catabolismo de aa
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CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
Kamilla Ribas SoaresDalton de Oliveira FontesDisciplina: Bioquímica de proteínas
INTRODUÇÃO
•Proteínas 18% peso corporal•Perfil proteíco determinado pelo DNA
Dieta;Catabolismo protéico.
Novas proteínas;Outros compostos nitrogenados;Combustível.
Origem:
Destino:
Bertechini, 2004.Figura 1. Destinos metabólicos da proteína da ração.
Tabela 1. Produtos finais do metabolismo dos principais grupos de substratos.
Fonte: Nielsen (2002)
Órgãos envolvidos no catabolismo proteíco:
•Cérebro;•Músculo esquelético;•Intestinos;•Fígado.
Prevalência de AA no sangue:
Glutamina;Alanina;Glicina.
Figura 2. Resumo do catabolismo dos aminoácidos.
Figura 3. Resumo do catabolismo dos aminoácidos.
CATABOLISMO DE AA: 1ª FASE• Remoção dos grupos -aminos dos AA por
transaminação e desaminação oxidativa;
• Produto: amônia e -cetoácidos correspondentes.
Esqueleto-carbono dos -cetoácidos são convertidos em intermediários de rotas
metabólicas produtoras de energia.
2ª FASE:
Pamela, 1996.
Para Lehninger (1995):
• não há necessidade de AA para a síntese de novas proteínas;
• há excesso de AA ingeridos;
• em jejum severo ou diabetes mellitus (CHO inacessíveis).
Os AA podem sofrer degradação oxidativa quando:
Segundo Harper (1977):
• Nos mamíferos os AA são excretados sob a forma de uréia.
• Síntese de uréia transaminação, desaminação oxidativa, transporte de amônia e ciclo da uréia.
• Em uricotélicos ácido úrico.
• Amoniotélicos amônia.
Lehninger (1998)
Característica da transferência:Característica da transferência:
AMINOTRANSFERASE + COENZIMA
1 - TRANSAMINAÇÃO1 - TRANSAMINAÇÃO
Catalizadas pelas aminotransferases:
Alanina aminotransferaseAspartato aminotransferase
AA ► AA ► αα-cetoglutarato-cetoglutarato = = αα-cetoácido + glutamato-cetoácido + glutamato(Oxalacetato)
Reação reversível;
REMOÇÃO DE NITROGÊNIO DOS AA
Figura 4. Piridoxal fosfato
Figura 5. Interconversão cíclica do piridoxal fosfato e piridoxamina fosfato durante a reação da aspartato aminotransferase.
Glutamato + oxaloacetato aspartato + -cetoglutarato
Figura 6. Reação catalisada pela alanina aminotransferase.
Característica da liberação ► amônia livre (fígado Característica da liberação ► amônia livre (fígado e rim)e rim)
Catalizada pela glutamato desidrogenase na Catalizada pela glutamato desidrogenase na mitocôndriamitocôndria
Reação reversível;Reação reversível;
Reguladores alostéricos:Reguladores alostéricos:
Coenzimas = NAD ou NADPCoenzimas = NAD ou NADP
2 - DESAMINAÇÃO OXIDATIVA2 - DESAMINAÇÃO OXIDATIVA
ATP e GTP = inibidores ATP e GTP = inibidores ADP e GDP = ativadoresADP e GDP = ativadores
Figura 7. Ações da glutamato desidrogenase.
Glutamato + oxaloacetato aspartato + -cetoglutarato
Glutamato + NAD+ +
H2O
-cetoglutarato+NH4+
+NADH+H+
glutamato-desidrogenase
REAÇÕES REVERSÍVEIS:
na degradação de AA (pós refeição rica em proteínas);
na biossíntese de AA, pela adição de grupos-amino aos esqueletos carbono de α-cetoácidos (quando a dieta é deficiente).
A reação pode funcionar:
1ª)
2ª)
►► Equivale Equivale + 90% dos compostos nitrogenados da urina
Produzida no fígado e transportada para rins eliminação
Arginase exclusiva no fígado
DESTINO DA AMÔNIA
1 - CICLO DA URÉIA
Origem:
C – vem do CO2
2 Nitrogênios NH3+ livre –
glutamato N do aspartato
Destino:
Rins urinaIntestino urease micro
TRANS.
TRANS.
FIGURA Esquema ilustrando o ciclo da uréia.
FIGURA Esquema ilustrando o ciclo da uréia no interior da célula.
Figura . Fluxo do nitrogênio dos aminoácidos para a uréia.
FIGURA Esquema ilustrando o ciclo da uréia no interior da célula.
2 – SÍNTESE DO ÁCIDO ÚRICO
• Ácido úrico insetos, caracóis terrestres, répteis e aves;
• Ácido úrico pouco solúvel em água excretado como urina semi-sólida;
• Síntese do ácido úrico muitas etapas energia;
• É derivado do nitrogênio do grupo amino e do catabolismo das purinas.
