METABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS - RESUMO

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Resumo
P R O D U Ç Ã O : V I T O R D A N T A S
P R O D U T O R V E R I F I C A D O D O P A S S E I D I R E T O
Metabolismo
 Vitor Dantas - METABOLISMO 
 
TUTORIA 06/SESSÃO 08 
OBJETIVOS: 
→Explicar o metabolismo dos aminoácidos 
→Explicar o ciclo da ureia 
→ Relacionar o uso de laxante na melhora de L.M.F 
 ↪ Explicar o metabolismo dos aminoácidos 
Ao contrário do que ocorre com gorduras e carboidratos, os 
aminoácidos não são armazenados pelo corpo. Assim 
sendo, os aminoácidos devem ser obtidos da dieta, 
sintetizados de novo ou produzidos pela degradação 
proteica normal. Quaisquer aminoácidos em excesso em 
relação às necessidades biossintéticas da célula são 
rapidamente degradados. A primeira fase do catabolismo 
envolve a remoção dos grupos ex-amino (em geral por 
transaminação e subsequente desaminação oxidativa), 
formando amônia e o alfa-cetoácido correspondente - os 
"esqueletos carbonados" dos aminoácidos. Uma parte da 
amônia livre é excretada na urina, porém a maior parte 
dela é utilizada na síntese de ureia que é quantitativamente 
a via mais importante para o descarte do nitrogênio do 
organismo. Na segunda fase do catabolismo dos 
aminoácidos os esqueletos carbonados dos alfa-cetoácidos 
são convertidos em intermediários comuns das vias 
metabólicas produtoras de energia. Esses compostos 
podem ser metabolizados a C02 e H20 , glicose, ácidos 
graxos ou corpos cetônicos pelas vias centrais do 
metabolismo. 
 
→ Digestão e absorção de proteínas: 
 
Na boca, não há ação de enzimas contra as proteínas. 
Chegando ao estômago, as proteínas ficam à deriva do 
baixo pH proporcionado pelo HCl (desnaturando a 
proteína), abrindo mais a cadeia proteíca, para sofrer ação 
da peptina, que quebra proteínas grandes em peptídios 
menores. Esses peptídios sofrem a ação das enzimas 
tripsina e quimiotripsina (ativadas pelo bicarbonato do suco 
biliar) no intestino, sendo convertidos em oligopeptídeos 
(com 2 a 5 aminoácidos, que devem ser quebrados pelas 
aminopeptidases, liberadas pela mucosa intestinal) e 
aminoácidos que são absorvidos pelos enterócitos. 
Os aminoácidos liberados pela hidrólise das proteínas da 
dieta ou das proteínas teciduais, ou ainda sintetizados de 
novo, misturam-se com outros aminoácidos livres 
distribuídos no organismo. Apenas cerca de 75% dos 
aminoácidos obtidos pela hidrólise das proteínas corporais 
são recapturados na biossíntese de novas proteínas 
teciduais. Os restantes são metabolizados para servir como 
precursores para outros compostos. Em indivíduos bem-
alimentados, essa perda metabólica de aminoácidos é 
compensada pela proteína da dieta, que contribui para o 
conjunto dos aminoácidos. 
Obs: Pacientes com patologias que acometam o pâncreas (como a 
pancreatite), devem adotar dieta proteíca rica em dipeptídeos, que são 
absorvidos dessa maneira mesmo sem serem degradados. 
Obs: A carnosina é um dipeptídeo (formado por β-alanina – Histidina) 
muito importante presente em carnes como peito de frango e pernil de 
carneiro e porco que, segundo alguns estudos, atua contra a doença de 
Parkinson e Alzheimer. 
Aminoácidos: 
Existem cerca de 20 aminoácidos codificados pelo DNA, 
possuindo inúmeras funções importantes ao organismo. Os 
aminoácidos têm funções relacionadas ao fornecimento de 
energia, além de ter função estrutural na formação de 
proteínas e outras substâncias (como os hormônios). Os 
aminoácidos podem ser metabolizados pela via 
gliconeogênica para sintetizar glicose quando necessária ao 
organismo. Os aminoácidos são monômeros das proteínas: 
a partir da junção de mais de 100 moléculas de 
aminoácidos por ligações peptídicas, tem-se uma proteína. 
→ Classificação 
Os aminoácidos podem ser classificados quanto a sua 
disposição nutricional, quanto ao radical e quanto ao seu 
destino. 
 
