175200_aula 9 Metabolismo de Aminoácidos

METABOLISMO DE

AMINOÁCIDOS

São constituintes das proteínas

Os aminoácidos são precursores dos outros compostos

azotados, fornecendo:

Azoto

carbonos

Pigmentos biliares Grupos hemo

Bases nitrogenadas

Glutationa

Neurotrans-missores

Amônia

Uréia

Ácido úrico

Alantoína

Aminoácidos

AminoácidosProteínas

Fontes endógenas (cerca de 140 g/dia)

Pool de aminoácidos

Síntese de aminoácidos não essenciais

Fontes exógenas(cerca de 70 g/dia)Proteínas da dieta

Digestãoe absorção

Excesso de aminoácidos

(0,9 a 1,0 g/dia)

Excreção renal

Amônia

Uréia

TransaminaçãoDesaminação

-cetoácidos

Glicose, corpos

cetônicos

Acetil-CoA, ciclo dos ácidos Cítricos

CO2 + H2O + ATP

Proteínas teciduais

Síntese edegradação

Constituintes nitrogenados não protéicos

purinas, pirimidinas,

colina, creatina, porfirinas, adrenalina,

neurotransmissores, melanina

Conversão

Metabolismo de aa no período absortivo: síntese de

proteínas e catabolismo do excedente

Metabolismo no jejum prolongado: maior mobilização de

proteínas teciduais

OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS

O

C NH2H2N

Uréia

COO-

C H

R

+H3N

aminoácidos

CO2+

H2O

glicose

Corpos cetônicos

NH4 +

amônia

COO-

C

R

O

-cetoácidos

Catabolismo de aminoácidos no fígado

Uréia, amônia

Transaminação

Desaminação oxidativa

TRANSAMINAÇÃO: reação fundamental do metabolismo

dos aminoácidos que consiste na transferência reversível do

grupo amina de um aminoácidos para um alfa cetoácido sem

libertação de NH3

Transaminases ou aminotransferase estão universalmente

distribuídas encontrando-se nas bactérias, plantas e animais

Glutamato-transaminase: ácido glutâmico => principal dador

de grupos amina e participa em 2 reacções importantes que

originam:

- ácido aspártico

- alanina (em junção com ácido pirúvico)

-cetoglutarato + aminoácido1 glutamato + -cetoácido2

-cetoglutarato + aspartato glutamato + oxaloacetato

AST: aspartato aminotransferase

-cetoglutarato + alanina glutamato + piruvato

ALT: alanina aminotransferase

PLP (FOSFATO PIRIDOXAL): coenzima que participa de

diversas reações envolvendo aminoácidos (transaminação,

descarboxilação e modificação de cadeia lateral)

Vitamina B6

Aspartato aminotransferase

PLP

Mecanismo de reaçãodas aminotransferases

Desaminação: liberação do grupo amina

Desaminação de serina e cisteína gera amônia e ácido

pirúvico

Desaminação de treonina gera amônia e ácido alfa-

cetobutírico (convertido em piruvato)

Desaminação de

serina e cisteína

Desaminação do ácido aspártico: formação do

intermediário fumarato (Ciclo de Krebs)

Desaminação oxidanteFenómeno irreversível que decorre em várias etapas:

1º desidrogenação (aminoácido => iminoácido)

2º redução FAD a FADH2

3º hidrolização em alfa cetoácido e amônia

Reação catalisada pela glutamato desidrogenase

Enzima mitocondrial

Libera amônia livre nos tecidos

Amônia é altamente tóxica

e não deve ser liberada na circulação

Desaminação oxidativa

OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS

Ocorre em vários tecidosFígado, músculos, rins, cérebro, tecido adiposo,intestino, etc

glicoseCorpos cetônicos

COO-

C H

R

+H3N

aminoácidos

COO-

C H

R

O

-cetoácidos

CO2+

H2O

NH4 +

amônia

O

C NH2H2N

UréiaOcorre exclusivamente no fígado

Alanina e

glutamina

são formas

de

transporte

de amônia

dos tecidos

para o

fígado

URÉIA

Forma de transporte não tóxica de amônia na corrente

sanguínea

1. GLUTAMINA

Síntese de glutamina

em vários tecidos,

incluindo o cérebro

Glutaminase no fígado e

rins converte

glutamina em

gutamato + amônia

Forma de transporte não tóxica de amônia na corrente

sanguínea

2. ALANINA

Ciclo glicose-alanina

Na contração muscular vigorosa

é ativada a liberação de piruvato

e lactato, da glicólise e

amônia dos aminoácidos.

