ED PROTEÓLISE E CICLO DA URÉIA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI – UFSJ CAMPUS CENTRO OESTES DONA LINDU
CURSO DE FARMÁCIA
A principal fonte de nitrogênio para os seres vivos é o N2 atmosférico, que para ser assimilado pelas células, precisa primeiramente, ser convertido em amônio. A conversão de N2 em NH3 é chamada de fixação de nitrogênio. Somente bactérias podem fixar nitrogênio. Cerca de 70% do nitrogênio disponível para os seres vivos são fixados por bactérias. Outros 25% são produzidos industrialmente (fertilizantes) e 10-15% são fixados pela natureza por processos não biológicos, tais como descargas elétricas (raios) e radiação ultravioleta.
A amônia produzida pela fixação do nitrogênio é inicialmente utilizado para produzir glutamato e glutamina. O grupo amino dos outros aminoácidos é obtidos a partir desses precursores. Humanos são capazes de sintetizar apenas 11 dos 20 aminoácidos necessários para a vida (denominados de aminoácidos não essenciais). Portanto, 9 aminoácidos devem ser obtidos a partir da dieta e são denominados de aminoácidos essenciais. Bactérias e microorganismos, são capazes de sintetizar todos os 20 aminoácidos. Cisteína e tirosina, apesar de serem considerados não essenciais, são sintetizados em humanos a partir de precursores obtidos de aminoácidos essenciais (metionina e fenilalanina, respectivamente).
Os aminoácidos são, das biomoléculas, as metabolicamente mais versáteis, ou seja, a partir deles pode-se obter quaisquer outras (e energia, também). Esta versatilidade é resultante do fato de que os carbonos dos AA’s podem ser convertidos, geralmente, em intermediários do C.A.C. Uma pergunta que se poderia fazer é “e o grupo amino?” Este grupo somente permanece no AA se ele vier a ser empregado na síntese de proteínas, que é, por sinal, o destino mais nobre que os AA’s podem ter.
Qualquer outra utilização da molécula, implica, necessariamente, na perda do grupo amino. Esta perda, entretanto, não significa que o grupo amino ficaria em solução, na forma de íon amônio (NH4+). Muitas vezes ele fica ligado a uma outra molécula, que poderíamos chamar de “aceptor de grupo amino” (geralmente um cetoácido). Assim como no caso dos aceptores de elétrons, que transferem o potencial redutor para outros compostos, os grupos amino destes “aceptores” vão ter
também um destino final: podem ser excretados (geralmente na forma de amônia (NH3), uréia (2HNCONH2) ou ácido úrico)) ou serem reaproveitados para a síntese de biomoléculas aminadas (grupos heme, bases nitrogenadas de nucleotídeos, aminoácidos, entre outras). O principal “aceptor de grupo amino” é o alfa-cetoglutarato. Vale ressaltar que a principal fonte de nitrogênio para os organismos é os aminoácidos.
A síntese dos aminoácidos não essenciais pode ser dividida em 5 grupos, de acordo com o precursor de seu esqueleto de carbono: (1) alfa-cetoglutarato, (2) oxaloacetato, (3) piruvato, (4) 3- fosfoglicerato e (5) fenilalanina. Durante o ciclo de vida normal de uma célula, proteínas são constantemente sintetizadas e degradadas, e alguns dos aminoácidos liberados são degradados para a geração de energia (catabolizados). Há dois processos principais para a degradação de proteínas: pela ação de proteases lisossomais ou (2) pela marcação com ubiquitina e posterior degradação pelo sistema do proteosoma.
Adultos numa dieta normal obtêm 10-15% de suas necessidades energéticas através da degradação de aminoácidos. Quando a dieta é rica em proteínas e a ingestão de aminoácidos excede a necessidade do organismo, esses aminoácidos são catabolizados para gerar energia. Proteínas (aminoácidos) não podem ser estocados como fonte de reserva de energia ou aminoácidos.
