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Aula sobre o metabolismo de AA
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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