Estudo dirigido de bioquímica II

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Estudo Dirigido de Bioquímica II 
 
− Mecanismo de oxidação dos aminoácidos -> a enzima transaminase vai transportar 
o grupamento amina dos aminoácidos para o alfa-cetoglutarato, dando origem ao 
glutamato. 
− Glutamato, esse irá transportar o grupamento amino para o fígado, na mitocôndria, 
onde a enzima L-glutamato desidrogenase ir[á retirar o grupamento NH3 do glutamato para a 
formação da uréia. O excesso de amônia gerado em outros tecidos é associado ao 
glutamato, que é convertido no grupamento amida da glutamina. No músculo, o excesso de 
NH3 produzido é transferido para o piruvato formando a alanina, uma forma econômica de 
transportar NH3 do músculo para o fígado. 
 
− A diferença entre CAT I e CAT II: A CAT I é responsável por retirar a CoA do palmitoil 
CoA e adicionar Carnitina. A CAT II é responsável por retirar a carnitina do palmitato-carnitina e 
adicionar novamente uma CoA, transformando-o em palmitoil CoA novamente. 
 
− Beta-oxidação: 1a reação -> oxidação mediada pelo FAD: uma enzima chamada 
acil-CoA desidrogenase retira dois higrogênios da molécula de palmitoil CoA e entrega para o 
FAD, que é reduzido a FADH2. O produto formado é o trans-delta2-enoil-CoA. 
 
 2a reação -> hidratação: a enoil-CoA hidratase hidrata o enoil-CoA, formando o L-3-
hidroxiacil-CoA. 
3a reação -> oxidação mediada pelo NAD: a enzima L-3-hidroxiacil-CoA desidrogenase 
oxida mais uma vez a molécula, com a consequente redução do NAD em NADH, formando o 
composto 3-cetoacil-CoA. 
4a reação -> tiólise: é a quebra propriamente dita da molécula de 16 carbonos, que passa 
a ter 14 carbonos. Essa reação é catalisada pela tiolase e forma o produto miristoil-CoA (14 
carbonos) e acetil-CoA (02 carbonos). O miristoil -CoA passa novamente pela beta oxidação, 
formando mais uma molécula de acetil-CoA e um composto de 12 carbonos, que passará 
novamente pela beta oxidação. Esse processo ocorre até que o palmitoil-CoA vire uma sopa de 
acetil-CoA. 
− Balanço da beta oxidação: a oxidação do palmitoil-CoA gera 08 oito molécula de 
acetil-CoA, 07 mléculas de FADH2 e 07 moléculas de NADH + 7H+. 
 
− Destino da cetil-CoA formada: vai para o Ciclo de Krebs. Depois de pronta, ela doa 
seu grupo acetil para o oxaloacetato (4 C), formando o citrato (6 C). Portanto, para a cetil-
CoA entrar no Ciclo de Krebs e formar citrato, é preciso que haja muito oxaloacetato 
disponível. Acetil CoA produzida no fígado não vai para o ciclo de Krebs, porque ele usa 
oxaloacetato para produzir glicose quando o organismo está em jejum. Então, o acetil-CoA é 
transformado em corpos cetônicos. 
 
− Destino do NADH2 e do FADH: vão para a cadeia transportadora de elétrons para 
formar ATP. 
 
− Formação de Corpos Cetônicos: ocorre na mitocôndria. Dois acetil-CoA se ligam 
formando o acetoacil-CoA, ligação feita pela beta-ccetatiolase. A enzima HMG-CoA sintase 
junta o acetoacil-CoA com outro acetil-CoA formando o HMG-CoA. A enzima HMG-CoA liase 
ai clivar o HMG-CoA, formando acetil-CoA e acetoacetato. A enzima beta-hitroxibutirato 
hidrogenase reduz o acetoacetato formando betahidroxibutirato e parte do acetoacetato 
sofre carboxilação espontânea, gerando acetona. O betahidroxibutirato e a acetona são 
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altamente solúveis, assim são jogados na corrente sanguínea e levados para os tecidos 
famintos (músculo cardíaco, esquelético, pulmões e tecido nervoso) que os captam, 
transformando-os novamente em acetil-CoA, que é lançado para o Ciclo de Krebs. 
 
− Degradação dos ácidos graxos insaturados: (ácido oléico) antes de passar pela 
beta oxidação, a dupla ligação deve ser removida pela enoil-CoA isomerase. 
 
− Degradação dos ácidos graxos com número ímpar de carbono: também são 
oxidados na beta oxidação, porém a única diferença é o produto que eles formam. Por 
exemplo: um ácido graxo de 15 carbonos formam o siccinil-CoA intermediário do Ciclo de 
Krebs. 
 