No jejum ou diabetes não controlada, condições onde os níveis de glicose estão abaixo do normal, ou indisponíveis com fonte de energia, proteínas celulares são degradadas e seus aminoácidos utilizados como fonte de energia. O processo de catabolismo do aminoácido se inicia com a remoção do grupo amino, seguido pela oxidação do ‘esqueleto de carbono’ do alfa-cetoácido em H2O e CO2.
O remoção do grupo amino da maioria dos aminoácidos se dá pela transferencia para o alfa- cetoglutarato, formando glutamato mais o ‘alfa-ceto-aminoácido’ correspondente. Essareação é catalisada por uma aminotransferase (também chamadas de transaminases). As aminotransferases são encontradas no citossol e na mitocôndria, e contêm o piridoxal-fosfato como cofator. O piridoxal-fosfato é derivado da vitamina B6(piridoxina).
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O grupo amino do glutamato pode ter dois destinos: (1) ser transferido do glutamato para o oxaloacetato, formando aspartato e alfa-cetoglutarato, ou (2) ser removido pela glutamato desidrogenase, gerando amônia e alfa-cetoglutarato. A glutamato desidrogenase é um enzima rara, pois utilizar tanto o NAD+ quanto o NADP+ como coenzima.
Nove aminoácidos não são substratos de aminotransferases. O grupo amino desses aminoácidos – Asp, Gly, Glu, His, Lys, Met, Pro, Ser e Thr – é removido por reações particulares para cada aminoácido. Porém, em todos os casos, os produtos finais também são o aspartato ou a amônia, ambos precursores do ciclo da uréia.
O esqueleto de carbono dos aminoácidos é degrado a piruvato, acetil-CoA ou intermediários do ciclo de Krebs, servindo portanto, como fonte de energia. Dependendo do aminoácido e do estado metabólico do organismo, os aminoácidos poderão ser (1) oxidados no ciclo de Krebs, fornecendo energia, (2) utilizados para a síntese de glicose através neoglicogênese, ou (3) convertidos em triacilgliceróis para armazenamento.
O processo de degradação do esqueleto de carbono pode ser dividido em seis grupos, de acordo com o produto final: 1) Piruvato, 2) Oxaloacetato, 3) Fumarato 4) Succinil-CoA, 5) alfa-cetoglutarato
e 6) Acetil-CoA.
A maioria dos aminoácidos produzem piruvato ou intermediários do ciclo de Krebs e são chamados de glicogênicos. Leucina e lisina produzem, exclusivamente, corpos cetônicos a partir do Acetil- CoA, e são denominados cetogênicos. Alguns aminoácidos são tanto glicogênicos como cetogênicos, pois seus esqueletos carbônicos servem como fonte para a produção de Acetil-CoA ou Aceto-Acetil-CoA, assim como para intermediários do ciclo de Krebs.
ESTUDO DIRIGIDO
01. Por que podemos dizer que os aminoácidos são moléculas “versáteis” se os carbonos destes, ao final, originam, geralmente, intermediários do Ciclo de Krebs?
	Os aminoácidos são de variados tamanhos, formas, cargas, capacidade de formação de pontes de hidrogênio e reatividade química, que é o que confere a sua versatilidade.
02. Após perderem o grupo amino, o restante dos aminoácidos é chamado de esqueleto carbônico (na forma de cetoácidos). Os diferentes esqueletos carbônicos seguem vias específicas de utilização. Quais são os produtos destas vias? Que são aminoácidos cetogênicos? E glicogênicos? Dê exemplos.
	Aminoácidos cetogênicos: podem ser convertidos em ácidos graxos ou corpos cetônicos, sendo degradados a acetil-CoA ou acetoacetato. Existem cinco aminoácidos que são ditos glicocetogênicos, pois podem atuar das duas maneiras: triptofano, fenilalanina, tirosina, treonina e isoleucina.
