Metabolismo dos aminoácidos

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Bioquímica Glória Mamédio 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Metabolismo dos aminoácidos 
Introdução 
 Aminoácidos são moléculas que apresentam um 
grupo amino e um ácido carboxílico ligado a 
estrutura. 
 
 
 
 
 Tem função energética além da estrutural. 
 Podem ser metabolizados na via de gliconeogênese 
para sintetizar glicose. 
 Os aminoácidos não armazenados no grupo, sendo 
necessário obter na dieta, sintetizados ou produzidos 
pela degradação proteica. 
 Os aminoácidos em excesso no organismo são 
rapidamente degradados 
 A primeira fase do catabolismo é a retirada do grupo 
amino que forma amônia e o α-cetoácidos. Parte da 
amônia livre é secretada e a outra vai para o ciclo da 
ureia. 
 Na segunda fase os esqueletos carbonados dos α-
cetoácidos são convertidos em intermediários das 
vias produtoras de energia. 
Classificação dos aminoácidos 
Classificação nutricional 
 Não-essenciais: o próprio corpo produz esses 
aminoácidos 
 Essenciais: o corpo não produz, e, portanto, devem 
ser obtidos pela dieta 
Classificação quanto ao radical 
 Apolares: o radical é formado por hidrocarbonetos 
apolares ou modificados. 
 a glicina é apolar 
 Polares: radicais que costumam formar pontes de 
hidrogênio 
 Básicos: radicais com o grupo amino e podem 
receber elétrons. 
 Ácidos: radicais com o grupo carboxílico e podem 
receber elétrons. 
Classificação quanto ao destino 
 cetogênicos: quando os aminoácidos são degradados 
a acetil-CoA ou acetoacetil-CoA pelo ciclo de Krebs. 
 Glicogênicos: os aminoácidos são degradados a 
piruvato, α-cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato e 
oxaloacetato. 
Transformação dos aminoácidos 
 Alguns aminoácidos sofrem transformação por 
enzimas para sintetizar hormônios e outras 
substâncias necessárias ao corpo. 
Transformação da fenilalanina 
 A adrenalina é um neurotransmissor derivado da 
fenilalanina. Estimula a glicogenólise, lipólise e ação do 
músculo cardíaco. 
 Fenilcetonúria é uma doença caracterizada pela 
deficiência na enzima fenilalanina hidroxilase, 
impedindo que a fenilalanina seja convertida em 
tirosina. 
A falta de tirosina impede a formação de substancias 
importantes para o funcionamento cerebral, os 
neurotransmissores, como dopamina e noradrenalina, e 
melanina. Causando distúrbios neurológicos, falta de 
pigmentação da pele, déficit mental e baixo QI. 
 A falta da enzima também causa o acumulo de 
fenilalanina no sangue, dessa forma ela é convertida 
em fenilpiruvato, pelas enzimas AST e ALT, que é 
transformado em fenillactato e fenilacetato 
Transformação do ácido glutâmico 
 É convertido no GABA pelo glutamato 
descarboxilase. 
 O GABA libera a entrada de cloro na célula pós-
sináptica hiperporalizando a célula e retardando o 
impulso nervoso 
 É usado como calmante. 
Transformação do triptofano 
 A serotonina é derivada do triptofano. 
 O excesso de fenilalanina (fenilcetonúria) bloqueia a 
enzima 5-OH-triptofano descarboxilase que impede a 
formação de serotonina, causando depressão, 
irritabilidade e hiperatividade. 
 A melatonina, hormônio que regula o sono, é 
derivado do triptofano. O triptofano se transforma em 
serotonina e está é convertida em melatonina. 
 A adrenalina e o cortisol induzem a formação da 
enzima triptofano pirolase, que destrói o triptofano 
antes que ele atinja a glândula pineal. Dessa forma, 
altas doses de adrenalina e cortisol impedem a 
formação de serotonina e melatonina. 
 
 
Bioquímica Glória Mamédio 
 
 
 
 
 
 
 
A melatonina é antioxidante e capaz de ultrapassar a 
barreira hematoencefálica, podendo agir diretamente no 
cérebro, isso garante uma proteção dos neurônios contra 
os radicais livres. A medida que a concentração de 
melatonina cai pode haver declínio da função cerebral em 
conjunto com a desregulação do sono. 
OBS: a produção de melatonina decai com à idade 
Transaminação dos aminoácidos 
 Consiste na transmissão do grupo amino de um 
aminoácido para um α-cetoglutarato, formando um 
glutamato e um α-cetoácidos 
 Possui ação de uma enzima aminotransferase ou 
transaminases. 
 O α-cetoglutarato é proveniente do ciclo de Krebs, e 
é ele que se transforma em glutamato. 
 O glutamato é o principal receptor do grupo amino 
 As mesmas transaminases que transformam o 
aminoácido em glutamato transformam ele em 
aspartato 
 A transaminação ocorre em qualquer tecido, porém 
com mais frequência no fígado 
 As transaminases são especificas para um ou alguns 
aminoácidos. 
 As mais importantes aminotransferases são a ALT 
(GPT) e AST (GOT) 
 a ALT é especifica da alanina, formando piruvato 
e glutamato 
 a AST transfere o grupo amino do glutamato 
para o oxalacetato formando aspartato, o aspartato é 
fonte de nitrogênio no ciclo da ureia. 
 Todas as aminotransferases requerem a coenzima 
piridoxal-fosfato, o grupo amino é transferida para a 
porção piridoxal, formando piridoxamina-fosfato, e 
então o grupo amino é transferido desse para o α-
cetoácido. 
 
