CATABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS

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Os aminoácidos sofrem degradação oxidativa em 3 circunstância 
metabólicas diferentes: 
- Durante a síntese e a degradação normais de proteínas celulares, 
alguns aminoácidos liberados pela hidrólise de proteínas são necessários 
para a biossíntese de novas proteínas, sofrendo degradação oxidativa. 
- Quando uma dieta é rica em proteínas e os aminoácidos ingeridos 
excedem as necessidades do organismo para a síntese proteica, o excesso 
é catabolizado; os aminoácidos não podem ser armazenados. 
- Durante o jejum ou no diabetes melito não controlado, quando os 
carboidratos estão indisponíveis ou são utilizados de modo inadequado, as 
proteínas celulares são utilizadas como combustível. 
Em todas essas condições , os aminoácidos perdem seu grupo amina 
para forma -cetoácidos, os “esqueletos de carbono” dos aminoácidos. Os 
processos de degradação de aminoácidos convergem para vias catabólicas 
centrais, com os esqueletos de carbono da maioria dos aminoácidos 
encontrando uma via para o ciclo do ácido cítrico. Todas as vias para a 
degradação dos aminoácidos incluem uma etapa fundamental, na qual o 
grupo -amina é separado do esqueleto carbonados e desviados para as 
vias do metabolismo do grupo amina. 
 
 Os aminoácidos derivados das proteínas da dieta são a origem da 
maioria dos grupos amina. A maior parte dos aminoácidos é metabolizada 
no fígado. Parte da amônia gerada nesse processo é recliclada e utilizada 
em uma variedade de vias biossintéticas; o excesso é excretado 
diretamente ou convertido em ureia ou ácido úrico para excreção, 
dependendo do organismo. O excesso de amônia produzido em outros 
tecidos é enviado ao fígado para conversão em sua forma de excreção. 
 Quatro aminoácidos desempenham papeis centrais no metabolismos 
do nitrogênio: glutamato, glutamina, alanina e apartato. Esses 
aminoácidos são aqueles mais facilmente convertidos em intermediários 
do ciclodo ácido cítrico: glutamato e glutamina são convertidos em -
cetaglutarato, alanina em piruvato e aspartato em oxelacetato. Glutamato 
e glutamina são especialmente importantes, atuando como uma espécie de 
ponto de encontro para os grupos amina. No citosol dos hepatócitos(células 
do fígado), os grupos amina da maioria dos aminoácidos são transferidos 
ao -cetaglutaro, formando glutamato, que entra na mitocôndria e cede seu 
grupo amina para formar NH4
+. O excesso de amônia gerado na maioria 
dos demais tecidos é convertido no nitrogênio amídico da glutamina, que 
passa para o fígado e, então, para as mitocôndrias hepáticas. No músculo 
esquelético, os grupos amina que excedem as necessidades geralmente 
são transferidos ao piruvato para formar alanina, outra molécula 
importante para o transporte de grupos amina até o fígado. 
Chegando ao fígado, a primeira etapa no catabolismo da maioria dos L-
aminoácidos é a remoção de seus grupos -amina, realizada por enzimas 
denominadas aminotransferases ou transaminases. Nessas reações de 
transaminação, o grupo -amina é transferido para o carbono - do -
cetoglutarato, liberando o correspondente -cetoácido, análogo do 
aminoácido. O efeito das reações de transaminação é coletar grupos amina 
de diferentes aminoácidos na forma de L-glutamato. O glutamato então 
funciona como doador de grupos amina para vias biossintéticas ou para 
vias de excreção, que levam à eliminação de produtos de excreção 
nitrogenadas. 
 
 
Todas as aminotransferases apresentam o mesmo grupo prostético e o 
mesmo mecanismo de reação. O grupo prostético é o piridoxal-fosfato 
(PLP), a forma de coenzima da piridoxina ou vitamina B6. O piridoxal-
fosfato funciona como carreador intermediário de grupos amina no sítio 
ativo das aminotransferases. Ele sofre transformações reversíveis entre 
sua forma aldeídica, o piridoxal-fosfato, que pode aceitar um grupo amina, 
e sua forma aminada, a piridoxamina-fosfato, que pode doar seu grupo 
amino para um -cetoácido. 
 
Os grupos amina de muitos aminoácidos são coletados, no fígado, na 
forma do grupo amina de moléculas de L-glutamato. Esses grupos amina 
devem ser removidos do glutamato e preparados para excreção. Nos 
hepatócitos, o glutamato é transportado do citosol para a mitocôndria, onde 
sofre desaminação oxidativa, catalisada pela L-glutamato-desidrogenase. 
 
A ação combinada de uma aminotransferase e da glutamato-
desidrogenase é conhecida como transdesaminação. O -cetoglutarato 
formado a partir da desaminação do glutamato pode ser utilizado no ciclo 
de ácido cítrico e para a síntese de glicose. 
A amônia é bastante tóxica para os tecidos animais e seus níveis no sangue 
são estritamente regulados. Na maioria dos animais, a maior parte dessa 
amônia livre é convertida em um composto não tóxico antes de ser 
exportada dos tecidos extra-hepáticos para o sangue e transportada até o 
fígado ou até os rins. A amônia livre produzida nos tecidos combina-se com 
o glutamato, produzindo glutamina, pela ação da glutamina-sintetase. 
Essa reação requer ATP e ocorre em duas etapas. O glutamato e o ATP 
reagem para formar ADP e um intermediário y-glutamil-fosfato, reage com 
a amônia, produzindo glutamina e fosfato inorgânico. A glutamina é uma 
forma de transporte não tóxico para a amônia, ela normalmente está 
presente no sangue em concentrações muito maiores que os demais 
aminoácidos. No fígado, a amônia de todas essas fontes é utilizada na 
síntese da ureia. Parte do glutamato produzido na reação da glutaminase 
pode ser adicionalmente processada no fígado pela glutamato-
desidorgenase, liberando mais amônia e produzindo esqueletos 
carbonados para utilização como combustível. 
 
