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Metabolismo de Aminoácidos – Bioquímica celular @bomdialaura Metabolismo de Aminoácidos Degradação oxidativa • Contribui para a produção de energia metabólica; • Ocorre em 3 circunstâncias: ֍ Durante a síntese e a degradação normais de proteínas celulares; ֍ Quando ocorre ingestão em excesso de proteínas e aminoácidos; ֍ Durante o jejum ou no diabetes melito não controlado; • Os aminoácidos perdem seu grupo amino para formar alfa-cetoácidos que sofrem oxidação a CO2 e H2O ou fornecem unidades de 3 e 4 carbonos que podem ser convertidas pela gliconeogênese, em glicólise; Destinos metabólicos do grupo amino • Maior parte metabolizada no fígado; • Parte da amônia gerada nesse processo é reciclada e utilizada em diversas vias biossintéticas e o excesso é excretado diretamente ou convertido em ureia e ácido úrico que também são substâncias direcionadas para a excreção; • Excesso de amônia de outros tecidos é enviado para o fígado na forma de grupos amino → convertido no nitrogênio amídico da glutamina, que circula até chegar ao fígado, entrando na mitocôndria hepática; • Papel central: glutamato, glutamina, alanina e aspartato → facilmente convertidos em intermediários do ciclo do ácido cítrico; ֍ Glutamato e glutamina são convertidos em alfa- cetoglutarato, alanina em piruvato e aspartato em oxaloacetato; • No citosol dos hepatócitos: grupos amino da maior parte dos aminoácidos são transferidos para o alfa-cetoglutarato, formando glutamato; ֍ Na mitocôndria perdem seu grupo amino para formar NH4+; • Musculo esquelético: grupos excessivos são transferidos ao piruvato para formar alanina; Degradação de proteínas • A chegada de proteínas estimula a mucosa gástrica a secretar gastrina → estimula a secreção de ácido clorídrico (células parietais) e pepsinogênio (células principais); ֍ Agente desnaturante: desnovela proteínas globulares e torna suas ligações peptídicas internas mais suscetíveis à hidrólise enzimática; • Pepsinogênio: convertido em pepsina ativa → clivagem autocatalisada; • Pepsina: hidrolisa proteínas ingeridas; • Intestino delgado: pH baixo desencadeia secreção da secretina → estimula o pâncreas a secretar bicarbonato para neutralizar o HCl gástrico e aumentar o pH; • Duodeno: liberação de colecistocina → estimula a secreção de diversas enzimas pancreáticas com atividades ótimas em pH 7 a 8 (células exócrinas do pâncreas); • Tripsinogênio: convertido em tripsina pela enteropeptidase; • Tripsina livre: catalisa conversão de moléculas adicionais de tripsinogênio em tripsina e ativa quimotripsinogênio, procarboxipeptidases e proelastase → protege células exócrinas do ataque proteolítico destrutivo; • Pâncreas: se protege da autodigestão por meio da síntese de um inibidor específico que previne a produção prematura de enzimas proteolíticas ativas dentro das células pancreáticas; Metabolismo de Aminoácidos – Bioquímica celular @bomdialaura • Tripsina e quimotripsina: continuam a hidrólise dos peptídeos produzidos pela pepsina no estômago; • Intestino delgado: degradação de pequenos peptídeos completada por outras peptidases intestinais que removem resíduos sucessivos da extremidade carboxiterminal dos peptídeos e uma aminopeptidase, que hidrolisa resíduos sucessivos da extremidade aminoterminal de peptídeos pequenos; • Aminoácidos livres: transportados para dentro das células epiteliais do intestino delgado → entram nos capilares sanguíneos das vilosidades e são transportados até o fígado; No fígado • Catabolismo da maioria dos L-aminoácidos: remoção de seus grupos alfa-amino → por aminotransferases ou transaminases por reações de transaminações; • Grupo alfa-amino é transferido para o carbono alfa do alfa- cetoglutarato → libera alfa-cetoácido; • Não ocorrerá perda efetiva dos grupos amino; • Glutamato: funciona como doador de grupos aminos para as vias biossínteticas ou para as vias de excreção → levam a eliminação de produtos de excreção nitrogenados; • Aminotransferases: catalisam reações biomoleculares de pingue-pongue. O primeiro substrato reage e o produto deve deixar o sítio ativo antes que o segundo substrato possa se ligar; • Grupos amino de muitos alfa-aminoácidos são coletados no fígado na forma do grupo amino de moléculas de L- glutamato → devem ser removidos do glutamato e preparados para excreção; • Hepatócitos: glutamato é transportado do citosol para a mitocôndria, onde sofre desaminação oxidativa, catalisada pela L-glutamatodesidrogenase; ֍ Única enzima que utiliza NAD+ ou NADP+ como aceptor de equivalentes redutores; Amônia na corrente sanguínea • Amônia livre é convertida em um composto não tóxico antes de ser exportada dos tecidos extra-hepáticos; • Glutamato é susbtituido pela L-glutamina; • Amônia livre combina-se com glutamato, produzindo glutamina → ação da glutamina-sintetase; • Glutamina: serve também como fonte de grupos amino em várias reações biossintéticas; ֍ Excesso: transportada pelo sangue para o intestino, fígado e rins para ser processada; ֍ Amônia é utilizada na síntese da ureia; Dos músculos esqueléticos para o fígado Metabolismo de Aminoácidos – Bioquímica celular @bomdialaura • Alanina: ciclo da glicose-alanina; ֍ Transporte de amônia dos músculos esqueléticos para o fígado; • Músculos: operam anaerobiamente → produzem piruvato, lactato e amônia; • Piruvato e lactato são incorporados na glicose que volta aos músculos; • Amônia convertida em ureia para excreção; Ciclo da ureia • Se não forem reutilizados para a síntese de novos aminoácidos ou de outros produtos nitrogenados, os grupos amino são canalizados em um único produto de excreção; • A amônia depositada na mitocôndria dos hepatócitos é convertida em ureia no ciclo da ureia; • Quando a ingestão dietética é basicamente proteica, os esqueletos de carbono dos aminoácidos são utilizados como combustível, produzindo muita ureia a partir dos grupos amino excedentes; • Durante o jejum prolongado, quando a degradação de proteína muscular começa a suprir boa parte da energia metabólica do organismo, a produção de ureia também aumenta significativamente; Vias de degradação dos aminoácidos • Existem 20 vias catabólicas que convergem para formar apenas seis produtos principais, os quais podem entrar no ciclo do ácido cítrico; • Esqueletos de carbono tomam vias distintas, sendo direcionados para a gliconeogênese ou para a cetogênese, ou oxidados completamente a CO2 e H2O; Biossíntese dos aminoácidos
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