	Aminoácidos glicogênicos: são precursores da glicose, ou seja, se degradam em um dos cinco intermediários de piruvato, α-cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato, oxaloacetato.
03. Qual é a primeira etapa do catabolismo de aminoácidos e quais são as enzimas que participam. Esquematize a síntese do aminoácido não-essencial aspartato a partir da glicose, dióxido decarbono e amônia.
O grupo amino da maioria dos aminoácidos é retirado por um processo que consiste na transferência deste para o a-cetoglutarato, formando assim o glutamato; a cadeia carbônica vai ser convertida ao respectivo a-cetoácido. Essas reações são catalisadas por transaminases, também chamadas de aminotransferases, que são encontradas no citossol e mitocôndria. Na grande maioria das vezes é o a-cetoglutarato que é utilizado como o aceptor do grupo amino. O glutamato é portanto, um produto comum às reações de transaminação,constituindo assim um reservatório temporário de grupos amino, provenientes de diferentes aminoácidos.
O glutamato formado vai ser consumido em duas reações, uma transaminação e uma desaminação. A nova transaminação só é possível porque as reações catalisadas pelas transaminases são reversíveis. Pela ação da apsparto aminotransferase o grupo amino do glutamato é transferido para o oxaloacetato, formando assim o aspartato. O glutamato pode ainda ser desaminado (grupo amino liberado como amônia). A desaminação é catalisada pela glutamato desidrogenase.
04. Quais mecanismos existem para a remoção dos grupos amino dos aminoácidos? Descreva-os.
O primeiro passo no catabolismo da maioria dos aminoácidos (12 deles) é a transferência de seus grupos amino para o α-cetoglutarato, formando glutamato.
Estas reações são catalisadas por aminotransferases, também chamadas transaminases, enzimas presentes no citosol e na mitocôndria e que têm como coenzima piridoxal-fosfato (derivada da vitamina B6). Este grupo prostético apresenta-se covalentemente ligado ao grupo amino de um resíduo específico de lisina no sítio ativo da enzima. As aminotransferases dos tecidos de mamíferos aceitam diferentes aminoácidos como substratos doadores de grupo, mas seu nome deriva do aminoácido pelo qual a enzima tem mais afinidade. Dois exemplos importantes são: aspartato aminotransferase e alanina aminotransferase.
O efeito das reações de transaminação é coletar grupos amino de diferentes aminoácidos, na forma de L-glutamato. O glutamato então funciona como doador de grupos amino para vias biossintéticas ou para vias de excreção, que levam a eliminação de produtos nitrogenados.
O glutamato formado é consumido em duas reações importantes: uma nova transaminação e uma desaminação. Por ação da aspartato aminotransferase, o grupo amino do glutamato é transferido para o oxaloacetato, formando aspartato, o segundo depósito do grupo amino dos aminoácidos.
05. Quais são os produtos destes processos? Quais as enzimas (e coenzimas/grupos prostéticos) que participam dos processos? Onde (na célula) eles ocorrem?
06. Verificar o destino dos esqueletos de carbono dos aminoácidos em seu catabolismo e indicar aqueles que podem originar glicose.
Aminoácido + α-cetoglutarato ↔︎ α-cetoácido + glutamato
Aspartato + α-cetoglutarato ↔︎ Oxaloacetato + Glutamato
Alanina + α-cetoglutarato ↔︎ Piruvato + Glutamato
Glutamato + Oxaloacetato ↔︎ Aspartato + α-cetoglutarato
07. Uma criança de dois anos de idade foi levada ao hospital. Sua mãe disse que ele vomitava com freqüência, especialmente após as refeições. O peso da criança, bem como seu desenvolvimento, eram abaixo do normal. Seu cabelo, embora preto, apresentava mechas brancas. Uma amostra de urina foi tratada com cloreto férrico, resultando uma cor verde característica da presença de fenilpiruvato. Uma análise quantitativa daurina forneceu os resultados mostrados na tabela abaixo:
