Bioquímica - Metabolismo de aminoácidos

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Metabolismo 
de aminoácidos 
e ciclo da uréia
Prof. Dra. Ingrid Thaís Beltrame 
Botelho
Os aminoácidos não são armazenados pelo
organismo, isto é, não há proteínas cuja única
função seja manter um suprimento de aminoácidos
para utilização posterior
Quaisquer aminoácidos em excesso em relação às
necessidades biossintéticas da célula são
rapidamente degradados.
Aminoácidos
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Os aminoácidos livres estão presentes em todo o
organismo, como por exemplo, nas células, no sangue e
nos fluidos extracelulares -
POOL DE AMINOÁCIDOS
aminoácidos liberados pela hidrólise
das proteínas teciduais
aminoácidos derivados de
proteínas da dieta;
aminoácidos não essenciais 
sintetizados a partir de 
intermediários
simples do metabolismo
síntese de proteínas para o organismo;
síntese de pequenas moléculas nitrogenadas essenciais 
(creatina, neurotransmissores, bases nitrogenadas 
(púricas e pirimídicas)
conversão dos aminoácidos em glicose, glicogênio, 
ácidos graxos, corpos cetônicos ou C02
Derivados de...
90 a 100 g
Em indivíduos saudáveis 
e bem-alimentados, a 
entrada de aminoácidos 
no conjunto está 
equilibrada com a saída, 
ou seja, a quantidade de 
aminoácidos do conjunto 
é constante.
Aminoácidos liberados pela hidrólise
das proteínas teciduais
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sistema ubiquitina-proteassomo, dependente de energia
(ATP), no citosol, 
enzimas degradativas dos lisossomos,
não dependentes de ATP
proteínas endógenas
principalmente proteínas extracelulares, como
proteínas plasmáticas, captadas pela célula por
endocitose, e proteínas de superfície da membrana
celular, utilizadas na endocitose mediada por
receptor.
proteínas apresentam meias-vidas distintas - é influenciada
pela natureza de seu resíduo N-terminal.
Ex: Serina – 20 horas
Aspartato - 3 minutos
PEST - prolina, glutamato, serina e treonina – menos de minutos
Sistema 
ubiquitina -
proteossomo
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degradação proteica não é aleatória, mas é influenciada por 
aspecto estrutural da proteína –
necessita Energia
A ubiquitinação do substrato-alvo ocorre por meio da ligação da a-
carboxila da glicina e-terminal da ubiquitina a um grupo e-amino de 
uma lisina da proteína que serve de substrato, em um processo de 
três etapas catalisado enzimaticamente e dependente de ATP.
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Os aminoácidos livres estão presentes em todo o
organismo, como por exemplo, nas células, no sangue e
nos fluidos extracelulares -
POOL DE AMINOÁCIDOS
aminoácidos liberados pela hidrólise
das proteínas teciduais
aminoácidos derivados de
proteínas da dieta;
aminoácidos não essenciais 
sintetizados a partir de 
intermediários
simples do metabolismo
síntese de proteínas para o organismo;
síntese de pequenas moléculas nitrogenadas essenciais 
(creatina, neurotransmissores, bases nitrogenadas 
(púricas e pirimídicas)
conversão dos aminoácidos em glicose, glicogênio, 
ácidos graxos, corpos cetônicos ou C02
Derivados de...
90 a 100 g
Proteínas 
da dieta
As enzimas proteolíticas 
responsáveis pela degradação
das proteínas são produzidas por 
três diferentes órgãos: estômago,
pâncreas e intestino delgado.
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endopeptidase
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Cada uma dessas enzimas apresenta
diferente especificidade para cada grupos R
dos resíduos de aminoácidos adjacentes à
ligação peptídica suscetível
Ativadas no intestino
A tripsina é o ativador comum de todos os zimogênios pancreáticos
intestino
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transporte secundário ligado ao Na+
Transporte
ligado a H+.
Triptofano – difusão simples
TRANSPORTE 
DE 
AMINOÁCIDOS 
PARA O 
INTERIOR
DAS CÉLULAS
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• Pelo menos sete diferentes sistemas de transporte são 
conhecidos, com especificidades que se sobrepõem 
em relação aos diferentes aminoácidos. 
• As concentrações de aminoácidos livres nos fluidos 
extracelulares são significativamente ais baixas que 
aquelas dentro das células do organismo. 
• Esse gradiente de concentração é mantido por 
sistemas de transporte ativo
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Os aminoácidos livres estão presentes em todo o
organismo, como por exemplo, nas células, no sangue e
nos fluidos extracelulares -
POOL DE AMINOÁCIDOS
aminoácidos liberados pela hidrólise
das proteínas teciduais
aminoácidos derivados de
proteínas da dieta;
aminoácidos não essenciais 
sintetizados a partir de 
intermediários
simples do metabolismo
síntese de proteínas para o organismo;
síntese de pequenas moléculas nitrogenadas essenciais 
(creatina, neurotransmissores, bases nitrogenadas 
(púricas e pirimídicas)
conversão dos aminoácidos em glicose, glicogênio, 
ácidos graxos, corpos cetônicos ou C02
Derivados de...
90 a 100 g
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Destino dos aminoácidos nas células
Precisa perder 
o grupo NH2
Degradação /oxidação de aminoácidos
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Transaminação Desaminação
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CATABOLISMO 
DOS 
ESQUELETOS 
CARBONADOS
DOS 
AMINOÁCIDOS
Os aminoácidos podem ser classificados como
glicogênicos, cetogênicos ou glicocetogênicos,
conforme os sete possíveis intermediários
produzidos durante seu catabolismo
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CATABOLISMO 
DOS 
ESQUELETOS 
CARBONADOS
DOS 
AMINOÁCIDOS
A classificação dos aminoácidos está
codificada por cores,: vermelho =
glicogênicos; marrom = glicogênicos
e cetogênicos; verde = cetogênicos.
