Aula 14 - Aminoácidos e Ciclo da Ureia

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Bioquímica 
Metabólica e 
Clínica
Metabolismo dos 
aminoácidos e 
Ciclo da Ureia
Professor Hagamenon Alencar
2018
Digestão das Proteínas
O pH ácido do estômago
desnatura as moléculas de
proteína e a enzima pepsina
inicia a digestão dos 
aminoácidos
No duodeno, as células
intestinais liberam a
enteroquinase, enzima
que estimula o pâncreas a
liberar suas enzimas O pâncreas libera as
enzimas proteolíticas
que completam a
digestão das proteínas,
transformando-as
em aminoácidos
Os aminoácidos
são absorvidos pelas
células intestinais
por meio de
transporte ativo
Metabolismo dos Aminoácidos
• O contínuo estado de síntese e degradação de proteínas é
necessário para manter o metabolismo e a capacidade de
satisfazer a demanda de aminoácidos nas varias células e
tecidos do organismo, quando essas são estimuladas a
sintetizar novas proteínas para uma determinada função.
• Como a maioria dos seres vivos não são capazes de
armazenar aminoácidos ou proteínas, quando as
necessidades proteicas estão satisfeitas, o excesso de
aminoácido deve ser oxidado.
Metabolismo dos Aminoácidos
• Quando uma dieta é rica em proteínas e aminoácidos
e a ingestão ultrapassa as necessidades do organismo
para a síntese proteica, o excedente é catabolizado.
• Aminoácidos não podem ser armazenados.
Metabolismo dos Aminoácidos
• Os aminoácidos são importantes fontes de energia para
o metabolismo celular, porém só são utilizados:
• quando há uma extrema carência energética
ou
• durante a prática de exercícios físicos intensos
Metabolismo dos Aminoácidos
• Como os aminoácidos são constituídos por cadeias laterais
com estruturas variadas, sua oxidação processa-se por vias
também variadas.
• Inicialmente, há remoção do grupo amino e, a seguir,
oxidação da cadeia carbônica remanescente.
• Nos mamíferos, o grupo amino é convertido a ureia e as 20
cadeias carbônicas resultantes são convertidas a compostos
comuns ao metabolismo de carboidratos e lipídeos.
Metabolismo dos Aminoácidos
Metabolismo dos Aminoácidos
Metabolismo dos Aminoácidos
• Remoção do grupo amino dos aminoácidos
• O grupo amino dos aminoácidos é retirado por um
processo comum, que consiste na transferência deste
grupo para o α-cetoglutarato, formando glutamato; a
cadeia carbônica do aminoácido é convertida ao α-
cetoácido.
• Este tipo de reação é catalisada por aminotransferases,
também chamadas de transaminases.
Metabolismo dos Aminoácidos
• Remoção do grupo amino dos aminoácidos
Metabolismo dos Aminoácidos
• Remoção do grupo amino dos aminoácidos
Metabolismo dos Aminoácidos
• Transaminação
• A transferência de grupos amino de um esqueleto de carbono a outro é catalisada
por uma família de enzimas denominadas aminotransferases (ou transaminases).
• As duas mais importantes reações de aminotransferases são catalisadas pelas
enzimas alanina aminotransferase (ALT) e aspartato aminotransferase (AST).
• A enzima ALT, também denominada transaminase glutâmico–pirúvica (TGP), está
presente em muitos tecidos. A enzima catalisa a transferência do grupo amino
presente no aminoácido alanina para o α-cetoglutarato, resultando na formação de
piruvato e glutamato, respectivamente.
Metabolismo dos Aminoácidos
• Transaminação
• A enzima AST, também denominada transaminase glutâmico-
oxalacética (TGO), é uma exceção a regra de que as aminotransferases
direcionam os grupos amino ao glutamato.
• Durante o catabolismo dos aminoácidos, a AST transfere grupos amino
do glutamato ao oxaloacetato, formando aspartato, que é utilizado
como uma das fontes de nitrogênio no ciclo da ureia.
Metabolismo dos Aminoácidos
• Desaminação
• A remoção do nitrogênio dos aminoácidos também ocorre por reações
de desaminação, que resultam na formação de amônia livre.
• Estas reações ocorrem principalmente no fígado e no rim e fornecem
α-cetoácidos (os quais podem entrar na rota central do metabolismo
energético) e íon amônio (NH₄⁺; que é uma fonte de nitrogênio na
síntese de ureia)
• Conclusão: o grupo amino da maioria dos aminoácidos resulta em dois
compostos: NH₄⁺ e aspartato, que são precursores da ureia.
Metabolismo dos Aminoácidos
• As células tem várias aminotransferases
• As aminotransferases diferem quanto a especificidade por seus
substratos (aminoácidos).
• A maior parte aceita alfa-cetoglutarato (ou em menor grau
oxaloacetato) como alfacetoácido, produzindo glutamato (ou
aspartato no caso do oxaloacetato).