a) Que enzima pode estar ausente nesta criança? Proponha um tratamento.
PAH (fenilalanina hidroxilase) , não há tratamento para a fenilcetonúria.
b) Por que a fenilalanina aparece em grandes quantidades na urina?
Porque não existe a PAH para converter fenilcetonúria em tirosina.
c) De onde vem o fenilpiruvato e o fenilactato? Por que esta via (normalmente não funcional) entra em funcionamento quando a concentração de fenilalanina aumenta?
O excesso de fenilalanina no sangue se converte em ácido pirúvico que é convertido em fenilpiruvato e fenillactato.
d) Por que a criança apresenta mechas brancas no cabelo?
Porque a tirosina não é totalmente convertida em melanina.
08. Quais as conseqüências do defeito genético que causa a inativação da fenilalanina hidroxilase?
Fenilcetonúria é uma doença rara e congênita, na qual a pessoa nasce sem a capacidade de quebrar adequadamente moléculas de um aminoácido chamado fenilalanina em tirosina. As pessoas afetadas com essa doença não conseguem fazer a conversão de aminoácido que é importante para a formação dos neurotransmissores, dopamina e noradrenalina e percursora da melanina, pois não possuem ou está defeituosa a enzima fenilalanina hidroxilase (PAH). Por causa da alteração, nessa enzima hepática, todo metabolismo fica comprometido, a fenilalanina se acumula, por não conseguir se transformar, e acabam tomando vias metabólicas alternativas que forma mas fenilcetonas, com postos tóxicos ao organismo. 
09. Os três átomos de carbono da alanina e do lactato possuem os mesmos estados de oxidação e animais podem usar qualquer um deles como fonte de energia. Compare o rendimento líquido em ATP (moles de ATP por molécula de substrato) para a completa oxidação do lactato versus alanina, quando o custo energético da excreção do nitrogênio como uréia é incluído.
Oxidação do Lactato: - 1 ATP
Oxidação da Alanina: 3 ATP
10. Quando glutamato marcado radioativamente (2-14C,15 N) é administrado a um rato e oxidado no fígado deste animal, em quais átomos dos seguintes metabólitos estará localizado cada isótopo:
(a)uréia;
Carbono 12
(b)succinato; Carbono 15
(c) arginina;
 Carbono 13
(d) citrulina;
Carbono 8
(e) ornitina;
Carbono 12
(f) aspartato?
Carbono 15
11. Explique bioquimicamente porque uma dieta constituída exclusivamente de proteínas poderia suprir todas as necessidades energéticas de uma pessoa. Para sua resposta, forneça dados sobre como os aminoácidos são degradados e quais os possíveis produtos desta degradação (destino dos esqueletos de carbono apenas).
Quando a dieta é rica em proteínas e a ingestão de aminoácidos excede a necessidade do organismo, esses aminoácidos são catabolizados para gerar energia. Proteínas (aminoácidos) não podem ser estocados como fonte de reserva de energia ou aminoácidos. O esqueleto de carbono dos aminoácidos é degrado a piruvato, acetil-CoA ou intermediários do ciclo de Krebs, servindo portanto, como fonte de energia. Dependendo do aminoácido e do estado metabólico do organismo, os aminoácidos poderão ser oxidados no ciclo de Krebs, fornecendo energia ou utilizados para a síntese de glicose através gliconeogênese, ou convertidos em triacilgliceróis para armazenamento. O processo de degradação do esqueleto de carbono pode ser dividido em seis grupos, de acordo com o produto final: Piruvato, Oxaloacetato, Fumarato, Succinil-CoA, Alfa-cetoglutarato e Acetil-CoA.
 (
e
 
