Proteínas e aminoácidos

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Tutoria 3 - Proteínas 
Módulo 3 - 1ª Etapa
Vanessa Mainardes
1. Definir e classificar proteínas e aminoácidos. 
CLASSIFICAÇÃO DE AMINOÁCIDOS 
Os aminoácidos podem ser classificados nutricionalmente, quanto à sua cadeia lateral e quanto 
ao seu destino.
AMINOÁCIDOS ESSENCIAIS E NÃO ESSENCIAIS 
Um aminoácido essencial é aquele que o organismo (considerado normalmente, o humano) não 
é capaz de sintetizar mas é requerido para o seu funcionamento.
O organismo humano é incapaz de sintetizar cerca de metade dos vinte aminoácidos comuns. 
Tem então de os obter através da dieta, pela ingestão de alimentos ricos em proteínas.
Os aminoácidos não essenciais são também necessários para o funcionamento do organismo, 
mas podem ser sintetizados in vivo a partir de determinados metabolitos.
Existem aminoácidos que são essenciais apenas em determinadas situações patológicas ou em 
organismos jovens e em desenvolvimento. A estes convencionou-se a designação 
"condicionalmente essenciais". Estes aminoácidos são normalmente fonte de divisão entre os 
cientistas, havendo os que consideram estes como essenciais e os que não os consideram 
essenciais.
Os aminoácidos não essenciais possuem, em geral, vias de síntese relativamente simples. Por 
exemplo, o metabolito α-cetoglutarato (intermediário do ciclo dos ácidos tricarboxílicos) é 
precursor do glutamato, que por sua vez pode dar origem à glutamina, à prolina e à arginina.
QUANTO À CADEIA LATERAL 
A classificação quanto à cadeia lateral (a negrito) pode ser feita em: Aminoácidos Apolares e 
Polares. Com uma subdivisão dos polares em Aa polares neutros; Aa polares ácidos e Aa polares 
básicos.
Aminoácidos apolares 
Apresentam grupos químicos de hidrocarbonetos apolares ou hidrocarbonetos modificados, 
exceto a glicina (que possui um átomo de hidrogénio como cadeia lateral). São hidrófobos.
• Glicina: H-CH(NH2) -COOH
• Alanina: CH3-CH(NH2) -COOH
• Leucina: CH3(CH3)-CH2-CH(NH2)-COOH
• Valina: CH3-CH(CH3)-CH(NH2)-COOH
• Isoleucina: CH3-CH2-CH (CH3)-CH(NH2)-COOH
• Prolina:-CH2-CH2-CH2- ligando o grupo amino ao carbono alfa
• Fenilalanina: C6H5-CH2-CH(NH2)-COOH
• Triptofano: R aromático-CH(NH2)-COOH
• Metionina: CH3-S-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
Aminoácidos Polares neutros 
Apresentam grupos químicos que tendem a formar ligações de hidrogénio.
• Serina: OH-CH2-CH(NH2)-COOH
• Treonina: OH-CH (CH3)-CH(NH2)-COOH
• Cisteina: SH-CH2-CH(NH2)-COOH
• Tirosina: OH-C6H4-CH2-CH(NH2)-COOH
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• Asparagina: NH2-CO-CH2-CH(NH2)-COOH
• Glutamina: NH2-CO-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
Aminoácidos Polares ácidos 
Apresentam grupos carboxilato. São hidrófilos.
• Ácido aspártico: HCOO-CH2-CH(NH2)-COOH
• Ácido glutâmico: HCOO-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
Aminoácidos Polares básicos 
Apresentam grupos amino. São hidrófilos.
• Arginina: HN=C(NH2)-NH-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
• Lisina: NH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH
• Histidina: H-(C3H2N2)-CH2-CH(NH2)-COOH
QUANTO AO DESTINO 
Essa classificação é dada em relação ao destino tomado pelo aminoácido quando o grupo amina 
é excretado do corpo na forma de ureia (mamíferos), amônia (peixes) e ácido úrico (aves e 
répteis).
Destino cetogênico 
Quando o álcool restante da quebra dos aminoácidos vai para qualquer fase do ciclo dos ácidos 
tricarboxílicos sob a forma de acetil-coenzima A ou outra substância.
Destino glicogênico 
Quando o álcool restante da quebra dos aminoácidos vai para a glicólise.
CLASSIFICAÇÃO DE PROTEÍNAS 
São compostos orgânicos, compostos por Carbono, Hidrogênio, Oxigênio e Nitrogênio. 
Praticamente tudo dentro do organismo funciona a base de proteínas. Proteínas são 
biomoléculas formadas por aminoácidos e representam uma das estruturas mais importantes da 
nossa biologia. Os resíduos de aminoácidos são unidos através de uma ligação conhecida como 
peptídica, teoricamente obtida por exclusão de uma molécula de água. 1 proteína é composta 
por 50 a 3000 aminoácidos. 
Classificação quando a estrutura e função: 
QUANTO À COMPOSIÇÃO 
Simples: Compostas somente por aminoácidos.
Conjugada: Composta por aminoácidos e componentes não proteicos (aminoácidos alterados 
enzimaticamente).
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QUANTO À FORMA 
Globulares: Com uma ou mais cadeias polipeptídicas, apresentando forma esférica, com 
funções dinâmicas (Ex. Hemoglobina).
