Metabolismo de aminoácidos

Metabolismo de aminoácidos

Metabolismo de aminoácidos

O conjunto de aminoácidos presentes nas células origina-se das proteínas exógenas (provém da dieta e são hidrolisadas no trato digestório) e das proteínas endógenas (hidrolisadas intracelularmente).

Degradação de proteínas

O método principal de degradação das proteínas é a sua ligação com ubiquitina. Este processo ocorre no citossol, e ocorre com gasto de ATP. A carboxila terminal da ubiquitina é unida por uma ligação semelhante à peptídica, mas com o grupo E-amino de um resíduo de lisina da proteína a ser degradada. Após esta ligação, outras moléculas de ubiquitina se ligam à proteína. Neste ponto a proteína está ubiquitinada e destinada à degradação. A proteína interage com um grande complexo proteolítico, o proteassomo, capaz de hidrolisar suas ligações peptídicas.

Degradação de aminoácidos

A degradação de aminoácidos segue um padrão, apesar de ocorrer por vias diferentes: primeiro o aminoácido é desaminado, e a cadeia carbônica restante é convertida em compostos comuns ao metabolismo de carboidratos e lipídios.

Remoção do grupo amino: o grupo amino é retirado pela aminotranferase e transferido para a-cetoglutarato, formando um a-cetoácido e glutamato. Essa reação usa como coenzima o PLP (piridoxal fosfato), que é derivada da vitamina B6. Podem reagir também com oxaloacetato, formando aspartato (nos músculos).

Numa segunda etapa, o glutamato pode seguir dois cainhos: uma desaminação (1) ou uma transaminação (2).

  1. Na desaminação, o glutamato libera seu grupo amino como Nh3, que se converte em NH4+ e vai para o ciclo da uréia. Esta reação ocorre principalmente no fígado e utiliza NAD+ ou NAP+ como coenzima. Essa enzima é específica para o glutamato, portanto, para que o grupo amino seja liberado na forma de uréia, o composto deve antes ser convertido a glutamato no fígado.

  2. Na transaminação, o glutamato reage com oxaloacetato, formando aspartato e a-cetoglutararo.

Com essas duas vias, a maioria dos compostos aminoácidos é convertida para dois produtos: NH4+ e aspartato, ambos relacionados ao ciclo da uréia.

Ciclo da uréia

A síntese da uréia se inicia na matriz mitocondrial, com a formação de carbamoil-fosfato a partir de amônio e bicarbonato, consumindo ATP. Ainda na mitocôndria, o carbamoil-fosfato se condensa com ornitina, formando citrulina, que é capaz de atravessar a membrana mitocondrial para o citossol. Lá, a citrulina reage com aspartato, formando agininossuccinato, que se divide em fumarato (que é liberado para o ciclo de Krebs) e arginina. A arginina é hidrolisada, produzindo uréia e regenerando a ornitina.

No cômputo geral, há gasto apenas de 1 ATP para a síntese de uréia.

Transporte da amônia ao fígado

Devido à sua toxidez e por ser convertido em uréia no fígado, o NH4+ produzido nos outros tecidos deve ser incorporado em compostos não-tóxicos e que atravessem membranas com facilidade. As principais formas de transporte são glutamina e alanina.

Glutamina: é sintetizada a partir de NH4+ , glutamato e ATP, numa reação catalisada pela glutamina sintetase. Uma vez no fígado, a glutamina é hidrolisada pela glutaminase, liberando NH4+.

Alanina: o grupo amino dos aminoácidos é doado para piruvato por transaminação. A alanina, no fígado, é convertida em glutamato.

Degradação da cadeia carbônica

Quando se remove o grupo amino do aminoácido, sobra a cadeia carbônica, na forma de a-cetoácido. Estas podem ser degradadas a piruvato, intermediários de krebs (glicogênicos), acetil-CoA ou acetoacetato (cetogênicos).

Síntese de aminoácidos

Aminoácidos essenciais: aqueles que precisam ser obtidos pela dieta porque não são sintetizados pelo organismo.

Aminoácidos não-essenciais: aqueles que podem ser sintetizados a partir dos aminoácidos essenciais.

Nos mamíferos, o nitrogênio dos aminoácidos não essenciais provém de glutamato e glutamina.

Grupo 01: glutamato, glutamina, prolina e arginina: O a-cetoácido deste grupo provém de a-cetoglutarato.

Grupo 02: aspartato e asparagina: o esqueleto de carbono provém do oxaloacetato, e o grupo amino de transaminação.

Grupo 03: alanina: formada por transaminação entre piruvato e glutamato.

Grupo 04: serina, glicina e cisteína: origina-se de 3-fosfoglicerato.

Grupo 05: tirosina: origina-se de hidroxilação de fenilalanina.

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