19 Oxidação de aminoácidos

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DE ALIMENTOS
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UTFPR - UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DAALM - DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ALIMENTOS
CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
MEDIANEIRA
Prof. Flávio D. Ferreira
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 Cerca de 400g de proteínas são
sintetizadas por dia
 As proteínas são compostas por uma sequência de aminoácidos
 Estão em contínuo processo de síntese e degradação
 As proteínas estão em constante
renovação
 Uma vez que, a meia-vida
apresenta uma grande variação
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
1. Introdução
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 Os aminoácidos resultantes são absorvidos pela mucosa intestinal, enviados ao fígado
 As proteínas da dieta devem ser digeridas (hidrólise
das ligações peptídicas) por enzimas proteolíticas
 Os aminoácidos presentes no organismo originam-se
 Síntese dos aminoácidos não essenciais
 Proteínas endógenas
 Proteínas exógenas provenientes da dieta
 A digestão inicia no estomago – pepsina
 É completada no intestino delgado – tripsina e quimotripsina
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
1. Introdução
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 Cerca de 75% das proteínas endógenas
 Os aminoácidos provenientes das proteínas endógenas degradadas, não são os
mesmos que irão compor as novas proteínas que estão sendo sintetizadas
 Parte dos aminoácidos das novas proteínas são obtidos da dieta
 Re-sintese de novas proteínas endógenas ocorre no
fígado e utiliza
 Cerca de 25% dos aminoácidos provenientes
das proteínas da dieta
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
1. Introdução
5
 Assim, os aminoácidos que excedem as
necessidades do organismo, para a síntese de
novas proteínas
 Os aminoácidos remanescentes não podem ser armazenados
 Devido a presença do nitrogênio (grupo amino)
 Não existe um suprimento de aminoácidos para
posterior utilização
 Sofrem degradação oxidativa
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
1. Introdução
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 Durante o jejum ou diabetes (carboidratos não disponíveis) os
aminoácidos são utilizados como fonte de energia
Nos animais, os aminoácidos podem sofrer degradação em três circunstâncias:
 Os aminoácidos não necessários para a síntese de novas proteínas
 Os aminoácidos ingeridos em excesso, devido uma dieta rica em proteínas
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
1. Introdução
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 O excesso é convertido em uréia, principal
forma de excreção de nitrogênio
 O primeiro passo para degradação dos aminoácidos é a remoção do grupo amino
 Ocorre uma transaminação e desaminação oxidativa
 Parte da amônia gerada é utilizada em vias
biossintéticas
 Formando amônia e esqueletos de carbono (alfa-cetoacidos)
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
1. Introdução
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 Os alfa-cetoacidos entram no ciclo de Krebs e são oxidados a CO2 e H2O
 Corresponde a 10-15% da necessidade
energética do organismo
 Ou podem fornecer unidades de três
ou quatro carbonos que são
convertidos em glicose
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
1. Introdução
9
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
1. Introdução
10
Estudaremos o metabolismo do
grupo amino e a excreção do
nitrogênio
Inicialmente:
Em seguida:
O destino dos esqueletos de carbono 
derivados dos aminoácidos
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
1. Introdução
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 O grupo amino é transferido do aminoácido para um aceptor,
o α-cetoglutarato, gerando glutamato e α -cetoácido
 Reação catalisada por transaminase ou aminotransferase
Existem diferentes transaminases, que diferem na especificidade do aminoácido
EX: alanina-transaminase (ALT) ou aspartato- transaminase (AST)
 O glutamato é um reservatório temporário do grupo amino
 Podendo doar para as vias biossintéticas
 Ou excretar quando não utilizados – ciclo da uréia
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
2. Metabolismo do grupo amino
2.1 Remoção do grupo amino
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 O glutamato formado é transportado do
citosol para a mitocôndria, podendo seguir
 Para uma nova transaminação, formando aspartato
 Ou uma desaminação oxidativa, para formar amônia
(NH3) – converte no íon amônio (NH4
+)
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
2. Metabolismo do grupo amino
2.1 Remoção do grupo amino
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 Portanto, para o grupo amino ser liberado como