Fibrosas: Com uma ou mais cadeias polipeptídicas, apresentando forma alongada, com funções 
estruturais (alfa-queratina, beta-queratina).
	 
QUANTO À FREQUÊNCIA 
Nascentes: Abundantes.
Assessórias: Ocorrem em baixas concentrações. A síntese é ampliada quando necessário.
QUANTO À FUNÇÃO 
a) Proteínas Transportadoras: 
São aquelas que atuam no transporte de moléculas para dentro e para fora das células. São 
proteínas da membrana plasmática. A hemoglobina, por exemplo, é uma proteína transportadora. 
Presente nas hemácias, transporta o oxigênio dos pulmões para os tecidos do corpo.
b) Proteínas Reguladoras: 
Existem alguns tipos de hormônios que são proteínas e possuem a função de regular atividades 
metabólicas no organismo. Podemos citar como exemplo de proteína reguladora a insulina. 
Sintetizada no pâncreas, ela atua no metabolismo de lipídeos e proteínas, além de ser 
responsável pela entrada da glicose nas células.
c) Proteínas de Defesa (anticorpos): 
Atuam no sistema imunológico do nosso organismo, ou seja, possuem a função de protegê-lo de 
organismos estranhos (vírus, bactérias e etc.) que penetram em nosso organismo. A trombina e o 
fibrinogênio também são proteínas de defesa, pois atuam na coagulação do sangue em caso de 
ferimentos e cortes, evitando a perda sanguínea.
d) Proteínas Catalizadoras: 
Estas proteínas possuem a função de acelerar e facilitar reações químicas que ocorrem no 
interior das células. As enzimas, por exemplo, são proteínas catalizadoras.
e) Proteínas Estruturais:	 

São aquelas que possuem a função de promover a sustentação estrutural aos tecidos do 
organismo. Podemos citar como exemplos: elastina (atua na estrutura da pele) e queratina (atua 
na estrutura dos pelos, unhas e cabelos).
f) Proteínas Contráteis:
Estas proteínas possuem a função de possibilitar a contração das fibras dos músculos. A miosina 
e a actina são exemplos de proteínas contráteis.
2. Descrever os processos de digestão e absorção de proteínas e 
aminoácidos. 
A DIGESTÃO DAS PROTEÍNAS INICIA-SE NO ESTÔMAGO 
Pepsina, a importante enzima péptica do estômago, é mais ativa em pH de 2,0 a 3,0 e é inativa 
em pH acima de 5,0. Consequentemente, para que essa enzima tenha ação digestiva sobre a 
proteína, os sucos gástricos precisam ser ácidos. 
As glândulas gástricas secretam grande quantidade de ácido clorídrico. Esse ácido clorídrico é 
secretado pelas células parietais (oxínticas) nas glândulas a pH em torno de 0,8, até se 
misturar ao conteúdo gástrico e às secreções das células glandulares não oxínticas do 
estômago; o pH da mistura fica, então, entre 2,0 e 3,0, faixa favorável à atividade da pepsina. 
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Um dos aspectos importantes da digestão pela pepsina é a sua capacidade de digerir a 
proteína colágeno, proteína de tipo albuminoide, pouco afetada por outras enzimas digestivas. 
O colágeno é constituinte significativo do tecido conjuntivo celular das carnes; portanto, para 
que outras enzimas do trato digestivo digiram outras proteínas das carnes, é preciso, 
primeiro, que as fibras de colágeno sejam digeridas. 
Consequentemente, em pessoas que não produzem pepsina nos sucos gástricos, a carne 
ingerida é menos processada por outras enzimas digestivas e, portanto, pode ser mal digerida. A 
pepsina apenas inicia o processo de digestão das proteínas, usualmente promovendo 10% a 
20% da digestão total das proteínas, para convertê-las a proteoses, peptonas e outros 
polipeptídeos. A clivagem das proteínas ocorre como resultado da hidrólise, nas ligações 
peptídicas entre os aminoácidos.
DIGESTÃO DAS PROTEÍNAS PELAS SECREÇÕES PANCREÁTICAS 
Grande parte da digestão das proteínas ocorre no intestino delgadosuperior, duodeno e 
jejuno, sob a influência de enzimas proteolíticas da secreção pancreática. Imediatamente ao 
entrar no intestino delgado, provenientes do estômago, os produtos da degradação parcial das 
proteínas são atacados pelas principais enzimas proteolíticas pancreáticas: tripsina, 
quimotripsina, carboxipolipeptidase e proelastase.
Tanto a tripsina como a quimotripsina clivam as moléculas de proteína em pequenos 
polipeptídeos; a carboxipolipeptidase, então, libera aminoácidos individuais dos terminais 
carboxila dos polipeptídeos. A proelastase, por sua vez, é convertida em elastase que, então, 
digere as fibras de elastina, abundantes em carnes.
Apenas pequena porcentagem das proteínas é digerida completamente, até seus aminoácidos 
constituintes pelos sucos pancreáticos. A maioria é digerida até dipeptídeos e tripeptídeos.