 
 
 
 
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 Transformação dos aminoácidos: 
Os aminoácidos, diferentemente do que se pensa, não são 
necessários apenas para a produção de proteínas. Alguns 
aminoácidos sofrem transformação por ação de enzimas 
para participar, por exemplo, na síntese de hormônios e 
substâncias necessárias ao corpo, como 
neurotransmissores. 
→ Transformação da fenilalanina 
 
 A fenilcetonúria é uma doença que resulta da 
deficiência da enzima fenilalanina hidroxilase 
(presente no fígado). Esta enzima é responsável 
por transformar o aminoácido fenilalanina em um 
outro aminoácido chamado tirosina. A tirosina, por 
sua vez, transforma-se em substâncias 
importantes para o funcionamento cerebral 
chamadas de neurotransmissores (como a 
dopamina e a noradrenalina). Em outras palavras, 
a fenilcetonúria é uma doença resultante da 
dificuldade para metabolização (“quebra”) do 
aminoácido fenilalanina. Além desses 
neurotransmissores, a fenilalanina é convertida 
em melanina. Por esta razão, indivíduos com 
fenilcetonúria apresentam distúrbios neurológicos, 
falta de pigmentação da pele, déficit mental e 
baixo QI. 
 Com o defeito da fenilalanina hidroxilase, há um 
acúmulo de fenilalanina no sangue. Esse excesso 
faz com que a fenilalanina seja convertida pelas 
enzimas ALT ou AST em fenilpiruvato, e este em 
fenilactato e fenilacetato (que dão à urina um 
“cheiro de rato” característico) e NH2 (que entra 
no ciclo da ureia). 
→ Transformação do glutamato 
 
O GABA é um neurotransmissor de inibição (inclusive, 
usado como calmante na farmacologia), que permite a 
entrada de cloro na célula pós-sináptica, hiperpolarizando a 
célula e retardando de forma brusca o impulso nervoso. 
→ Transformação do triptofano 
. 
 O excesso de fenilalanina bloqueia a enzima 5-OH-
triptofano descarboxilase, gerando carência de 
serotonina. A falta desse transmissor causa 
depressão, irritabilidade, hiperatividade. A esses 
sintomas, associam-se os da carência da 
fenilalanina hidroxilase. 
 A melatonina é um neuro-hormônio que controla 
os ciclos circadianos (apresenta como função 
regular o sono). Este hormônio aumenta de 
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concentração na falta de luz, sendo produzido pela 
retina e pela glândula pineal (localizada no 
epitálamo). 
 Uma pessoa sob estresse produz normalmente 
mais adrenalina e cortisol. Para cada molécula de 
adrenalina formada, quatro moléculas de Radicais 
Livres irão ser produzidas e, com isto, aumentam 
as probabilidades de lesão celular. Além disso, a 
adrenalina e o cortisol induzem a formação de 
uma enzima – a Triptofano pirolase – capaz de 
destruir o Triptofano antes que este atinja a 
Glândula Pineal. Com isto, nem a Melatonina é 
fabricada e nem a Serotonina (o que pode gerar 
compulsão ao hidrato de carbono, com tendência 
a aumento de peso e depressão). 
 A melatonina é uma substância anti-radical livre, 
portanto, antioxidante. Ela é capaz de atravessar a 
barreira hematoencefálica (membrana que 
protege o cérebro), portanto, capaz de 
desempenhar funções em nível neuronal. Essa 
ação é de fundamental importância na proteção 
dos neurônios contra as lesões dos radicais livres. 
Destino de outros aminoácidos 
 Aminoácidos Glicogênicos: A degradação dos aminoácidos 
formam piruvato e intermediários do ciclo do ácido 
cítrico,sendo portanto, precursores da glicose pela via da 
gliconeogênese. 
 Aminoácidos Cetogênicos: São degradados a acetil CoA ou 
Acetoacetato e portanto podem ser convertidos em ácidos 
graxos ou em corpos cetônicos. Alguns aminoácidos são 
glicogênicos e cetogênicos. 
 