− Ciclo da Uréia: 
 
o I) Síntese dos carbamoil-fosfato: ocorre a condensação das duas moléculas 
de amônia com uma molécula de CO2, formando a carbamoil-fosfato. Essa reação é 
catalisada pela carbamoil-fosfato-sintase I, e gasta dois ATPs. 
 
o II) Carbamoil-fosfato + ornitina formam citrolina: a L-ornitina 
transcarbamoilase transfere o grupo carbamoil fosfato para a ornitina, formando a 
citrulina. A síntese da citrulina ocorre na mitocôndrina, depois de pronta vai para o cotosol. 
 
o III) Citrulina + aspartato formam arginino-succinato: no citosol dos 
hepatócitos, a arginino-succinato sintase liga o aspartato à citrulina, fornecendo assim o 
segundo nitrogênio. Essa reação envolve o gasto de um ATP, formando citruil-AMP. 
 
o IV) Clivagem do arginino-succinato forma arginina e fumarato: ainda no 
citosol, a enzima arginino-succinase cliva o arginino-succinato. 
o V) Clivagem da arginina libera uréia e ornitina: a asginase hepática faz uma 
clivagem hidrolítica da arginina, liberando a ornitina, que torna a entrar na mitocôndria 
hepática para participar novamente do Ciclo da Uréia. 
 
− Composto formado no Ciclo da Uréia que pode ser usado no Ciclo de Krebs: 
fumarato e alfa-cetoglutarato 
− Composto formado no Ciclo de Krebs que pode ser usado no Ciclo da Uréia: 
aspartato 
− Fenilcetonúria: distúrbio hereditário no qual a enzima que processa o AA 
fenilalanina está ausente. Isso acarreta um aumento perigoso da quantidade de fenilalanina 
no sangue. Normalmente, esse AA é convertido em tirosina e eliminado do organismo, sem a 
fenilalanina hidroxilase a fenilalanina acumula-se no sangue e é tóxica para o cérebro. 
Sintomas: náuseas, vômitos, convulsões, comportamento auto-agressivo, odor de rato. 
Tratamento: consiste em limitar a ingestão de fenilalanina. 
 
− Síntese do Palmitato: ocorre no citoplasma. A acetil CoA-carboxilase pendura um 
CO2 na acetil-CoA, formando a malonil-CoA. Há o consumo de 01 ATP. A AGS possui um 
grupamento de fosfopantoteína e um de sisteína. O malonil-CoA e o acetil-CoA perdem a 
CoA, transformando-se em malonato e acetato. O malonato se liga à fosfopantoteína e o 
acetato (2 C) à sisteína. Em seguida, o acetato se desliga da sisteína, ligando-se ao malonato 
(3 C). Essa condensação forma um produto de 05 carbonos, ao mesmo tempo ocorre uma 
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descearboxilação, formando um produto de 04 carbonos chamado acetoacetil-PCA. Em 
seguida, uma redutase reduz o acetoacetil-PCA, fornando NADPH e hidroxibutiril-PCA. Ocorre 
então uma desidratação, formando butenoil-PCA. Logo após ocorre uma nova redução, 
formando NADPH e butiril-PCA. Esse produto que está ligado à fosfopantoteína se desliga dela 
e liga-se à sisteína, deixando a fosfopantoteína livre para a entrada de outro malonato. Outro 
malonato se liga à fosfopantoteína, o butiril-PCA se desliga da sisteína e se liga ao malonato, 
formando um composto de 07 carbonos, mas, ao mesmo tempo, ocorre uma 
descarboxilação, formando um produto de 06 carbonos. Ocorre então uma redução, uma 
desidratação e outra redução. Esse processo ocorre 07 vezes, até formar o palmitato (16 C). 
 
− Fonte de NADPH: quando a concentração de citrato na mitocôndria é muito alta, 
ele acaba vazando e caindo no citoplasma, onde é convertido em acetil-CoA e oxaloacetato 
pela citrato-liase. O acetil-CoA é convertido em malonil-CoA ou utilizado na primeira reação 
do complexo AGS. O oxaloacetato é convertido em malato pela malato desidrogenase, que 
produz NADPH. Apenas esse NADPH não é suficicente, sendo o restante produzido na via das 
pentoses. 
 
− Função da Via das Pentoses: ocorre a oxidação completa da glicose-6-fosfato, 
formando CO2 e ribulose-5-fosfato, com redução simultânea de NADP em NADPH. Ocorre no 
tecido adiposo, tireóide, testículos, fígado e glândulas mamárias. 1) fonte de pentose para 
síntese de ácidos nucleicos; 2) fonte de NADPH extra-miticondrial para síntese de ácidos 
graxos; 3) Converte exoses em pentoses. 
 
− Ramo oxidativo: a glicose-6-fosfato é desviada da via glicolítica e convertida emribulose-5-fosfato através de uma descarboxilação oxidativa. O ramo oxidativo gera 02 
moléculas de NADPH para cada molécula de glicose-6P. 
 