DIGESTÃO DE PEPTÍDEOS POR PEPTIDASES NOS ENTERÓCITOS QUE REVESTEM 
AS VILOSIDADES DO INTESTINO DELGADO 
O último estágio na digestão das proteínas, no lúmen intestinal, é feito pelos enterócitos que 
revestem as vilosidades do intestino delgado, especialmente no duodeno e no jejuno. Essas 
células apresentam borda em escova, que consiste em centenas de microvilosidades que se 
projetam da superfície de cada célula. Nas membranas de cada uma dessas microvilosidades 
encontram-se múltiplas peptidases que se projetam, através das membranas, para o exterior, 
onde entram em contato com os líquidos intestinais.
Dois tipos de peptidases são especialmente importantes, aminopolipeptidase e diversas 
dipeptidases. Elas continuam a hidrólise dos maiores polipeptídeos remanescentes em 
tripeptídeos e dipeptídeos e de uns poucos aminoácidos. Aminoácidos, dipeptídeos e 
tripeptídeos são facilmente transportados através da membrana microvilar para o interior do 
enterócito. 
Finalmente, no citosol do enterócito, existem várias outras peptidases específicas para os tipos 
de aminoácidos que ainda não foram hidrolisados. Em minutos, praticamente todos os últimos 
dipeptídeos e tripeptídeos são digeridos a aminoácidos; estes, então, são transferidos para o 
sangue.
Mais de 99% dos produtos finais da digestão das proteínas absorvidas são aminoácidos; 
raramente, peptídeos e, ainda mais raramente, proteínas inteiras são absorvidas. Mesmo essas 
raríssimas moléculas de proteínas absorvidas inteiras podem, por vezes, causar sérios distúrbios 
alérgicos ou imunológicos.
3. Descrever o processo de síntese de proteínas. 
A síntese proteica é o mecanismo de produção de proteínas determinado pelo DNA, que 
acontece em duas fases chamadas transcrição e tradução.
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O processo acontece no citoplasma das células e envolve ainda RNA, ribossomos, enzimas 
específicas e aminoácidos que formarão a sequência da proteína a ser formada.
Em resumo, o DNA é "transcrito" pelo RNA mensageiro (RNAm) e depois a informação é 
"traduzida" pelos ribossomos (compostos RNA ribossômico e moléculas de proteínas) e pelo 
RNA transportador (RNAt), que transporta os aminoácidos, cuja sequência determinará a 
proteína a ser formada.
Expressão Gênica 
As etapas do processo de síntese das proteínas são reguladas pelos genes. Expressão gênica é 
o nome do processo pelo qual a informação contida nos genes (a sequência do DNA) gera 
produtos gênicos, que são as moléculas de RNA (na etapa de transcrição gênica) e as proteínas 
(na etapa de tradução gênica).
Transcrição Gênica 
Nessa primeira fase a molécula de DNA se abre, e os códigos presentes no gene são transcritos 
para a molécula de RNA. A enzima polimerase do RNA se liga a uma das extremidades do 
gene, separando as fitas de DNA e os ribonucleotídeos livres se emparelham com a fita de DNA 
que serve de molde.
A sequência das bases nitrogenadas do RNA segue exatamente a sequência de bases do DNA, 
segundo a seguinte regra: U com A (Uracila-RNA e Adenina-DNA), A com T (Adenina-RNA e 
Timina-DNA), C com G (Citosina-RNA e Guanina-DNA) e G com C (Guanina-RNA e Citosina-
DNA).
O que determina o início e o fim do gene que será transcrito são sequências específicas de 
nucleotídeos, o início é a região promotora do gene e o fim é a região terminal. A polimerase 
do RNA se encaixa na região promotora do gene e vai até a região terminal.
Tradução Gênica 
A cadeia polipeptídica é formada pela união de aminoácidos segundo a sequência de 
nucleotídeos do RNAm. Essa sequência do RNAm, denominada códon, é determinada pela 
sequência de bases da fita do DNA que serviu de molde. Desse modo, a síntese de proteínas é a 
tradução da informação contida no gene, por isso se chama tradução gênica.
Código Genético: Códons e Aminoácidos
Existe uma correspondência entre a sequência de bases nitrogenadas, que compõem o códon 
do RNAm, e os aminoácidos a ele associados que se denomina código genético. As 
combinações de trincas de bases formam 64 códons diferentes aos quais correspondem 20 tipos 
de aminoácidos que comporão as proteínas.
Diz-se do código genético que é "degenerado" porque muitos dos aminoácidos podem ser 
codificados pelo mesmo códon, como a serina (Ser) associada aos códons UCU, UCC, UCA e 
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UCG. Há, no entanto, o aminoácido Metionina associado a apenas um códon AUG, que sinaliza 
o início da tradução, e 3 códons de parada (UAA, UAG e UGA) não associados a nenhum 
aminoácido, que sinalizam o fim da síntese proteica.
Formação da Cadeia Polipeptídica 
A síntese da proteína começa com a associação entre um RNAt, um ribossomo e um RNAm. 
Cada RNAt transporta um aminoácido cuja sequência de bases, chamada anticódon, 
corresponde ao códon do RNAm.
O RNAt trazendo uma metionina, orientado pelo ribossomo, se liga ao RNAm onde se encontra o 
códon (AUG) correspondente dando início ao processo. Em seguida se desliga e outro RNAt se 
liga trazendo outro aminoácido.
Essa operação é repetida várias vezes formando a cadeia polipeptídica, cuja sequência de 
aminoácidos é determinada pelo RNAm. Quando enfim o ribossomo chega a região do RNAm 
onde há um códon de parada, é determinado o fim do processo.
