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Processo de
obtenção de energia
das células –
respiração celular
As proteínas são constituídas de subunidades
monoméricas simples
AMINOÁCIDOS
• Macromolécula mais abundante nas células
• Grande variedade (tamanho e função) Pequenos peptídeos a grandes cadeias com PM alto
Diversidade funcional (enzimas, estruturais, defesa, transportadores, sinais, hormônios, etc)
Degradação das proteínas celulares é um
processo constante e importante nas células
Regulação atividade – meia vida de segundos a dias
dependendo da função
Reciclagem de aminoácidos – incorporação de N mas
moléculas dos seres vivos gasta energia e portanto suas
formas biologicamente ativas devem ser aproveitadas
Regulação qualidade – proteínas sintetizadas com erros
Fonte de energia metabólica – degradação do esqueleto carbonico gera intermediários do TCA
( oxidação depende do organismo e da situação metabólica)
• Carnívoro – após alimentação 90% energia metabólica
vem da oxidação dos aminoácidos
• Microrganismos – normalmente retiram aminoácidos do
meio para oxidá-los (energia), quando falta N o carbono
em excesso é estocado (polihidroxibutirato)
• Plantas – raramente oxidam aminoácidos para obter
energia, usam essas moléculas na síntese de proteínas
e outras moléculas
Aminoácidos exercem um importante papel na células
Oxidação é um processos importantes nas sementes em
germinação e nas plantas em senescência
1/2 do conjunto de proteínas de uma planta é trocado a cada 4 a 7
dias (10.000 proteínas diferentes)
DEGRADAÇÃO DAS PROTEÍNAS TEM ENZIMAS
IMPORTANTES E ESPECÍFICAS
Proteases – enzimas que liberam os aminoácidos das
cadeias polipeptídicas – reação de hidrólise.
Animais maioria é produzida na forma inativa – zimogênios – e são
ativadas no momento do uso por fatores especiais
Endoproteases ou
endopeptidases
Aminoprotease ou aminopeptidase
Carboxiprotease ou carboxipeptidase
Classificação proteases de acordo com o local de hidrólise
1 - Grupamentos amino usados síntese de outros aminoácidos (transaminação), transportados para outros tecidos ou excretados (animais).
2 - O esqueleto carbônico deles são transformados em intermediários do TCA – energia ou síntese de outros compostos.
Aminoácidos liberados das proteínas podem
ser usados para a síntese de novas proteínas
ou aminoácidos ou são oxidados (energia)
Oxidação dos aminoácidos
Transaminações Des/carbamilações
Transferência de grupo amino Transferência de Carbono
Piridoxal fosfato
(vitamina B6)
Biotina (CO2)
Tetrahidrofolato (-C)
Adenosilmetionina (-CH3)
Cofatores envolvidos (grupos prostéticos)
TRANSAMINASES OU
AMINO TRANSFERASES CONJUNTO DE ENZIMAS
TRANSAMINAÇÃO – transaminases ou aminotransferases
Ácido carboxílico Aminoácido
Aminoácido Ácido
carboxílico
Uma para cada aminoácido mas com o mesmo mecanismo de
ação e mesmo grupo prostético
Derivado fosforilado da vitamina B6 (Piridoxina) Carreador de grupos amino no sítio ativo das aminotransferases
O que acontece com a amônia/amônio formados se eles não
forem usados ?
Amônio tóxico
para as células –
dissipa gradiente
de prótons
transmembrana
importante na
Fosforilação
oxidativa, na
Fotofosforilação e
no transporte de
diversos íons e
moléculas.
Vegetais praticamente não oxidam os aminoácidos e
portanto não necessitam de eliminar amônio.
Esse íon quando é formado ou absorvido pelas raízes
são incorporados em um a molécula de glutamato
formando a glutamina – podendo ser usados para a
síntese de outros compostos nitrogenados
CICLO UREIA
Animais que
necessitam de
obter energia a
partir de
aminoácidos
precisam eliminar
o nitrogênio em
excesso ingerido.
• Tranforma amonia em uma
molécula inerte com 2 N
• Ocorre na mitocondria e
citossol
• Gasta ATP
• Ureia importante papel no
ciclo do nitrogênio
Animais que excretam N amínico na forma de uréia são
chamados de ureotélicos – animais vertebrados terrestres e
tubarões
Animais que excretam N amínico na forma de amônia são
chamados de amoniotélicos – peixes ósseos, anfibios e animais
aquáticos
Animais que excretam N amínico na forma de ácido úrico
são chamados de uricotélicos – aves, répteis e insetos
(semi-sólido , baixa disponibilidade de água)
DES/CARBAMILAÇÃO
Reações importantes tanto na oxidação como
na síntese de aminoácidos
3 cofatores importantes:
Biotina - Transfere C na forma de - CO2
Tetrahidrofolato – THF - Transporta grupos com
carbono - CH3, CH2, COH, CNH
Adenosilmetionina - Transferência de metil -CH3
Qual o destino metabólico do esqueleto
carbônico dos aminoácidos?
CADA UM DOS AMINOÁCIDOS TEM UMA VIA
DIFERENTE DE DEGRADAÇÃO
As vias de degradação do
esqueleto carbônico dos
aminoácidos originam
moléculas envolvidas nas vias
glicolíticas e TCA
Esqueleto carbônico dos aminoácidos
As vias de degradação do esqueleto carbônico dos
aminoácidos originam 4 intermediários do TCA
(oxalacetato, α-cetoglutarato, succinil-CoA e fumarato),
piruvato (Glicólise) e acetil-CoA
Gliconeogenese - citossol
Assuntos a serem estudados: Importância da oxidação dos aminoácidos em diferentes organismos Principais condições metabólicas para oxidação dos aminoácidos Degradação das proteínas por proteases Transaminases, cofatores e reações de transaminação Destino metabólico dos grupos amino e ciclo da uréia Vias gerais de degradação dos aminoácidos – produto final Não precisam ser estudos os detalhes dos mecanismos de regulação das vias de degradação, doenças animais e detalhes das vias de oxidação de cada aminoácido.
10 minutos de intervalo e voltar para fazer exercício de fixação
Aminoácido Via metabólica Metabolito originado
EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 6
Oxidação de aminoácidos
1.Qual a importância biológica da degradação de proteínas em diferentes
organismos?
2.Porque as proteínas precisam ser constantemente degradadas nos
organismos?
3.Como é o processo de degradação dos aminoácidos, quais enzimas e
cofatores estão envolvidos e qual o destino dos produtos (grupo amino e
cadeia carbônica)?
4.A degradação do esqueleto carbônico dos aminoácidos origina quais
moléculas envolvidas no metabolismo de carboidratos. Faça uma tabela
considerando os vinte aminoácidos naturalmente existentes na natureza,
o metabolito que eles originam e a via a que esse metabolito pertence.
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