RESUMO METABOLISMO DOS AMINOACIDOS E PROTEINAS

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3. METABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS DE 
IMPORTÂNCIA CLÍNICA 
 
Os aminoácidos são unidades estruturais das proteínas, desempenhando funções 
importantes em diversos processos biológicos. Diversas condições patológicas levam ao 
aumento ou diminuição da tradução de diversas proteínas, bem como condições genéticas 
e/ou nutricionais podem levar a alteração da incorporação de aminoácidos nas proteínas, 
modificando sua síntese, secreção e metabolismo. Essas alterações podem ser analisadas 
laboratorialmente no contexto da bioquímica clínica, utilizando-se dos conhecimentos de 
fisiopatologia associados aos princípios das técnicas analíticas. 
 
3.1 Estrutura e metabolismo dos aminoácidos 
Os aminoácidos são moléculas formadas por um carbono assimétrico, ligado a 
um grupo amina (-NH2), uma carboxila (-COOH), um hidrogênio e um radical variável, 
chamado cadeia lateral. Geralmente, a cadeia lateral é responsável pelas características 
físico-químicas secundárias de um aminoácido, como polaridade e hidrofilicidade, carga, 
pka, ponto isoelétrico, implicando assim em suas funções bioquímicas. Baseado em sua 
cadeia lateral, os aminoácidos são divididos em quatro grupos: apolares, polares sem 
carga, polares com carga positiva e polares com carga negativa. Os aminoácidos são 
substâncias opticamente ativas, ou seja, possuem estereoisômeros por possuírem, pelo 
menos, um carbono alfa, existindo as conformações D ou L, no entanto, as enzimas só 
são capazes de adicionar isômeros L às proteínas. 
Os aminoácidos exercem uma gama de atividades biológicas de interesse, como 
neurotransmissores (glutamato) e substratos para a produção endógena de hormônios 
(adrenalina e serotonina) e como tampões biológicos. Além disso, da variedade de 
aminoácidos existentes na natureza, 20 aminoácidos específicos (chamados aminoácidos 
proteicos) são utilizados pelas células para a produção de peptídeos e proteínas, que 
desempenham diversas funções nos organismos vivos. 
Em um indivíduo saudável, a principal fonte de aminoácidos são as proteínas da 
dieta, o corpo humano não é capaz de sintetizar de 8 a 10 dos 22 aminoácidos mais 
comuns, estes são chamados aminoácidos essenciais. Os aminoácidos adquiridos podem 
ser usados diretamente ou ainda para a produção de outros aminoácidos. No metabolismo 
dos aminoácidos, o fígado exerce um papel importante, uma vez que, além de utiliza-los 
para síntese de proteínas, também realiza a sua degradação por reações de desaminação e 
transaminação. A desaminação produz íon amônio, o qual é convertido em uréia e é 
eliminado pelos rins. Nos rins, os aminoácidos podem ser filtrados pelos capilares 
glomerulares, sofrendo reabsorção tubular. 
Algumas condições provocam alterações na concentração endógena de 
aminoácidos, como distúrbios nutricionais e distúrbios metabólicos genéticos ou 
adquiridos, dentre as causas de hipoaminoacidemia destacam-se a desnutrição e as perdas 
provocadas pela lesão renal tubular proximal. Níveis aumentados de aminoácidos estão 
associados a distúrbios genéticos e ao aumento da ingesta. 
Os erros inatos do metabolismo dos aminoácidos envolvem defeitos enzimáticos 
que podem envolver excesso de precursores tóxicos, excesso de metabólitos tóxicos e 
deficiência de metabólitos essenciais. Dentre os distúrbios genéticos do metabolismo dos 
aminoácidos destacam-se a fenilcetonúria e o albinismo, por exemplo. A fenilcetonúria 
caracteriza-se como uma deficiência genética parcial ou total da enzima fenilalanina 
hidroxilase que converte fenilalanina em tirosina no fígado e rim. Dessa forma, o 
indivíduo se torna incapaz de metabolizar o aminoácido fenilalanina obtido na dieta, com 
a produção de metabólitos neurotóxicos. O albinismo, por sua vez, é causado pela 
deficiência de tirosinase, enzima envolvida na conversão de tirosina em feomelanina e 
eumelanina. 
As diferenças estruturais e bioquímicas dos aminoácidos são utilizadas como 
fundamento para os métodos laboratoriais utilizados no diagnóstico clínico. Dentre os 
métodos mais usados para o diagnóstico laboratorial dos distúrbios do metabolismo de 
aminoácidos, destacam-se a eletroforese, cromatografia de troca iônica, cromatografia de 
partição e espectrometria de massa. Além disso, de acordo com as características 
conferidas pela cadeia lateral, reações espectrofotométricas também podem ser utilizadas 
em alguns casos. 