• EXCEÇÃO: aminotransferases do músculo que aceitam piruvato
produzindo alanina
Metabolismo dos Aminoácidos
• As células tem várias aminotransferases
Metabolismo dos Aminoácidos
• Remoção da cadeia carbônica dos aminoácidos
• As cadeias carbônicas são oxidadas por vias próprias, mas
todas se dirigem para a produção de alguns compostos
como piruvato, acetil-CoA, oxaloacetato, a-cetoglutarato,
succinil-CoA e fumarato.
Metabolismo das Proteínas e AA
• Remoção da cadeia carbônica dos aminoácidos
Ciclo da Ureia
• A síntese da ureia é um dos processos metabólicos mais
importantes.
• Impede a formação de amônia tóxica ao organismo a partir
do nitrogênio proteico.
• É exclusiva do fígado, o que o torna o centro da degradação
de aminoácidos.
Ciclo da Ureia
• Os músculos precisam ajustar o consumo de aminoácidos
com a exportação da amônia para o fígado.
• Aminoácidos na forma de glutamina ou alanina.
• Em uma via metabólica extremamente importante e que
permite o equilíbrio fisiológico.
Ciclo da Ureia
• Etapas para eliminação de Amônia
1. Remoção do grupo amino (transaminação) 
2. Transporte de NH₄⁺ para o fígado (Alanina e Glutamina) 
3. Eliminação de NH₄⁺ no fígado (Ciclo da Ureia) 
• A amônia é tóxica para os animais!
Ciclo da Ureia
• Etapas para eliminação de Amônia
• O excesso de amônia é excretado como UREIA
• A produção de ureia ocorre no FÍGADO (Ciclo da Ureia).
• A ureia produzida passa para a corrente sanguínea e vai para 
o rim onde é excretada na urina.
Ciclo da Ureia
Ciclo da Ureia
• Transporte de NH₄⁺ para o fígado
• Devido a sua toxicidade, o NH₄⁺ produzido em tecidos extra-
hepáticos é incorporado em compostos não tóxicos que
atravessam membranas com facilidade:
• Glutamina na maioria dos tecidos extra-hepáticos
• Alanina no músculo
Ciclo da Ureia
• Transporte de NH₄⁺ para o fígado
Ciclo da Ureia
• Transporte de NH₄⁺ para o fígado
Ciclo da Ureia
• A ureia é a principal forma de eliminação dos grupos amino
derivados dos aminoácidos e responde por mais de 90% dos
componentes nitrogenados presentes na urina.
• Diariamente, cerca de 11 a 15g de nitrogênio são excretados
na urina de um indivíduo adulto saudável que consome de 70
a 100g de proteína por dia.
• Além da ureia, existem outras formas de excreção de
nitrogênio na urina, como amônia, ácido úrico, creatinina e
alguns aminoácidos livres.
Ciclo da Ureia
• Ureia e amônia surgem a partir da oxidação parcial de
aminoácidos, enquanto o ácido úrico e a creatinina são
indiretamente derivados de aminoácidos.
• A síntese começa na matriz da mitocôndria, onde há a
formação de carbamoil-fosfato a partir de amônio e
bicarbonato, consumindo duas moléculas de ATP.
Ciclo da Ureia
• As reações a seguir fazem parte do ciclo da ureia:
• Na mitocôndria, o carbamoil-fosfato condensa-se com ornitina,
formando citrulina, que é transportada para o citosol, onde reage
com aspartato, dando origem ao arginino-succinato, que se
decompõe em arginina e fumarato.
• A arginina é hidrolisada e produz ureia e ornitina.
• Um ser humano com uma dieta equilibrada excreta cerca de 30g de
ureia por dia.
Ciclo da Ureia
• Em resumo, um nitrogênio da molécula de ureia é fornecido pela
amônia livre, enquanto o outro nitrogênio provém do aspartato.
• O glutamato é o precursor imediato da amônia — por meio da
desaminação oxidativa catalisada pela enzima glutamato
desidrogenase — e do nitrogênio do aspartato — por meio da
transaminação do oxaloacetato catalisada pela enzimaaspartato
aminotransferase.
Ciclo da Ureia
• O carbono e o oxigênio da ureia são derivados do CO₂.
• A ureia sintetizada pelo fígado é, posteriormente, transportada pela
circulação sanguínea até os rins, onde é filtrada e excretada na urina.
C = Gás carbônico
N = grupo amina = desaminação
N = grupo amina aspartato = transaminação
Ciclo da Ureia
HCO₃⁻
HCO₃⁻
Ciclo da Ureia
Não utilizamos a Ornitina na síntese de proteínas.
HCO₃⁻
Ciclo da Ureia
HCO₃⁻
Ciclo da Ureia
HCO₃⁻
Ciclo da Ureia
HCO₃⁻
Ciclo da Ureia
Ciclo da Ureia
Ciclo da Ureia
Ciclo da Ureia
Ciclo da Ureia
Ciclo da Ureia
Ciclo da Ureia
Ciclo da Ureia
HCO₃⁻
Ciclo da Ureia
HCO₃⁻
Ciclo da Ureia
Ciclo da Ureia Bicicleta de Krebs
Desaminação libera a 
NH3 (Amônia livre) 
Transaminação forma
Aspartato a partir do
oxalacetato (originado
no Krebs).
Arginosuccinato libera 
o Fumarato
Obrigado!