Figura . Origem dos átomos dos anéis das purinas, determinada a partir de experimentos isotópicos com precursores marcados com 14C ou 15N.
Fonte: Lehninger (1998)
SÍNTESE DAS PURINAS
Origem das purinas:
• 2 nucleotídeos originados de ácidos nucléicos:• Adenilato : adenosina 5’-monofosfato (AMP);• Guanilato: guanosina 5’-monofosfato (GMP).
Mecanismos:
Síntese de novoSalvamento das purinas
Síntese de novo
•Precurssores:• Glicina, Aspartato, glutamina fonte de N , C.• Via das pentoses fonte de fosfato ribose.
Fosfato ribose + ATP PRPP
PRPP ... 10 REAÇÕES IMP
GMP
AMP
Nova síntese de nucleotídeos de purina a partir de AA;
PRPP = 5-fosforibosil-1-pirofosfatoIMP = inosina-5-monofosfato
Salvamento das purinas
• Purinas podem ser poupadas ou reutilizadas.
• Objetivo conservação de energia
Guanina + PRPP GMP +
PPi
Hipoxantina + PRPP IMP +
PPi
Adenina + PRPP AMP + PPiHipoxantina produzida a partir da adenina
AMP GMP
IMP
ÁCIDO ÚRICO PELA DEGRADAÇÃO DAS PURINAS
Aminas: degradação de catecolaminas (dopamina, Aminas: degradação de catecolaminas (dopamina, norepinefrina e epinefrina) ► ação das aminas oxidases;norepinefrina e epinefrina) ► ação das aminas oxidases;
FONTES DA AMÔNIA ENDÓGENA UTILIZADA NOS DIVERSOS MECANISMOS
Purinas e pirimidinas ► os grupo-amino ligados aos Purinas e pirimidinas ► os grupo-amino ligados aos anéis são liberados como amônia;anéis são liberados como amônia;
AA são + importantes;AA são + importantes;
Ação bacteriana no intestino;Ação bacteriana no intestino;
Glutamina ► rins / intestino / fígado
Amônia muito tóxico para os tecidos animais;Amônia muito tóxico para os tecidos animais;Remoção rápida pelo fígado Remoção rápida pelo fígado Liberação de amônia Liberação de amônia glutamina e alanina glutamina e alanina
Glutamina = AA neutro e atóxicoGlutamina = AA neutro e atóxico ATRAVESSA a membrana plasmática FACILMENTEATRAVESSA a membrana plasmática FACILMENTE
Alanina = forma atóxico de transportar amônia Alanina = forma atóxico de transportar amônia Passa sangue ► fígadoPassa sangue ► fígado
TRANSPORTE DE AMÔNIA
• Cérebro, músculos esqueléticos, intestinos e fígado remoção de AA em excesso.
• Músculos esqueléticos exportam N em excesso glutamina e alanina;
• Glutamina (plasma) é absorvida pelo intestino;
• Intestinos fígado alanina, citrulina, amônia.
ÓRGÃOS ENVOLVIDOS:
COMPOSTOS NITROGENADOS BIOLOGICAMENTE ÚTEIS
Aminação redutiva de α-cetoglutarato formando glutamato; aminação de glutamato para produzir glutamina.
Particular importância no cérebro sensível à amônia.
REAÇÕES:
GLUTAMINA:
ALANINA:
• Ciclo da glicose-alanina;
• Grupo-amino por transaminação glutamato;
GLUTAMATO glutamina (fígado)
Piruvato (glicólise muscular)
alanina aminotransferase
ALANINA
No ciclo: além do piruvato, o excesso de amônia dos músculos será transportado para o fígado, como alanina,
TOXIDADE POR AMÔNIA
Concentrações elevadas no Concentrações elevadas no sangue sangue ► sintomas de ► sintomas de intoxicação:intoxicação:
TremoresTremores Fala arrastadaFala arrastada Borramento na visãoBorramento na visão IrritabilidadeIrritabilidade LetargiaLetargia Retardamento mentalRetardamento mentalComa e morteComa e morte
Destino metabólico dos AA
1 - Síntese protéica;2- Catabolismo de esqueleto de carbono de AA;3 - Síntese de compostos nitrogenados essenciais.
2 -Catabolismo de esqueleto de carbono de AA
• Formação de intermediários que:
• Convertidos em glicose (gliconeogênese);• Oxidados a CO2 (ciclo de krebs);• Convertidos em corpos cetônicos e lipídeos.
• AA piruvato;
• AA oxalacetato;
• AA fumarato;
• AA succinil-CoA;
• AA -cetoglutarato;
• AA acetil-CoA;
• AA acetoacetil-CoA;
INTERMEDIÁRIOS METABÓLICOS:
OBRIGADA!!!
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