Metabolismo de aminoácidos I
Bioquímica para Enfermagem – Bloco III
Prof. Olavo Amaral
Junho de 2010
Lipídeos
Aminoácidos
Dito isso...
Dito isso...
- Continuaremos falando sobre os mesmos temas...
Revisando...
- O que são aminoácidos?
Revisando...
- O que são aminoácidos?
Moléculas com grupamento amina, grupamento carboxila
e cadeia lateral.
Revisando...
- O que diferencia um aminoácido do outro?
Cadeias laterais
Revisando...
- Cadeia lateral dos aminoácidos determina a estrutura
dos mesmos e das proteínas formadas.
Revisando...
- Para que servem aminoácidos?
Funções
1. Síntese protéica!
Funções
1. Síntese protéica!
Funções
- Todos os aminoácidos vão para a síntese protéica?
Aminoácidos proteinogênicos
- Não!
- Apenas 20 AAs formam
proteínas nos seres humanos
Funções
- Além da síntese protéica, aminoácidos possuem outras
funções?
Funções
2. Funções específicas
- Alguns aminoácidos possuem funções importantes além
da síntese protéica.
Funções
2. Funções específicas
- Alguns aminoácidos não são incorporados em proteínas,
mas cumprem funções específicas.
Funções
3. Metabolização
- Aminoácidos podem ser usados para fazer outras coisas.
Metabolização
- O que podemos fazer com aminoácidos?
Metabolização
- O que podemos fazer com aminoácidos?
Glicose
Metabolização
- O que podemos fazer com aminoácidos?
Lipídeos
Metabolização
- O que podemos fazer com aminoácidos?
Outros
Metabolização
- O que podemos fazer com aminoácidos?
Origem dos aminoácidos
- De onde vêm os aminoácidos?
Origem dos aminoácidos
- De onde vêm os aminoácidos?
Dieta
Síntese endógena
Origem dos aminoácidos
- De onde vem os aminoácidos?
Dieta
Nem todos!
Síntese endógena
Aminoácidos essenciais
- Aminoácidos não sintetizados pelo ser humano.
- Alguns aminoácidos podem ser essenciais em condições
específicas (e.g. desenvolvimento).
Aminoácidos na dieta
- Proteínas da dieta são degradadas por enzimas no
estômago e intestino.
Pepsina
Tripsina
Aminoácidos na dieta
- Absorvidos pelo intestino como aminoácidos e
secretados na corrente sanguínea.
Destino dos aminoácidos
- Para onde vão os aminoácidos?
Destino dos aminoácidos
- Para onde vão os aminoácidos?
Tecidos em geral
Destino dos aminoácidos
- Ao contrário dos carboidratos e lipídeos, não existe
uma “reserva” de aminoácidos.

Destino dos aminoácidos
- Ao contrário dos carboidratos e lipídeos, não existe
uma “reserva” de aminoácidos.
- Se não houver demanda, vão formar outras coisas.
=
Destino dos aminoácidos
- Por outro lado, por vezes vamos ter que mobilizar essa
“reserva”, mesmo que ela não seja uma reserva.
=
A pergunta que fica...
- Como formar outros compostos (glicose/lipídeos) a
partir de proteínas e aminoácidos?
Metabolismo dos aminoácidos
- Se as reservas forem endógenas, qual o primeiro
passo?
Degradação de proteínas
- Proteínas são degradadas naturalmente, com
velocidades diferentes (e reguláveis).
 Ornitina descarboxilase: meia-vida de
aproximadamente 11 minutos.
 Proteínas de ritmo circadiano: degradadas ao longo
de um dia.
 Hemoglobina: Meia-vida = a da hemácia (meses).
- A degradação não depende só do metabolismo
energético, mas ocorre constitutivamente para
praticamente todas as proteínas.
Degradação de proteínas
- A ubiquitinação é uma das maneiras
de marcar proteínas para degradação.
Sistema ubiquitina-proteassomo
Degradação de proteínas
- O lisossomo pode degradar proteínas endocitadas, ou
mesmo pedaços da célula (autofagia).
