonte de energia
Para serem utilizados como fonte de energia o aminoácidos necessitam perder o radical amino. Isso ocorre através das reações de TRANSAMINAÇÃO.
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Disposição dos Esqueletos de Carbono
Aminoácidos glicogênicos – produz piruvato ou oxaloacetato na sua degradação. O oxaloacetato pode servir para a síntese de glicose através da gliconeogênese.
Aminoácidos cetogênicos – aqueles que geram acetil-CoA levando à formação de corpos cetônicos.
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Aminoácidos glicogênicos e cetogênicos
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