 
3.2. Estrutura e metabolismo das proteínas 
As proteínas são macromoléculas formadas a partir de uma ligação covalente 
entre o grupo amino de um aminoácido e o grupo carboxila do aminoácido adjacente, 
liberando água. Essa ligação é chamada ligação peptídica (amídica). São consideradas 
proteínas sequências formadas por 30 ou mais resíduos de aminoácido. Moléculas 
menores são chamadas de peptídeos, de acordo com o número de aminoácidos 
(dipeptídeos, tripeptídeos, oligopeptídeos, polipeptídeos etc.). As proteínas (acima de 4 
aminoácidos) classificam-se quanto à sua forma em fibrosas (menos solúveis, comumente 
proteínas estruturais como o colágeno e a miosina) e globulares (mais solúveis, como as 
proteínas presentes no plasma), estas de maior interesse clínico, as quais mantém suas 
características dentro de faixa estreitas de temperatura e pH que, quando superadas, geram 
a desnaturação. 
A estrutura das proteínas é dividida em quatro classificações: 
a) Estrutura primária: Relativa à sequência de resíduos de aminoácidos 
componentes da cadeia peptídica na ordem em que eles foram adicionados na tradução 
proteica. 
b) Estrutura secundária: Relativa à interação entre os aminoácidos próximos em 
uma cadeia peptídica, através de pontes de hidrogênio e/ou pontes dissulfeto, e formando 
estruturas específicas como alfa-hélice e folha-beta-pregueada, bem como estruturas ao 
acaso. 
c) Estrutura terciária: Corresponde ao dobramento tridimensional observado pela 
interação de diferentes estruturas secundárias em uma cadeia polipeptídica compacta. 
d) Quaternária: Corresponde à interação entre diferentes estruturas terciárias em 
proteínas compostas por duas ou mais cadeias polipeptídicas, formando complexos 
macromoleculares. 
Muitas proteínas apresentam componentes que não são aminoácidos, os 
chamados grupos prostéticos, tais proteínas são denominadas como proteínas conjugadas 
e são classificadas como metaloproteínas, lipoproteínas, glicoproteínas, mucoproteínas e 
fosfoproteínas, por exemplo. 
As proteínas exibem inúmeras funções biológicas, dentre elas: (1) enzimas, (2) 
hormônios, (3) anticorpos e componentes do sistema complemento, (4) proteínas com 
função osmótica, (5) proteínas da coagulação, (6) proteínas de transporte e 
armazenamento, (7) proteínas estruturais e (8) proteínas de fase aguda. 
A concentração de proteínas plasmáticas é determinada por três fatores 
principais: velocidade de síntese, velocidade de catabolismo e o volume de líquido no 
qual as proteínas estão distribuídas. 
 
3.3. Proteínas plasmáticas de importância clínica 
Apesar de existirem centenas de proteínas circulantes no sangue, algumas são 
consideradas clinicamente relevantes e, consequentemente, são usadas para o diagnóstico 
e acompanhamento de diversas condições fisiopatológicas. As alterações dos níveis 
plasmáticos de proteínas são classificadas em hiperproteinemina e hipoproteinemia. A 
hiperproteinemia está associada a condições como a desidratação, processos infecciosos, 
processos imunomediados e após a vacinação. A hipoproteinemia pode ocorrer por 
desnutrição, insuficiência hepática ou pancreática, hemorragias agudas ou crônicas, 
enfermidades exudativas e nefropatias. Alterações na concentração das proteínas 
plasmáticas podem indicar diversas doenças, como: câncer, doenças genéticas, 
dislipidemias e processos agudos. Algumas dessas proteínas, inclusive, são úteis pelo fato 
de suas concentrações se alterarem significativamente em determinadas condições, como 
as proteínasde fase aguda. 
Proteínas de fase aguda são definidas como proteínas cuja concentração 
plasmática é alterada como resposta a infecção, lesão tecidual ou outros processos agudos. 
Algumas dessas proteínas, chamadas de proteínas de fase aguda positivas, tem sua 
concentração aumentada, como alfa1glicoproteina ácida, proteína C reativa, 
ceruloplasmina e alfa1antitripsina. Outras, por sua vez, como a albumina e a transtiterrina 
são consideradas proteínas de fase aguda negativa, pois sua produção é reduzida em 
processos agudos. 