os
 
resultados
 
serão
 
discutidos
 
na
 
próxima
 
aula.
Essa
 
atividade
 
deverá
 
ser
 
entregue até
Atividade
 
Assíncrona
 
09
 
–
 
METABOLISMO
 
DAS
 
PROTEÍNAS
 
-
 
CICLO
 
DA
 
UREIA
13/04
 
até
 
às
 
22:00
 
h
)
A amônia é tóxica para o organismo e para ser removida da célula e secretada eficientemente, precisa primeiro ser metabolizada sob a forma de uréia. Aves e répteis excretam ácido úrico, e peixes, amônia. Em mamíferos terrestres, a uréia é sintetizada no fígado a partir de amônia, aspartato e CO2 (ciclo da uréia): um átomo de nitrogênio da uréia provém da amônia enquanto o outro provem do aspartato. Um indivíduo adulto produz e secreta cerca de 30g de uréia por dia.
Precisamos ingerir aminoácidos essenciais. Daí a importância de uma alimentação rica em proteínas de alto valor nutritivo, i.e., que contenham aminoácidos variados e os essenciais.
O ciclo da uréia acontece na matriz mitocondrial e no citossol. O glutamato e glutamina são transportados para a mitocôndria, onde são desaminados, gerando amônia e alfa-cetoglutarato. Na mitocôndria, o amônio se liga ao bicarbonato formando carbamoil fosfato numa reação catalisada pela enzima carbamoil fosfato sintetase. O carbamoil fosfato condensa-se com a ornitina, formando citrulina, que é então transportada para o citossol. No citossol, a citrulina se une ao aspartato gerando fumarato e arginina. A arginina é então hidrolisada produzindo uréia e regenerando a ornitina, que retorna à mitocôndria para reiniciar o clico da uréia. O grupo amino removido dos aminoácidos – na forma de glutamato ou amônia – precisa ser, primeiro, transportado parao fígado antes de ser metabolizado no ciclo da uréia. A amônia e o glutamato são convertidos em glutamina pela ação da glutamina sintetase. A glutamina é então transportada pela corrente sanguínea para o fígado, aonde, na mitocôndria hepática, é novamente convertida em amônia e glutamato pela enzima glutaminase.
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No músculo, o grupo amino é transportado para o fígado através do ciclo da glicose-alanina, onde a alanina produzida no músculo a partir do piruvato, serve de carregadora para o grupo amino. No fígado, o grupo amino da alanina é transferido para o alfa-cetoglutarato, formando glutamato. O ciclo da uréia e o ciclo do ácido cítrico (Krebs) são interconectados através do fumarato, formando a chamada ‘bicicleta de Krebs’. Porém, ambos os ciclos operam independentemente um do outro, e a comunicação entre eles dependem do transporte de compostos intermediários através da membrana mitocondrial.
A regulação do ciclo da uréia se dá por uma ação estimulatória alostérica do N-acetil-glutamato na enzima responsável pela primeira etapa do ciclo: a carbamoil fosfato sintetase. O N-acetil-glutamato é formado pela união do Acetil-CoA com o glutamato, através da enzima N-acetil glutamato sintase. Essa enzima, por sua vez, é estimulada alostericamente pela arginina, um dos produtos do ciclo da uréia.
Pessoas com deficiência em alguma das enzimas do ciclo da uréia não conseguem metabolizar eficientemente a amônia produzida no fígado, resultando em hiperamonemia, com sérias conseqüências para o organismo. Como humanos são incapazes de sintetizar 9 dos 20 aminoácidos, uma dieta livre de proteínas não é um tratamento possível. Várias dietas estão disponíveis para indivíduos com deficiência no ciclo da uréia, dependendo da enzima afetada.
· O excesso de nitrogênio do grupo amino é excretado como diferentes compostos nos diferentes organismos. A base para estas diferenças encontra-se na anatomia e fisiologia em relação ao seu habitat usual. Os Peixes ósseos transportam o nitrogênio do grupo amino no sangue como glutamina, mas excretam na forma de amônia pelas guelras, que contêm glutaminase, enzima responsável pela hidrólise da glutamina em glutamato e amônia que é diluída e arrastada pelos grandes volumes de água que passam pelas guelras, não requerendo um sistema urinário complexo para excretar amônia.