Agentes participantes da síntese 
DNA: Os genes são partes específicas da molécula de DNA, que possuem códigos que serão 
transcritos para o RNA. Cada gene determina a produção de uma molécula específica de RNA. 
Nem toda molécula de DNA contém genes, há algumas que não tem as informações para a 
transcrição gênica, são DNA não-codificante, e sua função não é bem conhecida.
RNA: As moléculas de RNA são produzidas a partir de um molde de DNA. O DNA é uma fita 
dupla, sendo que apenas uma delas é usada para a transcrição do RNA. No processo de 
transcrição participa a enzima polimerase do RNA. São produzidos 3 tipos diferentes, cada qual 
com função específica: RNAm - RNA mensageiro, RNAt - RNA transportador e RNAr - RNA 
ribossômico.
Ribossomos: São estruturas presentes nas células eucarióticas e procarióticas, cuja função é 
sintetizar proteínas. Não são organelas pois não possuem membranas, são espécies de grânulos, 
cuja estrutura é composta da molécula de RNA ribossômico dobrado, associado a proteínas. São 
formados por 2 subunidades e se localizam no citoplasma, livres ou associados ao retículo 
endoplasmático rugoso.
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4. Descrever o processo de degradação de proteínas e aminoácidos 
(Transaminação, Desaminação e Ciclo da Ureia). 
DESTINO DOS AMINOÁCIDOS ABSORVIDOS NO TGI 
Os produtos da digestão e da absorção proteicas no trato gastrointestinal são quase inteiramente 
aminoácidos; só, raramente, polipeptídeos ou moléculas proteicas inteiras são absorvidos pelo 
trato digestivo para o sangue. Imediatamente após refeição, a concentração de aminoácidos no 
sangue do indivíduo se eleva, mas o aumento, em geral, é de somente uns poucos miligramas 
por decilitro, por duas razões: primeira, a digestão e a absorção proteicas, normalmente, se 
estendem ao longo de 2 a 3 horas, o que permite que apenas pequenas quantidades de 
aminoácidos sejam absorvidas de cada vez. Segundo, depois desua entrada no sangue, o 
excesso de aminoácidos é absorvido, dentro de 5 a 10 minutos, pelas células em todo o 
organismo, especialmente pelo fígado. Portanto, grandes concentrações de aminoácidos quase 
nunca se acumulam no sangue e nos líquidos teciduais. Todavia, a renovação dos aminoácidos é 
tão rápida que muitos gramas de proteínas podem ser carreados de uma parte do corpo a outra, 
sob a forma de aminoácidos a cada hora.
TRANSPORTE ATIVO DE AMINOÁCIDOS PARA O INTERIOR DA CÉLULA 
As moléculas de todos os aminoácidos são grandes demais para se difundirem, com facilidade, 
através dos poros das membranas celulares. Consequentemente, quantidade significativa de 
aminoácidos só pode se mover, para dentro ou para fora da membrana, por meio de transporte 
facilitado ou de transporte ativo, utilizando mecanismos transportadores. A natureza de alguns 
desses mecanismos ainda não está bem compreendida.
LIMIAR RENAL PARA OS AMINOÁCIDOS 
Nos rins, os diferentes aminoácidos podem ser ativamente reabsorvidos através do epitélio 
tubular proximal, que os remove do filtrado glomerular devolvendo-os ao sangue, se eles forem 
filtrados para os túbulos renais, através das membranas glomerulares. Todavia, como é verdade 
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para outros mecanismos ativos de transporte nos túbulos renais, existe um limite superior para a 
intensidade com que cada tipo de aminoácido pode ser transportado. Por essa razão, quando a 
concentração de tipo particular de aminoácido fica muito elevada no plasma e no filtrado 
glomerular, o excesso que não pode ser ativamente reabsorvido é perdido pela urina.
ARMAZENAMENTO DE AMINOÁCIDOS COMO PROTEÍNAS NAS CÉLULAS 
Quase imediatamente após o seu ingresso nas células, os aminoácidos se combinam uns com os 
outros por ligações peptídicas, sob direção do RNA mensageiro celular e do sistema 
ribossômico, para formar as proteínas celulares. Assim, a concentração de aminoácidos livres no 
interior da célula, em geral, permanece baixa. Consequentemente, o armazenamento de grande 
quantidade de aminoácidos livres não ocorre nas células; em vez disso, eles são, principalmente, 
estocados sob a forma de proteínas verdadeiras. Mas muitas dessas proteínas intracelulares 
podem ser rapidamente decompostas novamente, em aminoácidos, sob a influência das enzimas 
digestivas lisossômicas intracelulares; esses aminoácidos podem, então, ser transportados de 
volta para fora da célula, para o sangue. Exceções especiais a esse processo reverso, são as 
proteínas dos cromossomos do núcleo e as proteínas estruturais, tais como o colágeno e as 
proteínas musculares contráteis; essas proteínas não participam, significativamente, dessa 
digestão reversa e do transporte de volta ao exterior celular.
Alguns tecidos corporais participam no armazenamento dos aminoácidos, em maior grau do que 
outros. Por exemplo, o fígado, que é órgão volumoso e que tem sistemas especiais de 
processamento dos aminoácidos, pode estocar grande quantidade de proteínas, rapidamente 
intercambiáveis; isso é de igual modo verdade, em menor grau, para os rins e a mucosa 
intestinal.
LIBERAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS DAS CÉLULAS COMO MEIO DE REGULAÇÃO DE 
SUA CONCENTRAÇÃO PLASMÁTICA 
Sempre que as concentrações plasmáticas de aminoácidos caírem abaixo dos níveis normais, os 
que forem necessários são transportados para fora das células, a fim de recompor seu 
suprimento plasmático. Desse modo, a concentração plasmática de cada tipo de aminoácido é 
mantida em nível razoavelmente constante. Adiante, veremos que alguns dos hormônios 
secretados pelas glândulas endócrinas, são capazes de alterar o balanço entre as proteínas 
teciduais e os aminoácidos circulantes. Por exemplo, o hormônio do crescimento e a insulina 
aumentam a formação de proteínas teciduais, enquanto os hormônios glicocorticoides 
adrenocorticais elevam a concentração dos aminoácidos plasmáticos.
EQUILÍBRIO REVERSÍVEL ENTRE AS PROTEÍNAS NAS DIFERENTES PARTES DO 
CORPO 
Uma vez que no fígado (e, em um grau muito menor, em outros tecidos) as proteínas celulares 
podem ser rapidamente sintetizadas por meio dos aminoácidos plasmáticos e, uma vez que 
muitas dessas proteínas podem ser degradadas e devolvidas ao plasma quase tão rapidamente, 
ocorre um constante intercâmbio e equilíbrio entre os aminoácidos plasmáticos e as proteínas 
lábeis em, virtualmente, todas as células do corpo. Por exemplo, se qualquer tecido em particular 
necessitar de proteínas, ele poderá sintetizar novas proteínas pelos aminoácidos sanguíneos; por 
sua vez, os aminoácidos sanguíneos são reabastecidos pela degradação das proteínas em outras 
células corporais, especialmente pelas células hepáticas. Esses efeitos são particularmente 
perceptíveis, com relação à síntese proteica, pelas células cancerosas. Essas células são, 
frequentemente, usuárias prolíficas de aminoácidos; por conseguinte, as proteínas das outras 
células podem ficar acentuadamente depletadas.
LIMITE SUPERIOR PARA O ARMAZENAMENTO DE PROTEÍNAS 
Cada tipo celular particular tem limite superior em relação à quantidade de proteínas que pode 
armazenar. Depois que todas as células atingirem seus limites, o excesso de aminoácidos, ainda 
em circulação, é degradado em outros produtos e utilizado como energia, como discutido 
adiante, ou convertido em gordura ou glicogênio, sendo estocado sob essas formas.
USO DE PROTEÍNAS COMO ENERGIA 
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Uma vez que as células tenham estocado proteínas até os seus limites, qualquer aminoácido 
adicional nos líquidos corporais, é degradado e utilizado como energia ou armazenado, em sua 
maior parte, como gordura ou, secundariamente, como glicogênio. Essa degradação ocorre 
quase inteiramente no fígado, iniciando-se com a desaminação.
DESAMINAÇÃO 
A desaminação significa a remoção dos grupos amino dos aminoácidos. Ela ocorre 
principalmente por transaminação, o que significa a transferência do grupo amino para alguma 
substância aceptora, o que é o reverso da transaminação, inicialmente explicada, com relação à 
síntese de aminoácidos.
A maior parte da desaminação ocorre pelo seguinte esquema de transaminação:
Observe, nesse esquema, que o grupo amino do aminoácido é transferido para o ácido alfa-
cetoglutárico, que se transforma então, em ácido glutâmico. Em seguida, o ácido glutâmico 
poderá ainda, transferir o grupo amino para outras substâncias ou liberá-lo sob a forma de 
amônia (NH3). No processo de perda do grupo amino, o ácido glutâmico mais uma vez se 
transformará no ácido alfa-cetoglutárico, de modo que o ciclo possa ser continuamente repetido. 
Para começar esse processo, o excesso de aminoácidos nas células, especialmente no fígado, 
induz a ativação de grande quantidade de aminotransferases, as enzimas responsáveis pelo 
início da maioria das desaminações.
FORMAÇÃO DA UREIA PELO FÍGADO 
A amônia liberada durante a desaminação dos aminoácidos, é removida do sangue, quase que 
inteiramente, por sua conversão em ureia; duas moléculas de amônia e uma molécula de dióxido 
de carbono se combinam de acordo com a seguinte reação efetiva:
Os estágios da formação da ureia são essencialmente os seguintes:
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Após sua formação, a ureia se difunde dos hepatócitos para os fluidos corporais, sendo 
excretada pelos rins.
CICLO DA UREIA 
Ciclo da ureia ou Ciclo da Ornitina, é um ciclo de reações bioquímicas que ocorrem nos 
animais terrestres para produzir ureia [NH2-CO-NH2-] a partir de amoníaco (NH3-). Ocorre parte 
nas mitocôndrias e parte no citoplasma principalmente dos hepatócitos (células do fígado), mas 
também, em menor grau, nos rins. É muito importante porque a amônia é muito mais tóxica 
que a ureia, logo seu mal funcionamento por insuficiência hepática ou problema genético resulta 
uma encefalopatia hepática. 