 
A alanina também desempenha um papel especial no transporte dos 
grupos amina para o fígado em uma forma não tóxica, por meio de uma via 
denominada ciclo da glicose-alanina. 
 
No músculo e em alguns outros tecidos que degradam aminoácidos 
como combustível, os grupos amina são coletados na forma de glutamato 
por transaminação. O glutamato pode ser convertido em glutamina para 
transporte ao fígado, ou pode transferir seu grupo -amina para o piruvato, 
produto da glicólise muscular, disponível pela ação da alanina-
aminotransferase. A alanina passa para o sangue e segue para o fígado. 
No citosol dos hepatócitos, a alanina-aminotransferase transfere o grupo 
amino da alanina para o -cetoglutarato, formando piruvato e glutamato. O 
glutamato então entra na mitocôndria, onde a reação da glutamato-
desidrogenase libera NH4
+, ou sofre transaminação com o oxalacetato para 
formar aspartato, outro doador de nitrogênio para a síntese de ureia. Os 
músculos esqueléticos em contração vigorosa operam anaerobicamente, 
produzindo piruvato e lactato pela glicólise, assim com amônia pela 
degradação proteica. Esses produtos devem chegar ao fígado, onde o 
piruvato e o lactato são incorporadaos na glicose, que volta aos músculos, 
e a amônia é convertida em ureia para excreção 
 O fluxo ao longo das vias catabólicas também varia muito, 
dependendo do equilíbrio entre as necessidades para processos 
biossintéticos e a disponibilidade de determinado aminoácido. As 20 vias 
catabólicas convergem para formar apenas 6 produtos principais, os quais 
podem entrar no ciclo do ácido cítrico. Os esqueletos carbonados tomam 
vias distintas, sendo direcionados para a gliconeogênese ou para a 
cetogênese, ou oxidados completamente CO2 e H2O. 
 Sete dos aminoácidos podem ter seu esqueletos carbonados, total ou 
parcialmente, degradados para produzir acetil-CoA. Cinco aminoácidos são 
convertidos em -cetoglutarato, quatro em succinil-CoA, dois em fumarato 
e dois em oxalacetato. Seis aminoácidos têm seu esqueleto carbonado, total 
ou parcialmente, convertido em piruvato, o qual pode ser transformado em 
acetil-CoA ou em oxalacetato. Os sete aminoácidos, inteira ou 
parcialmente, degradados em acetoatil-CoA e/ou acetil-CoA – fenilalanina, 
tirosina, isoleucina , leucina,triptofano, treonina e lisina- podem produzir 
corpos cetônicos no fígado, são aminoácidos cetogênicos. Os aminoácidos 
degradados em piruvato, -cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato e/ou 
oxalacetato podem ser convertidos em glicose e glicogênio, são 
aminoácidos glicogênicos. Aminoácidos glicogênicos e cetogênicos não 
são excludentes entre si; cinco aminoácidos – triptofano, fenilalanina, 
tirosina, treonina e isoleucina – são tanto cetogênicos quanto glicogênicos. 
A leucina é um aminoácido exclusivamente cetogênico. Sua degradação 
contribui para a cetose em condições de jejum prolongado. 
 
Os esqueletos carbonados de seis aminoácidos são convertidos, total ou 
parcialmente, em piruvato. O piruvato pode ser convertido em acetil-CoA 
e, oxidado via ciclo do ácido cítrico ou ser convertido em oxalacetato e 
encaminhado para a gliconeogênese. Os seis aminoácidos são a alanina, 
o triptofano, a cisteína, a serina, a glicina e a treonina. 
A 
 
Parte dos esqueletos carbonados de sete aminoácidos – triptofano, lisina, 
fenilalanina, tirosina, leucina, isoleucina e treonina – produzem acetil-CoA 
e/ou acetoacetil-CoA.

 
Os esqueletos carbonados de cinco aminoácidos, prolina, glutamato, 
glutamina, arginina e histidina, entram no ciclo do ácido cítrico como -
cetoglutarato. 
A 
 
Os esqueletos carbonados da metionina, da isoleucina, da treonina e 
da valina são degradados por rotas que produzem succinil-CoA, um 
intermediário do ciclo ácido cítrico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Parte do catabolismo dos aminoácido acontece no fígado, os três 
aminoácidos com cadeias laterais ramificadas, leucina, isoleucina e valina, 
são oxidados como combustível principalmente pelos tecidos muscular, 
adiposo, renal e nervoso. Esses tecidos extra-hepáticos contêm uma 
aminotransferase, ausente no fígado, que atua sobre os três aminoácidos 
de cadeia ramificada, produzindo -cetoácidos. 
 
 
 
 
 Os esqueletos carbonados da aspargina e do aspartato entram, por 
fim, no ciclo do ácido cítrico como malato, nos mamíferos, ou como 
oxalacetato, nas bactérias. A enzima asparaginase catalisa a hidrólise da 
asparagina, produzindo aspartato, o qual sofre transaminação com o -
cetoglutarato, gerando glutamato e oxalacetato. O oxalacetato produzido 
na reação de transaminação pode ser utilizado diretamente no ciclo do 
ácido cítrico.