As proteínas plasmáticas são separadas de acordo com suas características 
eletroforéticas. 
 
3.4. Eletroforese de proteínas séricas 
Com o objetivo de estudar as proteínas séricas de interesse clínico, é importante 
discutir o seu método de separação e identificação. A eletroforese de proteínas é um 
método simples que permite separar proteínas em frações de acordo com as suas 
respectivas cargas elétricas, tamanho e forma. A amostra preferível é a de soro, para evitar 
interferências da banda do fibrinogênio. Essa técnica pode ser uma ferramenta importante 
quando existem condições específicas como cirrose, síndrome nefrótica e mieloma 
múltiplo. 
A identidade de cada proteína se dá pela sequência de aminoácidos presentes na 
proteína, a interação entre eles e pelas características conferidas individualmente pela 
cadeia lateral de cada aminoácido, conferindo a cada proteína forma, peso e carga elétrica 
distinta. A eletroforese é uma técnica de separação de proteínas utilizando-se de forças 
eletroforéticas e eletroendosmóticas presentes no sistema por meio de um campo elétrico. 
A amostra de soro rica em proteínas é aplicada sobre um meio composto por 
acetato de celulose ou gel de agarose e, em seguida, sofre a ação de um potencial elétrico 
gerado por um pólo positivo (ânodo) e outro negativo (cátodo). O potencial elétrico 
gerado provoca a migração das proteínas em direção ao ânodo e, de acordo com o peso 
molecular e carga elétrica, eles percorrem distâncias distintas, gerando diferentes bandas, 
representadas em pH = 8,6 por por pré-albumina, albumina e as globulinas alfa1 e alfa2, 
beta e gama. As frações (bandas) separadas são visibilizadas a partir de corante sensível 
à proteínas, comumente o comassie blue. As bandas são quantificadas por densitometria 
ou eluição, gerando um gráfico de histograma característico no qual as bandas podem ser 
comparadas, possibilitando melhor evidência de alguma anormalidade. Os resultados 
devem ser expressos sob forma percentual, de concentração das frações (g/dL) ou em 
forma gráfica. 
Cada banda obtida pela eletroforese é constituída de proteínas individuais que 
podem ser determinadas por vários métodos como nefelometria, imunodifusão radial, 
imunoeletroforese, etc. Segue informações acerca das diferentes bandas de proteínas 
plasmáticas isoladas na eletroforese. 
a) Albumina: Inicialmente, na região da pré albumina, temos a transtiterrina 
(pré-albumina) e a proteína de ligação ao retinol, ambas possuem meia-vida plasmática 
mais curta; consequentemente, estas avaliações fornecem indicadores simples e sensíveis 
de desnutrição ou disfunção hepática. Os níveis caem rapidamente nas reduções calóricas 
e protéicas na dieta. 
Já a albumina é a proteína mais abundante no plasma, pesando 66 kDa, 
corresponde a cerca de metade da massa de proteínas plasmáticas. Por conta do seu 
tamanho relativamente pequeno e sua concentração plasmática, também é o componente 
proteico majoritário da maioria dos líquidos biológicos. É sintetizada exclusivamente nas 
células parenquimais do fígado, é solúvel em meio aquoso devido às cargas negativas em 
pH fisiológico. Possui funções importantes no organismo, como manutenção da pressão 
oncótica e transporte de substâncias. É uma proteína relativamente pequena e, 
consequentemente, tende a se perder na urina quando ocorre dano glomerular. 
A síntese de albumina é controlada pela taxa osmótica e pelo consumo de 
proteínas. A hipoalbuminemia é uma condição inespecífica que na eletroforese se 
manifesta como diminuição do pico; esse fato é relacionado a fatores como: (1) síntese 
prejudicada (cirrose hepática e hepatite viral), (2) aumento do catabolismo (infecção 
bacteriana grave, neoplasias malignas, insuficiência cardíaca congestiva, doenças 
inflamatórias e infecções crônicas), (3) ingesta protéica inadequada e (4) perdas (via 
glomerular ou intestinal) ou desvios (edema e ascite). Concentrações plasmáticas 
aumentadas de albumina (hiperalbuminemia) são comumente observadas na 
desidratação, mas pode ser observada em alguns carcinomas, diarreia, estresse, febre 
reumática, uremia e outras condições específicas. 