A amônia e o piruvato

formam alanina que no

fígado é reconvertido em

glicose

-cetoglutarato + alanina

glutamato + piruvato (ALT)

Doença hepática leva a um comprometimento na degradação de

aminoácidos e na síntese de uréia: a amônia e aminoácidos

aromáticos acumulam nos tecidos e no sangue

A captação

elevada de

aa aromáticos

pelo cérebro

aumenta

a síntese de

neurotrans-

missores

levando a

alterações

neurológicas

1. Depleção do ATP celular

NH4+ ativa a glutamato

desidrogenase

Remoção de

-cetoglutarato

e NADH compromete

o ciclo dos ácidos

cítricos e a geração

de ATP

A AMÔNIA É TÓXICA AOS ANIMAIS: Intoxicação severa

leva a encefalopatia hepática (coma)

Mecanismos:

NH4+ ativa a

glutamina

sintetase

Colabora para a

redução no nível

celular

de ATP

2. Interferência na síntese de neurotransmissores

NH4+ ativa a glutamina sintetase

e inibe a glutaminase

Reduz o nível de glutamato que atua como um potente

neurotransmissor excitatório mediando um grande número de

funções cognitivas. Consequência: letargia e falta de direção

GABA (-aminobutirato), sintetizado a partir de glutamato

um importante neurotransmissor inibitório

O

C NH2H2N

HCO3-

CO2

NH4+Aspartato

SÍNTESE DE UREIA

A AMÔNIA produzida

é imediatamente usada

junto com o bicarbonato

(CO2 do ciclo dos ácidos

cítricos) para formar

carbamoilfosfato

Carbamoil fosfato sintetase (mit)

Enzima reguladora

LIGAÇÃO ENTRE O CICLO DA URÉIA

E O CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO

O ácido oxalacético(oxaloacetato) pode seguir 3 vias:

- ser transaminado a ácido aspártico;

- ser convertido em glucose pela via da gliconeogênese;

- condensar-se com o acetil-coA e formar ácido cítrico.

Todas estas reacções têm lugar na matriz mitocondrial

Ciclo

de

Krebs

OxaloacetatoOxaloacetatoOxaloacetato

FumaratoFumaratoFumarato

AspartatoAspartatoAspartato

CitrulinaCitrulinaCitrulina

ArgininaArgininaArginina

OrnitinaOrnitinaOrnitina

ArgininossuccinatoArgininosuccinato

Citrato

-

Isocitrato

-cetoglutarato

Succinil-CoASuccinato

Glutamato-Cetoglutarato

H2O

ATP

PPi + AMP

H2OUréiaUréiaUréia

Carbamilfosfato

CarbamilCarbamilfosfatofosfato

CO2 + NH4+

Pi+

H2O

Ornitina

transcarbamilase

Arginase

Arginino-succinato sintase

Argininosuccinase

P

Malato

Eliminação pela urina

Matriz mitocondrial

Citoplasma

Carbamilase fosfato sintase

2 ATP

2 ADP+ Pi

Transaminação

A ornitina é o transportador dos átomos de azoto e de carbono

no ciclo

A arginina é o percursor imediato da ureia, sendo hidrolisada

pela arginase

Síntese da arginina a partir da ornitina

1ª etapa – formação da citrulina

2ª etapa – Condensação da citrulina com o ácido aspártico

3ª etapa – ácido arginosuccínico cinde-se em arginina e ácido

fumárico

1) Ornitina transcarbamoilase2) Argininasuccinato sintetase

3) Argininasuccinato liase

4) Arginase

OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS

O

C NH2H2N

Uréia

COO-

C H

R

+H3N

aminoácidos

COO-

C

R

O

-cetoácidos

CO2+

H2O

glicose

Corpos cetônicos

NH4 +

amônia

DESTINO DOS ESQUELETOS DE CARBONO

Aminoácidos

Síntese de proteínas hepáticas e plasmáticas

Transporte a tecidos periféricos

Piruvato Intermediários do ciclo de Krebs

Glicose

Acetil-CoA

Síntese de porfirinas

Síntese de ácidos graxos

CO2 + O2

Ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa

ADP

ATP

Desordens genéticas que afetam o catabolismo de aminoácidos