O ciclo da ureia consiste em cinco reações - duas dentro da mitocôndria e três no citosol. O 
ciclo utiliza dois grupos amino, um do NH4+, e um do aspartato, e um carbono do HCO3- para 
formar a ureia, queé relativamente atóxica. Essas reações utilizam a energia de quatro ligações 
de fosfato (3 de ATP, que são hidrolisados a 2 ADP e 1 AMP). A molécula de ornitina é a 
carregadora desses átomos de carbonos e nitrogênios.
 
Simbologia do esquema de cores 
adotado: enzimas, coenzimas, nomes de 
substratos, moléculas 
inorgânicas, Aspartato e seu nitrogênio que 
irá para a ureia, NH4+ e seu nitrogênio que 
irá para a ureia, HCO3- e seu carbono que 
irá para a ureia.
NECESSIDADE ENERGÉTICA GERAL 
Passo Reagente Produto Catalisado por Localização
1 2ATP + HCO3-- + NH3 Carbamilfosfato + 2ADP + Pi
Carbamoil fosfato 
sintetase (CFS1)
mitocôndria
2 carbamoil fosfato + ornitina citrulina + Pi Ornitina transcarbamilase (OTC)
mitocôndria
3 citrulina + aspartato + ATP argininosuccinato 
+ AMP + |PPi
Argininosuccinato 
sintetase (ASS)
citosol
4 argininosuccinato Arginina + fumarat
o
Arginosuccinato liase 
(ASL)
citosol
5 Arginina + H2O ornitina + ureia Arginase 1 (ARG1) citosol
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NH3 + CO2 + Aspartato + 3 ATP + 2 H2O → ureia + Fumarato + 2 ADP + 4 Pi + AMP
EQUAÇÃO GERAL DO CICLO DA UREIA 
2 NH3 + CO2 + 3 ATP + H2O → ureia + 2 ADP + 4 Pi + AMP + 2 H+
Perceba que as reações relacionadas ao ciclo da ureia também causam a redução de 2 NADH, 
de modo que o ciclo da ureia libera um pouco mais de energia do que ele consome. Esses NADH 
são produzidos de duas maneiras:
Uma molécula é reduzida pela enzima glutamato desidrogenase, na conversão de glutamato a 
amônia e a-cetoglutarato. Lembre-se que o glutamato é um carregador atóxico dos grupos 
amino. Isso fornece o íon amônio usado na síntese inicial do carbamoil-fosfato.
O fumarato liberado no citosol é convertido a malato pela fumarase citosólica. Esse malato é 
então convertido a oxalacetato pela malato desidrogenase, gerando um NADH reduzido no 
citosol.
Os dois NADH produzidos podem fornecer energia para a formação de 5 ATP. No entanto, se a 
gliconeogênese está ocorrendo no citosol, energia da redução do NADH é utilizada na via reversa 
de GAPDH, ao invés de gerar energia.
Depois de formada a ureia é lançada na corrente sanguínea, de onde vai ser captada pelos rins 
para depois ser excretada na urina.
REGULAÇÃO 
A regulação do ciclo da ureia pode ser de forma lenta ou rápida. A regulação lenta acontece em 
duas situações: com uma dieta de teor de proteína muito alto ou em jejum prolongado. No caso 
da dieta rica em proteínas, o excesso de aminoácidos são oxidados, dando origem a cetoácidos, 
e os grupos aminos resultam em um aumento na produção de ureia. No caso do jejum 
prolongado, a degradação das proteínas dos músculos vão ser intensificadas, já que as cadeias 
carbônicas desses aminoácidos vão ser utilizadas na gliconeogênese; e a eliminação dos grupos 
aminos restantes vai aumentar a excreção de ureia. Portanto nas duas situações vai ocorrer um 
aumento da síntese de enzimas do ciclo da ureia e carbamoilfosfato sintetase.
A regulação rápida, também chamada de alostérica, ocorre quando a carbamoilfosfato sintetase 
é estimulada por N-acetilglutamato, que é um composto produzido a partir de glutamato e acetil-
coa. Esta reação é catalisada pela N-acetilglutamato sintase, que é ativada por arginina (que é 
um intermediário do ciclo da ureia). Portanto se a produção de ureia não conseguir eliminar toda 
a amônia produzida pela oxidação de aminoácidos, vai haver o acúmulo de arginina. O seu 
acúmulo vai provocar um aumento da concentração de N-acetilglutamato. O N-acetilglutamato 
então vai estimular a carbamoilfosfato sintetase, essa enzima vai fornecer um dos substratos do 
ciclo da ureia. Assim a arginina vai adequar a velocidade de formação de amônia à sua conversão 
em ureia.
RELAÇÃO ENTRE O CICLO DA UREIA E O CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 
O fumarato que é produzido na reação da argininossuccinato liase é um intermediário do ciclo do 
ácido cítrico. O fumarato entra na mitocôndria onde as atividades combinadas da fumarase e da 
malato desidrogenase transformam o fumarato em oxaloacetato. O aspartato, que age como 
doador de nitrogênios na reação do ciclo da ureia catalisada pela argininossuccinato sintetase no 
citosol, é formado do oxalatoacetato por transaminação com o glutamato; o α-cetoglutarato é o 
outro produto dessa transaminação e também é um intermediário do ciclo do ácido cítrico. As 
reações do ciclo da ureia e do ácido cítrico estão relacionadas e o conjunto de ambos é chamado 
de "bicicleta de Krebs".