− Ramo Não-oxidativo: as reações do ramo oxidativo são irreversíveis, ao contrário 
dessas. Esse ramo começa com a conversão da ribulose-5P em ribose-5P, que é um 
componente dos nucleotídeos. 
 
− Glicogenólise: degradação e glicogênio em glicose ou glicose-1P. Ocorre com 
maior intensidade no fígado e nos músculos, sendo no fígado o principal estoque de 
glicogênio. A degradação do glicogênio é feita pela enzima glicogênio-fosforilase, que 
quebra uma ligação da molécula de glicogênio e remove o resíduo de glicose, formando a 
glicose-1P. A fosfoglicomutase converte a glicose-1P em glicose-6P. Logo após, nas células do 
fígado, rim e intestino a enzima glicose-6-fosfatase converte a glicose-6P em glicose. No 
músculo esquelético não em glicose-6-fosfatase. Teoricamente, a glicogenólise ocorre no 
músculo esquelético e pode gerar alguma glicose, mas que será imediatamente fosforilada, 
entrando na via glicolítica para produzir ATP, quando a demanda energética é baixa. 
 
− Estoques de glicogênio no fígado e os músculos: nos músculos o glicogênio serve 
como combustível para a síntese de ATP. E o nível de glicose muscular só diminui com exercício 
físico, que consome muito ATP. O glicogênio, no fígado, funciona como reserva de glicose 
para manter a taxa de glicemia. Os níveis de glicogênio hepático variam com a ingestão de 
alimentos, acumulando altos níveis após a alimentação, e, no jejum de 12 a 18 horas, o fígado 
torna-se desprovido de glicogênio. 
 
− Glicogênese: é uma via que necessita de energia, que é suprida pela UTP. 
Inicialmente, a exoquinase (no músculo) ou a glicoquinase (no fígado) fosforilam a glicose, 
transformando-a em glicose-6P. A fosfoglicomutase converte glicose-6P em glicose-1P. A 
glicose 1P reage com o UTP, formando o UDP-glicose (um doador de glicose), essa é a forma 
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ativa da glicose. Na glicogênese, antes de sintetizar um glicogênio, é preciso de um primer 
(glicogenina) de glicogênio. A UDP-glicose é transferida para hidroxila do carbono 4 do primer 
de glicogênio. Essa reação é catalisada pela glicogênio sintase. Um enzima chamada 
ramificadora é responsável por formar as ramificações da nova molécula de glicogênio. 
 
− Hormônios: substâncias sintetizadas pelas vias endócrinas e secretadas na 
circulação em direção a um ou mais tecidos, gerando uma resposta das células. A função dos 
hormônios, é, juntamente com o sistema nervoso, promover a coordenação das atividades 
metabólicas. Existem três tipos de hormônios: os peptídeos, que apresentam resíduos de 
aminoácidos (glucagon); os lipídios (esteróides); e os derivados de aminoácidos (adrenalina). 
 
− Mecanismo de ação dos hormônios: para atuar, s hormônios devem interagir com 
os sítios específicos da célula alvo, os receptores, que devem ter a capacidade de ligar os 
hormônios com alta especificidade, distinguindo essa molécula entre as outras para assim 
desencadear a resposta celular. A resposta ao hormônio não depende apenas de um 
receptor específico, mas também da presença dos sistemas de tradução de sinais hormonais 
na célula alvo. 
Tradução de sinal => para que uma célula responda a um determinado hormônio é 
necessário que a ligação do hormônio ao receptor desencadeie uma série de reações que levem 
à alteração do metabolismo da célula. Exemplo: os eritrócitos possuem receptores para insulina, 
mas não apresentam resposta a este hormônio. 
 
− Ação de um hormônio pode ser intensificada ou redirecionada: por exemplo, um 
hormônio pode ser liberado dentro de um sistema de circulação restrito, como o fígado, que 
recebe mais insulina que os demais tecidos. 
 
− Alguns hormônios afetam a expressão gênica: hormônios de natureza apolar, como 
os esteróides, os da tireóide e a vitamina D, atravessam a membrana da célula por difusão e 
ligam-se a receptores intracelulares. Essa ligação promove mudanças no receptor, resultando 
na formação de um complexo ativado com alta afinidade por determinados sítios do DNA, 
induzindo ou reprimindo a transcrição de genes específicos. 
 
− Controles de liberação do glucagon: hipoglicemia, hiperaminoacidemia, baixo 
nível de ácido graxo. 
 
− Pâncreas: glândula de fundamental importância para regulação do metabolismo 
de macromoléculas. Ele contém um grupo de células especializadas, as ilhotas de Langerhans. 
Nessas ilhotas existem três tipos de células distintas: as alfa (secretam glucagon); as beta 
(insulina); e as gama (somatostatina). 
 