A albumina possui diversas funções biológicas, destacando-se a manutenção da 
pressão coloidosmótica e o transporte de ácidos graxos, fosfolipídios, íons metálicos, 
drogas, hormônios e bilirrubina, ao conjugar-se com estes. A meia-vida plasmática média 
da albumina é de 15 a 19 dias, quando sofre pinocitose, é degradada pelas células em seus 
respectivos aminoácidos que são reutilizados. Em algumas condições, pode-se encontrar 
mais de um tipo de albumina no soro, mesmo sem manifestação clínica, esse evento se 
manifesta com o aumento do gráfico na faixa correspondente e até mesmo a formação e 
duas faixas distintas. 
A quantificação usual da albumina em amostras de soro, comumente, se dá 
utilizando corantes de bromocresol, como o verde de bromocresol, mais utilizado por 
apresentar maior especificidade pela albumina e menor interferência, e o vermelho de 
bromocresol, menos específico. O soro é preferível ao plasma, a fim de evitar 
interferência do fibrinogênio e da heparina. Recomenda-se que o paciente não ingira uma 
dieta rica em gorduras em até 48 horas antes do teste. Amostras de soro são preferíveis, 
devendo-se evitar a estase prolongada (garrote) na coleta, pois a pode haver 
hemoconcentração. Em adultos, a albumina sérica está em torno de 3,5 a 5 g/dL. 
b) Alfa-1 globulinas: Proteínas como alfa-1-antitripsina, alfa-1-glicoproteína 
ácida e alfa-1-fetoproteína compõem este grupo. Em geral, há aumento dessa fração em 
processos inflamatórios, infecciosos e imunes, de forma inespecífica. 
A alfa-1-antitripsina corresponde a 90% do pico normal dessa banda. Ela é uma 
das várias proteínas que inibem atividade de proteases, particularmente da elastase dos 
neutrófilos, limitando a proteólise nos sítios de inflamação. Pode estar diminuída no 
enfisema pulmonar e doenças hepáticas. 
A alfa-1-glicoproteína ácida é composta em grade parte por açúcares. Sua função 
primária é inativar a progesterona, mas também afeta a farmacocinética de muitas drogas, 
inativando-as. Está aumentada em doenças como artrite reumatoide e lúpus e sua redução 
se dá em doença hepática severa, síndrome nefrótica e uso de anticoncepcionais. 
A alfa-1-fetoproteína é uma glicoproteína sintetizada no fígado fetal. Níveis 
aumentados são encontrados principalmente na gestação e no câncer hepático. Pode ser 
usada para rastrear más-formações como a deficiência no fechamento do tubo neural e 
até mesmo na Síndrome de Down. 
c) Alfa-2 globulinas: constituem esse grupo alfa-2-macroglobulina, 
ceruloplasmina e haptoglobina. Também se comportam como proteínas de fase aguda. 
A haptoglobina é sintetizada nos hepatócitos e células do sistema 
reticuloendotelial e tem função de transportar hemoglobina livre do plasma de volta para 
o sistema reticuloendotelial, onde é degradada pois a hemoglobina não complexada com 
haptoglobina é filtrada nos glomérulos e pode causar enfermidade renal e perda de ferro. 
A alfa-2-macroglobulina é uma inibidora da protease, é uma molécula grande 
que não se difunde do espaço periplasmático para ao líquido extravascular, ao contrário 
de outras alfaglobulinas. Estrógenos podem aumentar suas concentrações, na síndrome 
nefrótica suas concentrações estão aumentadas como resultadoda perda de proteínas 
pequenas e síntese de muitas proteínas como compensação. 
A ceruloplasmina é sintetizada no fígado e transporta 90% do cobre do plasma. 
Está aumentada em processos agudos como infecções, doenças malignas e trauma. O 
defeito autossômico da sua produção é a doença de Wilson, fazendo com que o cobre se 
deposite nos rins, no fígado e no cérebro, onde é tóxico. 
d) Beta-1 globulinas: betalipoproteínas, transferrina e componente C3 e C4 do 
complemento compõem essa banda. 
A transferrina é a principal proteína transportadora de ferro no plasma. Íons 
férricos provenientes da degradação da heme no fígado e obtidos na dieta são 
transportados pela transferrina até os locais de produção de eritrócitos na medula óssea. 
Sua avaliação é usada no diagnóstico diferencial das anemias. 