RESUMO - LEHNINGER 
DESTINOS METABÓLICOS DOS GRUPOS AMINO 
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• Humanos obtêm uma pequena fração de sua energia oxidativa a partir do catabolismo dos 
aminoácidos. Os aminoácidos provêm da degradação normal de proteí- nas celulares 
(reciclagem), da degradação de proteínas da dieta e da degradação de proteínas teciduais no 
lugar de outros combustíveis, durante o jejum ou no diabetes melito não controlado. 
• Proteases degrada mas proteínas da dieta no estômago e no intestino delgado. A maioria das 
proteases é primeiramente sintetizada como zimogênios inativos. 
• A primeira etapa no catabolismo dos aminoácidos é separar o grupo amino do esqueleto de 
carbono. Na maior parte dos casos, o grupo amino é transferido para o a-cetoglutarato, 
formando glutamato. Essa reação de transaminação requer a coenzima piridoxal- -fosfato. 
• O glutamato é transportado à mitocôndria hepática, onde a glutamato-desidrogenase libera o 
grupo amino na forma de íon amônio (NH4 ). A amônia produzida em outros tecidos é 
transportada ao fígado como o nitrogênio amídico da glutamina ou, no transporte a partir do 
músculo esquelético, como o grupo amino da alanina. 
• O piruvato produzido pela desaminação da alanina no fígado é convertido em glicose, a qual é 
transportada de volta ao músculo como parte do ciclo da glicose-alanina. 
EXCREÇÃO DE NITROGÊNIO E CICLO DA UREIA 
• A amônia é altamente tóxica para os tecidos animais. No ciclo da ureia, a ornitina combina-se 
com a amônia, na forma de carbamoil-fosfato, para formar citrulina. Um segundo grupo amino 
é transferido para a citrulina a partir do aspartato, para formar arginina – o precursor imediato 
da ureia. A arginase catalisa a hidrólise da arginina em ureia e ornitina; assim, a ornitina é 
regenerada a cada volta do ciclo. 
• O ciclo da ureia resulta na conversão líquida de oxaloacetato em fumarato, ambos 
intermediários do ciclo do ácido cítrico. Desse modo, os dois ciclos estão interconectados. 
• A atividade do ciclo da ureia é regulada no nível de síntese de suas enzimas e por regulação 
alostérica da enzima que catalisa a formação de carbamoil-fosfato. 
ROTAS DE DEGRADAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS 
• Após a remoção dos grupos amino, os esqueletos de carbono dos aminoácidos sofrem 
oxidação a compostos capazes de entrar no ciclo do ácido cítrico para oxidação a CO2 e H2O. 
As reações dessas rotas necessitam de diversos cofatores, incluindo o tetra-hidrofolato e a S-
adenosilmetionina, em reações de transferência de um carbono, e a tetra-hidrobiopterina na 
oxidação da fenilalanina pela fenilalanina-hidroxilase. 
• Dependendo de seu produto final de degradação, alguns aminoácidos podem ser convertidos 
em corpos cetônicos, alguns em glicose e alguns em ambos. Assim, a degradação dos 
aminoácidos está integrada ao metabolismo intermediário, podendo ser crucial para a 
sobrevivência em condições nas quais os aminoácidos são uma fonte significativa de energia 
metabólica. 
• Os esqueletos de carbono dos aminoácidos entram no ciclo do ácido cítrico por meio de cinco 
intermediários: acetil-CoA, a-cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato e oxaloacetato. Alguns são 
degradados em piruvato, que pode ser convertido em acetil-CoA ou em oxaloacetato. 
• Os aminoácidos que produzem piruvato são a alanina, a cisteína, a glicina, a serina, a treonina e 
o triptofano. A leucina, a lisina, a fenilalanina e o triptofano produzem acetil-CoA, via 
acetoacetil-CoA. A isoleucina, a leucina, a treonina e o triptofano também produzem acetil-CoAdiretamente. 
• A arginina, o glutamato, a glutamina, a histidina e a pro- lina produzem a-cetoglutarato; a 
isoleucina, a metionina, a treonina e a valina produzem succinil-CoA; quatro átomos de carbono 
da fenilalanina e da tirosina levam à produção de fumarato; a asparagina e o aspartato 
produzem oxaloacetato. 
• Os aminoácidos de cadeia ramificada (isoleucina,leucina e valina), diferentemente dos demais 
aminoácidos, são degradados apenas em tecidos extra-hepáticos. 
• Diversas doenças humanas graves são causadas por defeitos genéticos nas enzimas do 
catabolismo dos aminoácidos. 
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5. Descrever os processos de obtenção de energia a partir da 
utilização da cadeia carbônica (Aminoácidos glicogênicos e 
cetogênicos). 
OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS DESAMINADOS 
Uma vez que os aminoácidos foram desaminados, os cetoácidos resultantes podem, na maioria 
dos casos, ser oxidados para liberar energia para propósitos metabólicos. Isso, normalmente, 
envolve dois processos sucessivos: (1) o cetoácido é transformado em substância química 
apropriada, para poder entrar no ciclo do ácido cítrico e (2) essa substância é degradada pelo 
ciclo e utilizada para produção de energia, do mesmo modo como a acetilcoenzima A (acetil-
CoA), derivada dos carboidratos e do metabolismo lipídico é utilizada. Em geral, a quantidade de 
trifosfato de adenosina (ATP) formado por grama de proteína que é oxidada, é ligeiramente menor 
do que a formada por grama de glicose oxidada.