Transaminação dos aminoácidos 
É o afunilamento dos grupos amino em direção à síntese de 
glutamato 
 
Transaminação consiste na transferência do grupo amino 
de um aminoácido para o α-cetoglutarato (proveniente do 
Ciclo de Krebs) por meio da ação de uma enzima 
transaminase, formando assim, um novo aminoácido e um 
α-ceto-ácido (como o piruvato). 
OBS: O glutamato é o principal receptor do grupo amino dos 
aminoácidos. 
→ Especificidade das aminotransferases quanto a seus 
substratos 
 Cada aminotransferase é específica paraum ou, no 
máximo, uns poucos doadores de grupos amino. As 
aminotransferases são designadas a partir do doador 
específico do grupo amino, pois o aceptor do grupo amino 
é quase sempre o alfa-cetoglutarato. As duas mais 
importantes reações de aminotransferases são catalisadas 
pela alanina-aminotransferase e pela aspartato-
aminotransferase. 
→ Alanina-aminotransferase (ALT). 
 
Inicialmente denominada glutamato:piruvato-transaminase 
(GPT), está presente em muitos tecidos. A enzima catalisa a 
transferência do grupo amino da alanina para o alfa-
cetoglutarato, resultando na formação de piruvato e 
glutamato. A reação é facilmente reversível. Durante o 
catabolismo dos aminoácidos, no entanto, essa enzima 
(como a maioria das aminotransferases) funciona na 
direção da síntese de glutamato. Desse modo, o glutamato 
atua, efetivamente, como um "coletor" de nitrogênio a 
partir da alanina. 
 
 
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→ Aspartato-aminotransferase (AST) 
 
Inicialmente denominada glutamato:oxalacetato-
transaminase ( GOT), é uma exceção à regra de que as 
aminotransferases afunilam os grupos amino para formar 
glutamato. Durante o catabolismo dos aminoácidos, a AST 
transfere grupos amino do glutamato para o oxalacetato, 
formando aspartato, o qual é utilizado como uma fonte de 
nitrogênio no ciclo da ureia 
→ Mecanismo de ação das aminotransferases. 
Todas as aminotransferases requerem a coenzima 
piridoxal-fosfato a qual está covalentemente ligada ao 
grupo t:-amino de um resíduo específico de lisina no sítio 
ativo da enzima. As aminotransferases atuam transferindo 
o grupo amino de um aminoácido para a porção piridoxal 
da coenzima, gerando piridoxamina-fosfato. A forma 
piridoxamina da coenzima reage então com o alfa-
cetoácido para formar um aminoácido, ao mesmo tempo 
regenerando a forma aldeído original da coenzima. 
→ Valor diagnóstico das aminotransferases plasmáticas. 
As aminotransferases são, normalmente, enzimas 
intracelulares, de modo que os baixos níveis observados no 
plasma representam a liberação de conteúdos celulares 
durante a renovação celular normal. A presença de níveis 
plasmáticos elevados de aminotransferases indica lesão em 
células ricas nessas enzimas. Por exemplo, trauma físico ou 
um processo patológico podem causar lise celular, 
resultando na liberação de enzimas intracelulares para o 
sangue. Duas aminotransferases - AST e ALT- são de 
especial valor diagnóstico quando aparecem no plasma. 
Obs: Doença hepática. Os níveis plasmáticos de AST e ALT estão 
elevados em quase todas as doenças hepáticas, mas estão 
especialmente altos em condições que causam ampla necrose 
celular, como hepatite virai grave, lesão tóxica e colapso 
circulatório prolongado. A ALT é mais específica que a AST para 
doenças hepáticas, mas essa última é mais sensível, pois o fígado 
contém maiores quantidades de AST. Medidas enzimáticas seriais 
são freqüentemente úteis para a determinação da evolução do 
dano hepático. A Figura 19.10 mostra a liberação inicial de ALT no 
soro após a ingestão de uma toxina hepática. (Nota: Bilirrubina 
sérica elevada resulta de lesão hepatocelular, que diminui a 
conjugação hepática e a excreção de bilirrubina) 
OBS: Doença não-hepática. As aminotransferases podem estar 
elevadas em doenças não-hepáticas, como infarto do miocárdio e 
doenças musculares. Essas doenças, no entanto, são em geral 
clinicamente distintas das doenças hepáticas. 
 