NH4
+, deve antes ser transferido para o glutamato
 A glutamato desidrogenase é especifica
para o glutamato
 Não são conhecidas desidrogenases
análogas para outros aminoácidos
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
2. Metabolismo do grupo amino
2.1 Remoção do grupo amino
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 Os grupos amino não utilizados para a síntese de novos aminoácidos devem
ser excretados
 Animais terrestres – Na forma de uréia (pequenas quantidades de ácido úrico)
 Aves e repteis – Na forma de ácido úrico
 No seres humanos, a amônia é convertida em uréia pelo Ciclo da uréia
 Descoberto por Hans Krebs, que posteriormente descobriu o ciclo de Krebs
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
3. Excreção do nitrogênio
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 A uréia é produzida no fígado e transportada aos rins para ser eliminada pela urina
 Os grupos amino tem sua eliminação aumentada
 Dieta rica em proteínas
 A quantidade de uréia excretada aumenta em duas situações
 Durante o jejum prolongado
 Durante jejum, ocorre a degradação das proteínas musculares para suprir a energia
 Cadeias carbônicas são utilizadas como precursoras para compostos energéticos
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
3. Excreção do nitrogênio
3.1 Ciclo da uréia
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 A uréia é produzida a partir da
amônia, por meio de cinco
reações enzimáticas
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
3. Excreção do nitrogênio
3.1 Ciclo da uréia
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 Removido o grupo amino de um
aminoácido, resta a cadeia
carbônica na forma de α-cetoácido
Glutamato
Aspartato
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
4. Degradação da cadeia carbônica dos aminoácidos
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 Piruvato
 Acetil-CoA
 Oxaloacetato
 Entretanto, convergem para formar apenas seis produtos principais
 As vinte cadeias carbônicas diferentes são oxidadas por vias próprias
 α-cetoglutarato
 Succinil-CoA
 Fumarato
 O destino final destes produtos pode ser:
 Ciclo de Krebs
 Gliconeogênese, produzindo glicose
 Produção de corpos cetônicos
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
4. Degradação da cadeia carbônica dos aminoácidos
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 Os aminoácidos podem ser classificados em glicogênicos e cetogênicos
 De acordo com a natureza do produto final formado após a degradação
Podendo gerar corpos cetônicos Podendo gerar glicose
Os aminoácidos que 
originam acetil-CoA
Os aminoácidos que originam piruvato
ou intermediários do ciclo de Krebs
Cetogenicos Glicogênicos
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
4. Degradação da cadeia carbônica dos aminoácidos
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OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
4. Degradação da cadeia carbônica dos aminoácidos
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 Convertido em acetil-CoA e
oxidado no ciclo de Krebs
 Os esqueletos carbônicos de seis aminoácidos são convertidos em piruvato
 Sendo que o piruvato pode ser:
 Convertido em oxaloacetato e
encaminhado para a
gliconeogênese
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
4. Degradação da cadeia carbônica dos aminoácidos
4.1 Aminoácidos convertidos em piruvato
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 Os esqueletos carbônicos de sete aminoácidos são convertidos em
acetil-CoA de forma direta
 Ou de forma indireta, via acetoacetil-CoA
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
4. Degradação da cadeia carbônica dos aminoácidos
4.1 Aminoácidos convertidos em acetil-CoA
Treonina
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 Os esqueletos carbônicos de
cinco aminoácidos são
convertidos em α-cetoglutarato
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
4. Degradação da cadeia carbônica dos aminoácidos
4.1 Aminoácidos convertidos em α-cetoglutarato24
 Os esqueletos carbônicos de quatro aminoácidos
são convertidos em succinil-CoA
 Estes aminoácidos,
inicialmente, formam
propionoil-CoA
 O propionil-CoA é convertido
em metilmalonil-CoA e em
seguida em succinil-CoA
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
4. Degradação da cadeia carbônica dos aminoácidos
4.1 Aminoácidos convertidos em succinil-CoA
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 O aspartato pode ser
convertido em oxaloacetato
 A asparginina, por hidrolise,
forma aspartato
 Os esqueletos carbônicos de dois aminoácidos são
convertidos em oxaloacetato
OXIDAÇÃO DE AMINOÁCIDOS
4. Degradação da cadeia carbônica dos aminoácidos
4.1 Aminoácidos convertidos em oxaloacetato
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