GLICONEOGÊNESE E CETOGÊNESE 
Alguns aminoácidos desaminados são semelhantes aos substratos utilizados normalmente pelas 
células, em especial os hepatócitos, para sintetizar glicose ou ácidos graxos. Por exemplo, a 
alanina desaminada é o ácido pirúvico. Este pode ser convertido em glicose ou em glicogênio. 
Alternativamente, ele pode ser convertido em acetil-CoA, que pode então, ser polimerizada em 
ácidos graxos. De igual modo, duas moléculas de acetil-CoA podem se condensar para formar o 
ácido acetoacético, que é um dos corpos cetônicos.
A conversão de aminoácidos em glicose ou glicogênio é denominada gliconeogênese, e a 
conversão de aminoácidos em cetoácidos ou em ácidos graxos é conhecida como cetogênese. 
Dos 20 aminoácidos desaminados, 18 possuem estruturas químicas que lhes permitem ser 
convertidos e Glicose e 19 deles podem ser convertidos em ácidos graxos.
6. Definir balanço nitrogenado e exemplificar. 
As proteínas contêm em sua fórmula moléculas de nitrogênio além de carbono, hidrogênio e 
oxigênio. A presença de nitrogênio distingue as proteínas dos outros macronutrientes 
(carboidratos e gorduras). Somente elas possuem nitrogênio em sua composição.
Os nossos músculos contém a maior arte de proteínas em nosso corpo. Por causa disso, foi 
possível para os cientistas medirem a quantidade de nitrogênio que há no corpo através da 
comparação entre a quantidade que é ingerida e a quantidade que é excretada. A diferença entre 
a quantidade de nitrogênio ingerida e a quantidade excretada informa o balanço nitrogenado do 
corpo e caso ele esteja positivo (ingestão maior do que excreção) o corpo está mantendo as suas 
proteínas e sintetizando novas proteínas (anabolismo). Se o balanço estiver negativo (excreção 
maior do que ingestão) indica que proteínas estão sendo quebradas e massa muscular está 
sendo perdida (catabolismo).
Para obter um balanço nitrogenado positivo ingira uma fonte de proteína completa, ou seja, que 
contenham os aminoácidos essenciais em todas as refeições. Além disso, ingira imediatamente 
após o seu treino proteínas de alto valor biológico acrescidas de carboidratos.
7. Identificar o destino dos aminoácidos na formação de compostos 
nitrogenados não proteicos. 
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8. Discutir o uso de esteroides anabolizantes e suplementos 
alimentares para mudança da imagem corporal e suas 
consequências para outros órgãos. 
Estamos vivendo hoje, com relação ao uso dos esteroides anabolizantes, uma situação 
semelhante à que ocorreu com o tabagismo no início do século: a utilização por grande número 
de pessoas aparentando boa saúde tende a estimular a noção de segurança. No caso dos 
anabolizantes, as pesquisas ainda são precárias, pois a utilização por parte de parcela da 
população ainda é recente. Porém, considerando a totalidade de trabalhos publicados até o 
presente, podemos concluir que o uso abusivo dessas drogas apresenta alta incidência de 
efeitos indesejados a curto prazo e a longo prazo, doenças graves podem ser desencadeadas. 
Os esteroides anabolizantes vem sendo utilizados abusivamente por atletas recreativos e 
competitivos, em dosagens muito maiores que as preconizadas pelos médicos, o que vem 
acarretando repercussões físicas e psiquiátricas. A situação atual poderia ser resumida da 
seguinte maneira: quem está utilizando estas drogas está correndo risco de saúde. Esquemas 
racionais de utilização são mais seguros, mas não totalmente isentos de riscos. Assim sendo, a 
decisão deverá ser sempre uma decisão pessoal. Deve-se ponderar os riscos e benefícios e 
decidir racionalmente. Aos profissionais compete informar e não influenciar na decisão.
Os esteroides anabolizantes atuam no sistema nervoso central, aumentando o metabolismo, o 
que implica um gasto exagerado de energia. São descritos quadros psiquiátricos associados ao 
uso de esteroides anabolizantes. Na vigência do uso ocorre psicoses ou psicóticos, mania ou 
hipomania, ansiedade e/ou pânico e comportamento violento. Alguns adolescentes tornam-se 
extremamente violentos e atribuem essas alterações drásticas do humor ao uso de esteroides. 
Na retirada da droga pode ocorrer quadros depressivos. A insatisfação com a imagem corporal é 
citada com um fator que predisporia os usuários à dependência.
Um tipo de transtorno dismórfico corporal está francamente associado ao uso de esteroides 
anabolizantes. Denominado “dismorfia muscular”, caracteriza-se pelo fato de homens, mesmo 
sendo musculosos e “grandes”, têm medo de parecerem fracos e “pequenos” e algumas vezes 
consideram que sua massa magra (isenta de gordura) é insuficiente. A preocupação excessiva 
com a musculatura causa ansiedade e prejuízo social, ocupacional e em outras áreas de 
funcionamento.
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