 
 
→ Desaminação do glutamato 
Em contraste com as reações de transaminação, que 
transferem grupos amino, a desaminação oxidativa pela 
glutamato-desidrogenase resulta na liberação do grupo a 
mino como amônia livre. Essas reações ocorrem 
principalmente no fígado e no rim. Elas fornecem a-
cetoácidos, que podem entrar nas vias centrais do 
metabolismo energético, e amônia, fonte de nitrogênio na 
síntese de ureia. 
→ Glutamato-desidrogenase (desaminação oxidativa do 
glutarato) 
O glutamato é singular, pelo fato de ser o único aminoácido 
que sofre rápida desaminação oxidativa - uma reação 
catalisada pela glutamato-desidrogenase. Portanto, a ação 
sequencial da transminação (resultando na coleta de 
grupos amino de outros aminoácidos, que são inseridos no 
alfa-cetoglutarato, produzindo glutamato) com a 
subsequente desaminação oxidativa desse glutamato 
(regenerando o:-cetoglutarato) fornece uma via por meio 
da qual os grupos amino da maioria dos aminoácidos 
podem ser liberados como amônia. 
 
→ Transporte de aminoácidos para o fígado 
Dois mecanismos são utilizados em humanos para o 
transporte da amônia dos tecidos periféricos para o fígado, 
para sua conversão final em uréia. 
O primeiro, utilizado na maioria dos tecidos, utiliza 
glutamina-sintetase para combinar amônia com glutamato 
e formar glutamina (uma forma não tóxica de transporte de 
amônia). A glutamina é transportada no sangue para o 
fígado, onde é clivada pela glutaminase para produzir 
glutamato e amônia livre 
 
Obs: Hiperamonemia ocasiona encefalopatia. A presença 
exagerada de amônia faz com que muito glutamato seja 
utilizado, o que exige grandes concentrações disponíveis do α-
cetoglutarato. Tal fato faz com que o Ciclo de Krebs realize a 
função de transportar essa amônia, diminuindo assim o 
rendimento energético mitocondrial, o que representa um estado 
de emergência para o tecido cerebral, principalmente. 
Obs: Além disso, o glutamato é um precursor do 
neurotransmissor inibidor-GABA, que será produzido em grande 
escala. Isso impede a chegada adequada dos impulsos nervosos 
ao cérebro, podendo causar o coma. 
 
 
 
 
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O segundo mecanismo de transporte, utilizado 
principalmente pelo músculo, envolve transaminação do 
piruvato (produto final da glicólise aeróbica) para formar 
alanina. A alanina é transportada pelo sangue para o fígado, 
onde é novamente convertida em piruvato por 
transaminação. No fígado, a via da gliconeogênese pode 
utilizar o piruvato para sintetizar glicose, a qual pode ir para 
o sangue e ser utilizada pelo músculo - uma via 
denominada ciclo da glicose-alanina. 
 
Degradação de proteínas e o ciclo da ureia: 
No organismo, os aminoácidos são utilizados para síntese 
de proteínas, sínteses de outros compostos nitrogenados e 
de estruturas celulares. Devido a esta vasta necessidade, 
seu excesso não é armazenado, mas sim, degradado, 
sofrendo transaminação com o α-cetoglutarato, formando 
o glutamato. Este, no fígado, é desaminado 
oxidativamente, liberando NH3 (o fígado sintetiza ureia a 
partir dessa amônia e a excreta por meio do ciclo da ureia). 
A degradação de proteínas leva ao subproduto que são os 
próprios aminoácidos, bem como a síntese proteica 
depende de aminoácidos para formar o produto final. As 
proteínas podem ser sintetizadas tanto a partir de 
proteínas ingeridas na dieta como por meio da biossíntese. 
. 
 