Lumen
contains
hydrolytic
enzymes.
low
internal
pH
Vacuolar ATPase
+
ATP H
Lysosome
ADP + Pi
autophagosome
autophagic
vacuole
(lysosome)
Degradação de proteínas
- Balanço entre síntese e degradação de proteínas é
regulado por hormônios.
Degradação de proteínas
- O que a degradação de proteínas vai gerar?
Degradação de proteínas
- A degradação de proteínas gera aminoácidos.
OK, temos aminoácidos
- Como vamos transformar aminoácidos em outros
compostos?
OK, temos aminoácidos
- Como vamos transformar aminoácidos em outros
compostos?
OK, temos aminoácidos
- Remover o grupo amina é o primeiro passo!
Metabolismo de aminoácidos
- Com a perda do grupo amina, o restante dos aminoácidos
pode entrar em vias metabólicas que já estudamos!
Metabolismo de aminoácidos
- Com a perda do grupo amina, o restante dos aminoácidos
pode entrar em vias metabólicas que já estudamos!
Metabolismo de aminoácidos
- Todos os 20 aminoácidos, após perderem o grupo amino
(e eventualmente serem metabolizados mais um pouco),
são capazes de entrar no ciclo de Krebs!
Metabolismo de aminoácidos
- Aminoácidos glicogênicos: formam compostos capazes
de formar glicose (piruvato e intermediários do ciclo).
Metabolismo de aminoácidos
- Aminoácidos cetogênicos: formam acetil-CoA, que não é
capaz de formar glicose.
Metabolismo de aminoácidos
- Em excesso na dieta, todos os aminoácidos podem acabar
se transformando em ácidos graxos.
Metabolismo de aminoácidos
- No jejum, glicogênicos formarão glicose, e cetogênicos
formarão corpos cetônicos.
Metabolismo de aminoácidos
- Como tirar o grupo amina dos aminoácidos?
Desaminação oxidativa
- NH3 é removido do glutamato pela glutamato
desidrogenase, formando -cetoglutarato e gerando um
NADH a partir de NAD+.
Transaminação
- NH3 é removido de outros aminoácidos e transferido ao cetoglutarato, formando glutamato.
Transaminação + deaminação
- As duas reações em conjunto possibilitam a remoção do
grupo amina dos outros aminoácidos.
Desaminação oxidativa
- Onde isso ocorre?
Desaminação oxidativa
- Onde isso ocorre?
Fígado
Desaminação oxidativa
- Por que no fígado?
Fígado
Metabolismo da amônia
- Amônia (NH3) ou sua forma ionizada, o amônio (NH4+) são
tóxicos para o organismo e precisam ser transformados em
uma forma não-tóxica.
Metabolismo da amônia
- Em que podemos converter a amônia?
Metabolismo da amônia
- A uréia é uma maneira não tóxica de carregar o nitrogênio
para excreção nos rins.
Uréia
Mas...
- Converter amônia em uréia não é tão simples!
Ciclo da uréia
Ciclo da uréia
1. Início: NH4+ e HCO3-
Ciclo da uréia
1. NH4+ é conjugado ao
HCO3-, consumindo ATP
e formando carbamoilfosfato.
Ciclo da uréia
2. Carbamoil-fosfato se
liga à ornitina formando
citrulina.
Ciclo da uréia
3. Citrulina se liga ao
aspartato (um
aminoácido), formando
argininosuccinato.
Ciclo da uréia
- Aspartato é um
aminoácido formado a
partir da transaminação
do oxaloacetato.
- Traz o segundo NH3 da
molécula de uréia.
Ciclo da uréia
4. Argininosuccinato é
clivado em fumarato e
arginina.
Ciclo da uréia
5. Arginina forma uréia e
ornitina, reiniciando o
ciclo.
Ciclo da uréia
- Em resumo, a partir de amônia, HCO3 e aspartato, vamos
formar fumarato e uréia, com a ornitina funcionando como
um intermediário.