− Mecanismo de ação do glucagon: ele ativa a proteína cinase, que tem a 
capacidade de fosforilar outras proteínas. Essa fosforilação pode ativar ou inibir a ação de 
várias enzimas, entre elas a glicogênio sintase e a acetil-CoA carboxilase, que são inativadas e 
a síntese de glicogênio e ácido graxo é drasticamente reduzida, e a degradação aumentada. 
 
− Glucagon / triacilgliceróis: os triacilglicerois ficam estocados no tecido adiposo. 
Quando a proteína cinase fosforila a lipase, ativando-a, essa enzima quebra os triacilgliceróis 
gerando glicerol e ácido graxo, que seguirão pela corrente sanguínea até o fígado ou outro 
tecido capaz de fazer a beta-oxidação. 
 
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− Adrenalina: é secretada na glândula adrenal. É liberada em resposta a situações 
de stress psicológico, cansaço físico, jejum prolongado ou hipoglicemia, etc. Essas condições 
ativam o sistema nervoso simpático. Esse hormônioatua em órgãos periféricos e promovem 
“reações de fuga”, caracterizadas por dilatação das pupilas, taquicardia, sudorese, tremores e 
aumento da glicemia. 
 
− Efeitos da adrenalina sobre o metabolismo hepático: os efeitos da adrenalina sobre 
a síntese e a degradação do glicogênio no fígado são muito semelhantes aos já descritos para 
a ação do glucagon, sendo os dois capazes de aumentar a atividade glicogenolítica 
hepática. 
 
− Efeitos da adrenalina sobre o músculo esquelético: promove a ativação da 
glicogênio fosforilase muscular através da sua fosforilação. No músculo, a enzima bifuncional 
PFK-2/F2,6Bpase responde de maneira totalmente inversa à fosforilação promovida pela PKA, 
ou seja, a PFK-2 está ativa quando a enzima estiver foforilada. 
 
− Efeitos da adrenalina sobre o músculo cardíaco: aumento da freqüência cardíaca, 
aumento da força de contração e, por conseguinte, maior efetividade no bombeamento do 
sangue, com oxigênio e nutrientes para todo o organismo. Promove um aumento da glicose 
cardíaca a fim de maximizar a produção de energia para a contração muscular. 
 
− Efeitos da adrenalina sobre o tecido adiposo: apresenta importante papel no 
processo de degradação de triácilgliceróis armazenados. A enzima lipase, sensível a 
hormônios, pode ser substrato da fosforilação catalisada pela PKA, que promove a ativação 
da enzima. o resultado final é a liberação do glicerol e de ácidos graxos dos adipócitos para o 
plasma. 
− OBS: a adrenalina estimula a lipólise no tecido adiposo, a glicogenólise e a glicólise 
muscular, além de aumentar as concentrações plasmáticas de glicose, ao estimular a 
glicogenólise e a gliconeogênese no fígado. 
 
− Insulina: hormônio liberado pelas células beta nas ilhotas de Langerhans do 
pâncreas. É sintetizada como uma forma inativa. A forma ativa do hormônio é transportada 
pelas vesículas secretórias através do Complexo de Golgi, até a membrana plasmática, onde 
será exocitada. As células beta secretam quantidades precisas de insulina em resposta a 
pequenos aumentos da concentração plasmática. O principal estímulo fisiológico para 
secreção de insulina é a glicose. 
− Efeitos da Insulina sobre a captação de glicose: um dos principais promovidos pela 
PI3K é o aumento da captação de glicose por determinadas células, principalmente células 
musculares e do tecido adiposo. Isso evita a hiperglicemia. 
 
− Outros feitos da insulina no metabolismo:− No fígado: ativação da glicólise e inibição da gliconeogênese; ativação da síntese 
de glicogênio e inibiçao da sua degradação; ativação da síntese de ácidos graxos; ativação 
da via das pentoses. 
− No músculo: aumento da captação de glicose; ativação da síntese de glicogênio 
e inibição de sua degradação. 
− No tecido adiposo: aumento da captação de glicose; ativação da síntese de 
ácidos graxos; ativação da via das pentoses. Todos resultam em uma maior utilização de 
glicose. 
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− Glicocoricóides: são secretados pelo córtex da glândula adrenal, em resposta ao 
aumento dos níveis sanguíneos de ACTH. São sintetizados a partir do colesterol (cortisol e 
corticosterona). Podem interferir na expressão de importantes enzimas relacionadas ao 
metabolismo dos aminoácidos, como as transaminases. O resultado de sua ação é, 
principalmente, o aumento da produção de glicose pelo fígado, especialmente a partir de 
aminoácidos provenientes da degradação de proteínas musculares. 
 
 
 
 
 
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