Compostos em LETRAS MAIUSCULAS
AZUIS são os sete metabólitos para os quais
converge o metabolismo de todos os
aminoácidos.
Degradação /oxidação de aminoácidos
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Transaminação Desaminação
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Como acontece?
Como acontece?
Oxidação aa
Ciclo da uréia
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α cetoglutarato
Glutamato
α cetoácido
Transaminação → aminotransferase ou transferase
Todas as aminotransferases requerem a coenzima piridoxal-fosfato - um derivado da vitamina B6 
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Degradação 
/oxidação de 
aminoácidos
Entrará no metabolismo energético!!!
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Transaminação
Desaminação oxidativa
+ α cetoglutarato
aspartato
Aspartato-aminotransferase
Íon amônio
Glutamato desidrogenase
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Íon Amônio fora do fígado
Extremamente tóxico - hiperamonemia
Transportado no sangue sob a forma de glutamina
Outra forma de transporte?
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Íon Amônio fora do
fígado - músculos
Ciclo da glicose 
alanina
Os músculos também usam a glutamina
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Um ATP para energia e 
Outro doa P que fará parte 
da estrutura
Vinda de todas as 
partes do corpo
28Ciclo de krebs
Carbomoil transferase
Ou transcorbomoilase
Argininosuccinato sintetase
Argininosuccinato liase
Ou arginino succinase
arginase
Ou ciclo da ornitina
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Uréia
A ureia é a principal forma de eliminação dos grupos amino 
oriundos dos aminoácidos e perfaz cerca de 90°/o dos 
componentes nitrogenados da urina.
Parte da ureia difunde do sangue para o intestino, onde é 
clivada em CO2 e NH3 pela urease bacteriana. Essa amônia é 
parcialmente perdida nas fezes e parcialmente reabsorvida 
para o sangue.
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Conexão do ciclo da ureia com o ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico → bicicleta de Krebs 
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Valor diagnóstico das aminotransferases plasmáticas
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São enzimas intracelulares, de modo que os baixos níveis observados
no plasma representam a liberação de conteúdos celulares durante a
renovação celular normal
Presença de níveis plasmáticos elevados de aminotransferases indica
lesão em células ricas nessas enzimas → traumas físicos ou processos
patológicos → elevados em quase todas as doenças hepáticas
ALT é mais específica que a AST para doenças hepáticas, mas esta
última é mais sensível, pois o fígado contém maiores quantidades de
AST.
As aminotransferases podem estarelevadas em doenças não hepáticas,
como infarto do miocárdio e doenças musculares. Essas doenças, no
entanto, são em geral clinicamente distintas das doenças hepáticas.
Hiperamonemia
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• Os níveis de amônia sérica são normalmente baixos (5 
a 35 μmol/L).
• A capacidade do ciclo hepático da ureia excede as 
velocidades normais de produção de amônia
efeito neurotóxico direto no SNC
tremores, discurso inarticulado, sonolência,
vômito, edema cerebral e visão borrada.
Hiperamonemia adquirida
hepatite viral ou hepatotoxinas
Cirrose
Insuficiência renal;
Diminuição do fluxo de sangue para 
os rins, podendo ser devido à 
Insuficiência Cardíaca Congestiva e 
Infarto, por exemplo;
Queimaduras graves;
Desidratação;
Dieta rica em proteínas.
Hiperamonemia hereditária
Mutações em todas as enzimas
A deficiência da ornitina-
transcarbamoilase, que é ligada 
ao X, é a mais comum dessas 
doenças
Alta morbidade e mortalidade
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inclui a limitação de proteína na dieta, na presença de calorias 
em quantidade suficiente para prevenir o catabolismo. 
A administração de compostos que se ligam covalentemente a 
aminoácidos
O tratamento
Moléculas 
derivadas de 
aminoácidos
Produtos 
especializados 
dos 
aminoácidos
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Síntese da creatina 
Alta concentração nos músculos: 30 mM
2% da creatina muscular é convertida em creatinina 
Creatinina é excretada nos rins: 
prova de função renal
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Síntese da neurotransmissores 
Noraepinefrina - relacionado com o raciocínio e 
emoções; mantem a pressão sanguínea em níveis normais.
Epinefrina - prepara o organismo para a realização de 
grandes feitos
Neurotransmissores excitatórios: aumentam a probabilidade de o 
neurônio disparar um potencial de ação
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Síntese da neurotransmissores 
Neurotransmissores inibitórios: diminuem a probabilidade do 
neurônio disparar um potencial de ação
O GABA contribui para a visão, 
controle motor e desempenha 
um papel na regulação da 
ansiedade. Os 
benzodiazepínicos, usados ​​para 
ajudar no tratamento 
da ansiedade, funcionam 
aumentando a eficiência dos 
neurotransmissores GABA, o 
que pode aumentar a sensação 
de relaxamento e calma.
A serotonina dese
mpenha um papel 
importante na 
regulação e 
modulação do 
humor, sono, 
ansiedade, sexuali
dade e apetite. Os 
inibidores 
seletivos da 
recaptação da 
serotonina, 
geralmente 
referidos como 
ISRSs, são um tipo 
de medicação 
antidepressiva
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Síntese da Histamina