Como já vimos, os aminoácidos são compostos por um 
grupo amino e um carboxílico, além de uma cadeia 
carbônica. Quando eles são degradados, as proteínas 
liberam o seu grupo amino, que formará amônia, 
substância tóxica ao organismo. 
A sua cadeia carbonada vai ser utilizada por várias rotas 
metabólicas (gliconeogênese, formação de CO2, formação 
de acetil CoA, corpos cetônicos). 
No ciclo da ureia, a amônia vai ser convertida em ureia, nas 
mitocôndrias dos hepatócitos, que consiste em uma 
substância não-tóxica e excretável (solúvel na água e 
eliminada pelos rins). Este ciclo foi descoberto em 1932, 
por Hans Krebs. A produção de ureia é o destino de grande 
parte da amônia que enviada ao fígado e ocorre quase 
sempre nele. ↪ Explicar o ciclo da ureia 
O nosso corpo pode obter aminoácidos através da dieta ou 
a partir das proteínas do nosso próprio organismo. Como 
visto anteriormente, o nosso corpo é incapaz de armazenar 
proteínas, sendo assim, em situações de excesso de 
aminoácidos eles vão seguir alguns destinos. Dessa forma, 
os aminoácidos podem ser utilizadospara a produção de 
compostos não nitrogenados como: glicose, glicogênio e 
ácidos graxos. Além disso, eles podem ser oxidados para 
gerar ATP. Entretanto, em ambos os casos será necessário a 
retirada do grupo amina dos aminoácidos. 
 
Sendo assim, o primeiro passo para o catabolismo da 
maioria dos aminoácidos envolve a remoção do grupo alfa-
amino, uma operação bioquímica conduzida por enzimas 
chamadas aminotransferases ou trasaminases. Essa reação 
envolve a transferência dos grupos alfa-amino para alfa-
cetoglurato produzindo o alfa-cetoácido, análogo ao 
aminoácido. O ciclo da ureia, que tem como proposito 
converter o nitrogênio dos aminoácidos em ureia, ocorre 
no fígado e compreende cinco reações, duas das quais na 
matriz mitocondrial, enquanto as outras três no citosol. 
A amônia é muito tóxica e muito solúvel em água, então se nós 
fossemos urinar amônia nós perderíamos muita água pela urina. 
→ Processo: 
 No fígado, a NH3 liberada pelo glutamato reage 
com o CO2 e forma o composto Carbamoilfosfato 
pela aça da enzima CPSI (cabamoil fosfato 
sintetase I) Essa é a enzima reguladora do ciclo. 
Essa amônia representa o grupo amino de todos os 
AA em excesso no organismo, bem como provém 
ainda da putrefação intestinal (uma das principais 
fontes de produção de NH3 no organismo). A CSPI 
é também uma enzima mitocondrial, 
 O carbamoil-P se condensa com a ornitina, 
havendo a perda de um fosfato, formando a 
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citrulina, pela ação da enzima mitocondrial 
ornitina transcarbamoilase 
 A citrulina sai da mitocôndria e, no citoplasma, 
reage com o aspartato, e por meio do gasto de 2 
ATP, forma o composto argininosuccinato através 
da enzima arginino-succinato sintetase. 
 O arginino-succinato é clivado pela enzima 
arginino-sucinase, liberando fumarato e arginina. 
 Por fim, a arginina é clivada pela enzima arginase, 
restaurando a ornitina e liberando a ureia. 
 