· Animais terrestres: desenvolveram diferentes métodos de excretar o nitrogênio do grupo amino, à medida que a evolução biológica ocorreu. Tais animais necessitam de rins e de bexiga urinária para excretar os produtos nitrogenados hidrossolúveis residuais, mas como a NH3 pode penetrar facilmente as membranas, a excreção de grandes quantidades de amônia diretamente na urina poderia facilmente ser reabsorvido no sangue. Para evitar esta complicação, a maioria dos animais terrestres excreta o nitrogênio do grupamento amino como uréia, uma molécula neutra, altamente solúvel e não-tóxica. A capacidade de sintetizar e excretar a uréia tem um custo energético como visto no ciclo da uréia.
· Como a excreção da uréia na urina requer que um grande volume de água seja também excretado, os Pássaros, na sua evolução, aprenderam a excretar o nitrogênio do grupo amino numa forma que não necessite um transporte de grande volume de água. Eles convertem o nitrogênio do grupo amino em ácido úrico, um composto relativamente insolúvel, que é excretado como uma massa semi-sólida de cristais, contendo pouca água. Por essa vantagem, os pássaros devem realizar um considerável trabalho metabólico, pois a biossíntese do ácido úrico é um processo complexo que requer muita energia.
· A importância do habitat na excreção do nitrogênio é ilustrada pela alteração na via de excreção do nitrogênio à medida que o Girino sofre metamorfose num sapo adulto. Os girinos são completamente aquáticos e excretam o nitrogênio como amônia pelas suas guelras. O fígado do girino não possui as enzimas necessárias para sintetizar a uréia, mas as expressam durante a metamorfose e perdem a habilidade de excretar a amônia. No sapo adulto, que é de habitat mais terrestre, o nitrogênio do grupo amino é excretado quase completamente como uréia.
ESTUDO DIRIGIDO
01. O catabolismo dos 20 aminoácidos existentes nas proteínas envolve, inicialmente, a remoção dos grupos aminos. Assim, esquematizar as reações catalisadas por:
a) Aspartato amino trasnferase (AST) ou glutamato - oxaloacetato transaminase (GOT).
AST catalisa a transaminação reversível de aspartato e 2-cetoglutarato em oxalacetato e glutamato, o grupo amino do glutamato é transferido para o oxaloacetato, formando assim o aspartato.
b) Alanina aminotransferase (ALT) ou glutamato - piruvato transaminase (GPT).
ALT catalisa a transferência do grupamento Amina da Alanina para alfa- Cetoglutarato, levando à formação de Piruvato e Glutamato.
c) Esquematizar a reação catalisada pela glutamato desidrogenasse.
Glutamato vai ser consumido em duas reações, uma transaminação e uma desaminação, na desaminação o grupo amino liberado como amônia, catalisado pela glutamato desidrogenase.
d) Citar a coenzima que participa das reações e a vitamina presente na sua estrutura.
As aminotransferases tem como coenzima o piridoxal-fosfato derivado da vitamina B6 (piridoxina, piridoxal, piridoxamina).
02. Todos os aminoácidos são deaminados (remoção dos grupamentos amino) por transaminação. A amônia livre (NH3 também representada pela sua forma iônica, o íon amônio - NH4+) é muito tóxica, especialmente para o cérebro. Desta forma, a amônia é transportada pela corrente sangüínea na forma de glutamina.
a) Explique o mecanismo proposto para a toxicidade da amônia livre.