Ciclo da uréia e Ciclo de Krebs
- Ambos os ciclos estão intimamente ligados por seus
intermediários.
Regulação do ciclo
- Como é regulado o ciclo da uréia?
Regulação do ciclo
Curto prazo:
- Todas as enzimas aumentam sua atividade a partir do
aumento da concentração de substrato.
- Carbamoil-fosfato sintetase é ativada por N-acetilglutamato (acetil-CoA + glutamato), cuja síntese é ativada
por arginina.
N-acetilglutamato
Regulação do ciclo
Longo prazo:
- A concentração das enzimas regula a velocidade do ciclo.
- Aumento da ingestão de proteína e/ou jejum prolongado
aumentam a síntese de todas as enzimas!
OK, mas e agora...
- O que acontece com a uréia?
Excreção do nitrogênio
- Uréia é excretada na urina, carregando o nitrogênio para
fora do corpo?
Excreção do nitrogênio
- Esta é a única maneira de excretar o nitrogênio?
Excreção do nitrogênio
- Creatinina é produzida a partir do metabolismo da
creatina-fosfato no músculo e também carrega nitrogênio
para excreção.
Excreção do nitrogênio
- Amônia produzida localmente no rim pode ser excretada
diretamente como maneira de excretar prótons.
Com isso...
- Níveis sanguíneos de uréia e creatinina podem ser usados
como indicadores de função renal!
Mas...
- Onde isso tudo está acontecendo?
Mas...
- Onde isso tudo está acontecendo?
Rim
Fígado
Mas...
- Ciclo da uréia ocorre no fígado, mas catabolismo de
proteínas ocorre em diversos tecidos
NH3
NH3
Logo...
- NH3 tem de ser transportado para o fígado para se
transformar em uréia e ser eliminado!
NH3
NH3
Mas...
- NH3 é tóxico!
NH3
NH3
Mas...
- Como resolver esse problema?
NH3
NH3
Transporte de nitrogênio
- Colocando o NH3 em um aminoácido!
NH3
NH3
Transporte de nitrogênio
- Alguns aminoácidos são responsáveis por trazer o
nitrogênio dos tecidos para o fígado.
NH3
NH3
Transporte de nitrogênio
- A glutamina é formada a partir de
glutamato e NH3.
Transporte de nitrogênio
- Glutamina leva o nitrogênio até o fígado, rim e intestino,
gerando NH3 que será convertido em uréia (no fígado) ou
excretado diretamente (no rim).
Transporte de nitrogênio
- No rim, quebra de glutamina, com excreção de NH3 e
regeneração de bicarbonato, é uma maneira de manter o
equilíbrio ácido-básico!
Transporte de nitrogênio
- O músculo forma alanina a partir de piruvato como
forma de levar NH3 ao fígado.
Transporte de nitrogênio
- O fígado transforma alanina em piruvato, excretando o
NH3 como uréia. Já o piruvato é transformado em glicose,
que pode ser exportada novamente aos tecidos.
Ciclo da alanina-glicose
Em resumo...
Fígado capta NH3...
Em resumo...
Fígado capta NH3...
... do excesso de
proteínas da dieta.
Em resumo...
Fígado capta NH3...
... do excesso de
proteínas da dieta.
... da glutamina que vem
dos tecidos.
Em resumo...
Fígado capta NH3...
... do excesso de
proteínas da dieta.
... da glutamina que vem
dos tecidos.
... da alanina que vem do
músculo.
Em resumo...
Fígado capta NH3...
... do excesso de
proteínas da dieta.
... da glutamina que vem
dos tecidos.
... da alanina que vem do
músculo.
E excreta o nitrogênio em
forma de uréia!
OK, mas...
- Como vamos usar a cadeia carbonada dos aminoácidos
(-cetoácidos) para fazer outros compostos?
Glicose
Lipídeos
Calma...
- Ainda temos mais uma aula!
Glicose
Lipídeos
Calma...
- Por ora, vamos para o estudo dirigido...