 
OBS: Para cada ornitina que entra na mitocôndria, sai uma 
citrulina, pois apenas as enzimas (1) e (2) são mitocondriais. As 
demais são citosólicas. Por tanto, para cada molécula de ureia, 
são excretados 2 moléculas de amônia: uma proveniente da 
desaminação do glutamato e outra doada pelo AA aspartato. 
 OBS: Para cada molécula de ureia formada, há gasto de 4 
moléculas de ATP. OBS13: O ciclo da ureia é uma via tanto 
mitocondrial quanto citosólica. O fumarato liberado vai fazer 
parte do ciclo de Krebs, por isso, esses dois ciclos são chamados 
em conjunto como “Bicicleta de Krebs”. 
OBS: A reação limitante do ciclo da ureia é a primeira reação, 
catalisada pela enzima cabamoil fosfato sintetase I, que tem 
como efetor alostérico o N-acetilglutamato. Uma carência desse 
composto, inativa a enzima e, consequentemente, todo o 
restante do ciclo. 
→ Estrutura da ureia 
A Ureia é um composto orgânico cristalino, incolor, de 
fórmula CO(NH2)2 (ou CH4N2O), com um ponto de fusão 
de 132,7 °C. Tóxica, a ureia forma-se principalmente no 
fígado, sendo filtrada pelos rins e eliminada na urina ou 
pelo suor, onde é encontrada abundantemente; constitui o 
principal produto terminal do metabolismo proteico no ser 
humano e nos demais mamíferos. 
Em quantidades menores, está presente no sangue, na 
linfa, nos fluidos serosos, nos excrementos de peixes e de 
muitos outros animais inferiores. Altamente azotado, o 
nitrogênio da ureia (que constitui a maior parte do 
nitrogênio da urina), é proveniente da decomposição das 
células do corpo e também das proteínas dos alimentos. A 
ureia também está presente no mofo dos fungos, assim 
como nas folhas e sementes de numerosos legumes e 
cereais. É solúvel em água e em álcool, e ligeiramente 
solúvel em éter 
A ureia é formada por dois grupos amino (oriundos da 
amônia que compõe a glutamina e do aspartato) ligadas a 
um carbono. A ureia, por ser uma molécula bastante 
solúvel e osmoticamente ativa, é facilmente excretada 
pelos rins. 
 Regulação do ciclo da ureia 
A regulação do ciclo da ureia pode ser de forma lenta ou 
rápida. A regulação lenta acontece em duas situações: com 
uma dieta de teor de proteína muito alto ou em jejum 
prolongado. No caso da dieta rica em proteínas, o excesso 
de aminoácidos são oxidados, dando origem a cetoácidos, e 
os grupos aminos resultam em um aumento na produção 
de ureia. No caso do jejum prolongado, a degradação das 
proteínas dos músculos vão ser intensificadas, já que as 
cadeias carbônicas desses aminoácidos vão ser utilizadas na 
neoglicogênese; e a eliminação dos grupos aminos 
restantes vai aumentar a excreção de ureia. Portanto nas 
duas situações vai ocorrer um aumento da síntese de 
enzimas do ciclo da ureia e carbamoilfosfato sintetase. 
A regulação rápida, também chamada de alostérica, ocorre 
quando a carbamoilfosfato sintetase é estimulada por N-
acetilglutamato, que é um composto produzido a partir de 
glutamato e acetil-CoA. Esta reação é catalisada pela 
Nacetilglutamato sintase, que é ativada por arginina (que é 
um intermediário do ciclo da ureia). Portanto se a produção 
de ureia não conseguir eliminar toda a amônia produzida 
pela oxidação de aminoácidos, vai haver o acúmulo de 
arginina. O seu acúmulo vai provocar um aumento da 
concentração de N-acetilglutamato. O N-acetilglutamato 
então vai estimular a carbamoilfosfato sintetase, essa 
enzima vai fornecer um dos substrato do ciclo da ureia. 
Assim a arginina vai adequar a velocidade de formação de 
amônia à sua conversão em ureia. 
FONTES: 
 Fisiologia de Guyton e Hall 
 Bioquímica Clínica de Wagner de Jesus Pinto 
 Bioquímica Básica de Anitta Marzocco 
 Bioquímica de Stryler