Uma parte da amônia oriunda da desaminação dos aminoácidos é usada para a formação de compostos nitrogenados úteis e o restante precisa ser convertido a uma forma menos tóxica pra ser excretado. Em geral a amônia é convertida em ureia ou ácido úrico no fígado e só uma pequena parte pode ser coletada pelos rins. Mas quando o organismo está em acidose metabólica, os rins aumentam a captação de glutamina que está transportando amônia dos tecidos para o fígado, nestes casos a amônia liberada pela ação da glutaminase e glutamato desidrogenase não é levada até o fígado ou convertido em ureia, sendo excretada na urina.Amônia é altamente tóxica, os tecidos são equipados com diferentes mecanismos para converter amônia em substâncias atóxicas ou para posterior utilização no anabolismo ou excreção.
b) Qual o principal produto de excreção de nitrogênio no homem, nas aves e nos peixes?
Os meios mais importantes para a excreção do excesso de nitrogênio são: formação e excreção de ureia em vertebrados terrestres (ureotélicos); síntese de ácido úrico em aves e répteis que vivem no solo (uricotélicos) e eliminação direta em animais aquáticos (amonotélicos).
03. A carbamoil fosfate sintetase é uma enzima que possui duas isoformas: uma citossólica e uma mitocondrial.
a) Qual a função da carbamoil fosfato sintetase?
Catalisa a condensação da amônia com bicarbonato e forma carbamoilfosfato, com consumo de duas moléculas de ATP.
b) Proponha uma razão de se haver enzimas diferentes em localizações diferentes da célula.
	Pois tem compostos que não conseguem sair ou entrar na célula, precisam ser metabolizados e para isso tem que ter enzimas em diferentes lugares.
c) Citar o órgão responsável pela produção de uréia
Fígado.
d) Esquematizar a reação de formação de carbamoil-fosfato pela carbamoil-fosfato sintase.
Na matriz da mitocôndria acontece a condensação do dióxido de carbono (CO2) com a amônia (NH3), utilizando ATP para formar carbamoil-fosfato. 
NH4-+HCO3- + 2ATP ↔ Carbomoil fosfato + aspartato + 2ADP +Pi +2H+
04. Analisar o destino da cadeia carbônica dos aminoácidos e o balanço de nitrogênio que ocorrem com as seguintes dietas:
a) normal em carboidratos, lipídios e proteínas.
Tal dieta é considerada como equilibrada, pois fornece ao organismo os componentes essenciais para manter a homeostase e o funcionamento. Em condições normais, a ingestão recomendada de carboidratos,lipídios e proteínas é responsável por manter o organismo saudável e sem acúmulo de excedentes.
b) rica em proteínas e normal nos demais componentes.
Uma vez que o organismo não acumula proteínas e aminoácidos, o excedente será excretado.
c) pobre em carboidratos e normal nos demais componentes.
Uma dieta pobre em carboidrato pode significar a evolução de um quadro hipoglicêmico, compensado pela ativação da gliconeogênese à partir de aminoácidos, levando a um balanço protéico negativo.
d) pobre em proteínas e normal nos demais componentes.
Uma dieta pobre em proteínas resulta em um balanço negativo de nitrogênio, aumentando a
degradação das proteínas do tecido, levando a redução da massa magra e consequente aumento de albumina no sangue, que pode levar a quadro de edemas. Além disso, a baixa disponibilidade proteica, compromete toda a cadeia de síntese de proteínas, influenciando nos demais aspectos funcionais do organismo.
e) rica em proteínas deficientes em um aminoácido essencial e normal nos demais componentes.
Na falta de um único aminoácido essencial toda a cadeia de síntese proteica será afetada. Nesta situação, se não houver a degradação de proteínas dos tecidos para liberar os aminoácidos essenciais, não haverá a produção de determinadas proteínas, e o excedente protéico da dieta será eliminada.
05. Como são transportados os grupos amino dos tecidos extra-hepáticos para o fígado? Qual a importância do ciclo Glicose-Alanina?
NH4+ produzido nos outros tecidos é incorporado em compostos não tóxicos e que atravessam as
membranas com facilidade: glutamina, na maioria dos tecidos extra hepáticos, e alanina, no músculo.
O glutamato é então convertido em glutamina. A glutamina pode ser transportada até o fígado ou