 
 
 
 
 
 
As aminotransferases são enzimas intracelulares, dessa 
forma alta concentração no plasma indica lesão celular no 
tecido que apresenta essas enzimas. Altos níveis de ALT 
e AST indicam lesão hepática, sendo a ALT mais 
especifica para o fígado. 
O glutamato pode se desaminado ou ser doador do 
grupo amino para formação de aminoácidos não-
essenciais. 
Desaminação do glutamato 
 Ocorrem principalmente no fígado e nos rins. 
 Fornecem α-cetoácidos que podem entrar nas vias 
metabólicas energéticas e amônia para a síntese de 
ureia. 
 O glutamato é tido como um reservatório de amônia 
que cederá o grupo amino para formação da ureia 
 A amônia é tóxica ao sangue, por isso é incorporada 
ao glutamato, formando glutamina, para ser 
transportada ao fígado. Pela enzima glutamina 
sintetase 
 A glutamato desidrogenase separa a glutamina em α-
cetoglutarato e amônia. A amônia será transformada 
em ureia. 
 Outra forma de transportar a amônia é pela alanina, 
esse mecanismo é utilizado pelo músculo. Ocorre a 
transaminação do piruvato para formar alanina, essa é 
transportada para o fígado onde é convertida em 
piruvato por transaminação e o piruvato é 
transformado em glicose pela gliconeogênese. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ciclo da ureia 
 A ureia é a principal forma de eliminação do 
nitrogênio do organismo 
 Os átomos de nitrogênio são fornecidos pela amônia 
livre e pelo aspartato 
 O aspartato é gerado pela transaminação do 
oxalacetato e a amônia livre pela desaminação do 
glutamato. 
 A ureia é produzida no fígado e transportada pelo 
sangue para os rins. 
Reações do ciclo 
 As duas primeiras reações de síntese da ureia 
ocorrem na mitocôndria e o restante no citosol. 
 
 
Bioquímica Glória Mamédio 
 
 
  Formação do carbamoil-fosfato: é catalisada 
pela carbamoil-fosfato-sintetase 1, utiliza o CO+ 
NH3+ 2ATP. A amônia incorporada ao carbamoil-
fosfato é derivada da desaminação oxidativa do 
glutamato. A carbamoil-fosfato-sintetase 1 requen o 
N-acetil-glutamato 
 Formação da citrulina: a ornitina reage com a 
carbamoil-fosfato, a carbamoil libera um fosfato e 
forma a citrulina. A ornitina é regenerada ao final do 
ciclo. Enzima ornitina-transcarbamoilase 
 Síntese de argininossucinato: gerado pela 
condensação da citrulina com o aspartato, ocorre a 
clivagem de um ATP gerando AMP e uma 
molécula pirofosfato. Enzima argininossuccinato 
sintetase. 
 Clivagem do argininossuccinato: a 
argininossuccinato é quebrada em arginina e 
fumarato. A arginina serve de percursora da ureia e 
o fumarato é hidratadoa malato que segue para 
outras rotas metabólicas (pode ir para o ciclo do 
ácido cítrico). Enzima argininossuccinato liase. 
 Clivagem da arginina: a arginase quebra a 
arginina em ornitina e ureia. Essa enzima é 
especifica do fígado. 
 A ureia parte para os rins pelo sangue que é filtrada 
e secretada pelos rins. 
 Parte da ureia vai para o intestino onde é clivada 
em CO2 e NH3 pela urease bacteriana, parte da 
amônia é perdida nas fezes e parcialmente 
absorvida pelo sangue 
Em pacientes com insuficiência renal ocorre o acumulo 
de ureia, parte maior da ureia vai para o intestino e por 
causa da uréase bacteriana os níveis de amônia no 
sangue aumentam causando hiperamonemia. 
O N-acetil-glutamato é um ativador da carbamoil-fosfato-
sintetase 1, que é o passo limitante e regulador do ciclo. 
O N-acetil-glutamato é formado pela reação do Acetil-
CoA com o glutamato. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Metabolismo da amônia 
 Altas concentrações de amônia podem causar 
problemas no SNC 
 A amônia pode ser obtida por diferentes fontes: 
 aminoácidos: pela transaminação e 
desaminação 
 glutamina: pelos rins e pelo intestino 
 ação bacteriana no intestino: quando a ureia 
absorvida é quebrada em CO2 e NH3 
 Hiperamonemia: ocorre em casos de 
comprometimento da função hepática em que a 
concentração de amônia fica acima de 1000µmol/L 
 pode haver consequências devido a 
neurotoxidade. 
 é um indicador de distúrbio na homeostase do 
nitrogênio: 
 insuficiência renal 
 infecção renal 
 hiperalimentação protéica 
 enfermidade hepática 
 defeito nas enzimas do ciclo da ureia 
 Altas concentrações de amônia exigem muito 
glutamato e por consequência altas concentrações 
de α-cetoácidos, fazendo com que o ciclo de Krebs 
assume a função de transportar amônia e diminui o 
rendimento energético, ocasionando um estado de 
emergência para o estado cerebral. 
 O glutamato é percussor do GABA, e altas 
concentrações de glutamato implica altas de GABA 
que dificulta a chegada adequada dos impulsos 
nervosos que acarreta o coma. 
 Hiperamonemia adquirida: ocasionadas por 
doenças hepáticas em adultos. Por hepatite viral, 
isquemia, hepatotoxinas ou cirrose hepática. 
 Hiperamonemia hereditária: deficiência genética 
em uma das enzimas do ciclo da ureia. Resultam em 
retardo mental.