As frações C3 e C4 participam da ativação das vias alternativa e clássica do 
complemento, atuando na resposta imunológica humoral. 
e) Beta-2-globulinas: A beta-2-microglobulina é uma proteína de baixa massa 
molecular, facilmente filtrada nos glomérulos e reabsorvida pelos túbulos renais. Níveis 
elevados acontecem na insuficiência renal, inflamação e neoplasias. 
f) Gamaglobulinas: Composta pelas pela proteína C reativa (PCR) e pelas 
imunoglobulinas, ou seja, anticorpos produzidos pelos plasmócitos como resposta a 
antígenos ou devido à desordem clonal maligna dessas células. Há diferentes classes de 
imunoglobulinas, todas elas em formato de “Y” que são formadas por duas cadeias leves 
(kappa e lambda) e duas pesadas (G, A, M, D e E), formando a banda eletroforética pelas 
cinco maiores classes de imunoglobulinas que, por ordem decrescente de concentração 
no soro são: IgG, IgA, IgM, IgD e IgE, respectivamente. 
As alterações dos padrões eletroforéticos da fração gama podem se policlonais 
ou monoclonais. O pico policlonal representa resposta imunológica simultânea de 
diversos clones plasmocítários a determinado estímulo antigênico inflamatório, imune ou 
infeccioso. Esse padrão aparece como um aumento difuso da fração gama, representado 
pela presença de uma curva de base larga, demonstrando a produção de todas as classes 
de imunoglobulinas. 
O pico monoclonal (paraproteinemia) consiste no aumento homogêneo da fração 
gama, gerando pico estreito e pontiagudo, que representa a proliferação de um único clone 
plasmocitário de um tipo específico de imunoglobulina. A proteína monoclonal 
geralmente gera pico na fração gama, no entanto esse pico pode estar deslocado na fração 
beta se houver envolvimento de IgA. No mieloma múltiplo, principal entidade entre as 
gamopatias monoclonais, é essencial a aplicação de eletroforese de proteínas como 
critério diagnóstico, onde se encontra paraproteínas de cadeias leves (proteínas de Bence 
Jones). 
Outra alteração encontrada é a hipogamaglobulinemia ou agamaglobulinemia, 
que consiste na redução dos níveis de gamaglobulinas, geralmente sem alteração nas 
outras regiões de globulina. Pode surgir como complicações do mieloma múltiplo ou por 
condições congênitas. 
A proteína C reativa (PCR) é sintetizada no fígado e está presente no plasma de 
pacientes com doenças agudas. É um marcador não-específico da resposta imune, 
infecção, lesão tecidual, infarto e malignidade. A PCR está envolvida com o sistema auto-
imune, te capacidade de se ligar no polissacarídeo C da parede celular de Streptococcus 
pneumoniae e atua na ativação do complemento e na fagocitose. Assim, é importante 
conhecer e interpretar corretamente a eletroforese de proteínas, uma vez que esse exame 
facilita o diagnóstico de diversas doenças. 
 
3.5. Dosagem de proteínas totais 
Para dosagem de proteínas totais em amostras de soro, recomenda-se que o 
paciente não ingira uma dieta rica em gorduras em até 8 horas antes do teste. Existem 
diversos testes para a dosagem de proteínas totais em amostras de soro, como o método 
de Kjeldahl e refratrometria, no entanto, o método do reagente de biureto, o produto de 
decomposição da uréia pelo calor, permite avaliação de alterações do metabolismo de 
proteínas, que na presença de íons cobre desenvolve coloração violeta por interação deste 
com as ligações peptídicas. A partir da determinação de proteínas totais, facilita-se a 
análise da causa da alteração de proteínas plasmáticas a partir correlação matemática que 
diz que: Proteínas totais = albumina + globulinas. Em adultos, a proteína sérica está em 
torno de 7 g/dL. 
Proteínas totais também são determinadas em outros líquidos corporais, sendo a 
determinação da massa de proteínas em um volume de urina de 24 horas um teste 
laboratorial realizado em diversas condições clínicas. Para esse teste, diversas técnicas 
são usadas, como a utilização de corantes como o vermelho de pirogalol e o comassie 
blue, além da própria técnica do biureto. No entanto, a técnica suficientemente precisa e 
exata e mais utilizada é a turbidimetria usando ácido tricloroacético e ácido 
sulfossalicílico ou cloreto de benzetônio em meio alcalino. Nessa técnica, o reagente 
precipitante é adicionado à urina e a proteína desnaturada é quantificada 
turbidimetricamente. 
Portanto, existem diversos tipos de proteínas no nosso organismo, com funções 
variadas. O conhecimento bioquímico acerca de suas estruturas, distribuição no 
organismo, funções fisológicas, concentrações e alterações destas permitem ao 
farmacêutico e a equipe de saúde, no contexto do laboratório clínico, gerar dados 
relevantes acerca da saúde do paciente. Mas para isso, é essencial a correta realização e 
interpretação dos testes laboratoriais.