transferir seu grupo amino para o piruvato pela ação da alanina aminotransferase. Pela ação da mesma enzima, a alanina transfere o seu grupo amino para o a-cetoglutarato formando o glutamato. Uma parte do glutamato é transportado para a mitocôndria e sofre a ação da glutamato desidrogenase,
liberando NH4. Desta forma a carga energética da gliconeogênese é imposta sobre o fígado e não
sobre o músculo de tal forma que todo o ATP disponível no músculo pode ser destinado para a
contração muscular.
06. Relacionar o Ciclo de Krebs com o Ciclo da Uréia:
a) inter-relação com o CAC
Carbamoil fosfato (CbP), citrulina (Cit), aspartato (Asp), argininosuccinato (ArgS), fumarato (Fum), arginina (Arg), ureia, e ornitina (Orn).
b) compostos e enzimas em comum.
Ornitina transcarbamoilase, argininosuccinato sintetase, argininosuccinato liase e arginase I.
c) localização celular.
Matriz mitocondrial.
d) quais as enzimas que participam do processo?
Ornitina transcarbamoilase, argininosuccinato sintetase, argininosuccinato liase e arginase I.
07. Uma dieta para perder peso sugeria a substituição da dieta normal por uma dieta líquida de proteínas (uma sopa de gelatina hidrolisada). Pessoas nesta dieta perdiam de 5 a 8 kg na primeira semana.
a) Críticos desta dieta diziam que a perda de peso estava associada à perda de água e que o peso voltaria ao normal semanas após o fim da dieta. Qual o princípio bioquímico desta afirmação?
	Catabolização de aminoácidos.
b) Algumas pessoas que adotaram esta dieta chegaram a morrer. Quais os perigos inerentes a este tipo de dieta e como eles podem ter causado a morte destas pessoas?
Os alimentos possuem aminoácidos que são essenciais para o funcionamento do corpo. Sem a ingestão desses aminoácidos, o corpo pode sofrer desidratação, perda de força e etc.
08. Existem diversas formas de se tratar pacientes com deficiência no ciclo da ureia. Entre elas estão:
a) redução e monitoramento do consumo de proteínas
b) ingestão de agentes que capturam amônia
c) ingestão de citrulina e arginina
d) transplante de fígado
e) Sugira mecanismos que expliquem como cada tratamento age para aumentar a sobrevida destes pacientes.
09. Existem herbicidas que inibem a síntese de aminoácidos aromáticos em plantas. Por que estes herbicidas são seguros para humanos?
As plantas produzem todos os aminoácidos essenciais, ao passo que os mamíferos, incluindo os seres humanos, possuem capacidade limitada de sintetizar aminoácidos, ou seja, não produzem todos os aminoácidos de que necessitam. Portanto, um produto químico que inibe a síntese de aminoácidos sintetizados apenas por plantas é tóxico para estas, no entanto é pouco provável que seja capaz de causar danos aos animais, uma vez que estes não possuem esta rota. Atualmente, a maioria dos inibidores da síntese de aminoácidos tem toxicidade baixa aos mamíferos, por estes não possuírem a rota bioquímica afetada pelo produto. Vale salientar como exemplo o glyphosate, que inibe a EPSPs numa rota metabólica exclusiva das plantas.
10. Alguns análogos de glutamina inativam enzimas que se ligam à glutamina de forma irreversível. Identifique os intermediários das vias de síntese de nucleotídeos que se acumulam na presença destes compostos.
Excesso de grupamentos amino gerado é transferido para o piruvato, formando alanina, uma outra molécula importante para o transporte de grupamentos amino para o fígado. Isso leva a um consumo aumentado do glutamato, um neurotransmissor e precursor para a síntese de um outro
neurotransmissor, o ácido gama-amino butírico (GABA). O consumo de glutamato e altas concentrações de amônia poderiam deslocar o equilíbrio da reação catalisada pela glutamato desidrogenase no sentido reverso, ou seja, no sentido de consumir αcetoglutarato, um intermediário essencial para o ciclo de Krebs. Isso limita o metabolismo energético do cérebro.