Baixe aminoacidos e ciclo da ureia 19102009 e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Florestal, somente na Docsity! METABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS Prof. Henning Ulrich CATABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS EM MAMÍFEROS Intracellular protein Distary protein = Amino acids /N NH Carbon skeletons Binsynthesis of amino acids, nuclentides, and biological amines N Carbamoyl phosphate a-Keto acids a “ja Aspartate- arginino- Citric Urea succinate Ds DO, + HO eyele shunt of acid. CATE eitric acid É cyele / Oualoncetate Urca . initrogen exeretion product) | Glucose iaymthesized in gluconeogenesis) PORÇÃO DO TRATO DIGESTIVO HUMANO e a = 2 E! v EA ic DR nal TRANSAMINAÇÕES CATALISADAS POR ENZIMAS Em muitas reações das aminotransferases, o α-cetoglutarato é o receptor do grupo amino. O piridoxal fosfato (PLP) é o co-fator de todas as aminotransferases Alanina se torna piruvato pela transferência do grupo amina. alanine α-ketoglutarate pyruvate glutamate Aminotransferase (Transaminase) COO− CH2 CH2 C COO− O CH3 HC COO− NH3 + COO− CH2 CH2 HC COO− NH3 + CH3 C COO− O + + AMINOÁCIDOS ESSENCIAIS E NÃO ESSENCIAIS PARA O HOMEM *Essencial para indivíduos jovens e em crescimento, mas não para adultos AMINOÁCIDOS ESSENCIAIS DEVEM SER OBTIDOS NA ALIMENTAÇÃO • Isoleucina, leucina e valina • Lisina • Treonina • Triptofano • Fenilalanina (tirosina sintetizado a partir de fenilalanina) • Metionina (Cis sintetizado a partir de Met.) • Histidina • Arginina (essencial para crianças) Aminoácidos glicogênios: Degradados em precursores de glicose, como piruvato, a- cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato, oxalacetato. Aminoácidos cetogênicos são degradados a acetil-CoA ou acetoacetato e são convertidos em ácidos graxos ou corpos cetônicos. Aminoácidos cetogênicos: Lisina e leucina Piridoxal fosfato, o grupo prostético das aminotransferases O piridoxal fosfato está ligado à enzima por interações não-covalentes muito fortes e pela formação de uma base de Schiff, envolvendo um resíduo de lisina no sítio ativo Algumas transformações no carbono α dos aminoácidos facilitadas pelo piridoxal fosfato Pyridoxal phosphate taldimine form, om enzyme) Ho M HO, LJe AJ? Ha 1º E) ch H E-f-e00 ja À 1 4 , 4 4 . NH E H E E E H “LIo E “LI? rbani inon oi CH NR Schiff base Garbanion mas [7 Transaminaçã H intermediate . Pyridoxamine taldimine) 9. phosphate H Fm Lys— NH, Racemização RA H H R——coo R=f=c00 “mm HO “NH, D-Amino Lo, ba , acid HO a Pyridoxal co, . = ! phosphate : Descarboxilação cEDN ialdimine) “H F R R Hot H=4 H=0-H HH M Ho +57 i. + “NH “NH É NH, Amine (3) a do H A + Hi HO Pyridoxal LIº phosphate da; N cr; N taldimine) H H Carbanion Quinoncid intermediate - jo 00€C— CHs— CHo— CH—COO L -Glutamate — ATP glutamine synthetase — ADP O A O-P—-0— C— CH:—CH;—CH— CO0O 4 +-Glutamyl phosphate — NHA glutamine synthetase |» P, o NHs “e | - £—CH2— CHo— CH COO HoN L-Glutamine glutaminase — Ho0 (liver mitochondria) |——» NHj-——» —» Urea o NHs Es | = CHs— CHs— CH— C00 “O L-Glutamate A glutamina transporta a amônia na corrente sanguínea O CICLO DA GLICOSE- ALANINA A alanina funciona como um transportador da amônia e do esqueleto carbônico do piruvato desde o músculo até o fígado. A amônia é excretada, e o piruvato é empregado na produção de glicose, a qual pode retornar ao músculo Fígado: O ATP é empregado na síntese da glicose (gliconeogênese) durante a recuperação Sentido da reação da Glutamato desidrogenase depende das concentrações dos componentes. ATP e GTP inibem a enzima e ADP e GDP vão ativar. Significa que em baixa de energia tenho que aumentar a degradação de Aa para obter esqueleto carbônico da neoglicogênese Assim, os N chegam ao fígado como glutamina (glutamato) ou como alanina (músculo). O CICLO DA URÉIA E AS REAÇÕES QUE NELE INTRODUZEM OS GRUPOS AMINO NH3 di o ds ENC NH —(CHgja —CH-C00 Y o R-CH-C007 Je-cm om cu-coo ino acido o-P om Amino acids oo HoN Glutamine Nilz transamination to (fi o q a-ketoglutarate o o. extrahepatic PP. CH o Ss ) . ia i A Nils Glutamate <==== Alanine (from muscle) tissues) ATP dio “00€-—CHo—CH CH 007 NHs Ni A - Citrullyl-AMP CH;—CH—COO 0H 0H mtormedias Cytosol Aspartatt -000—cH; EUR too lutamin Glutamine o AMP glutaminase HoN—C—NHACHo)—CH—C00" 2 o 2ADP + P; p ccinate | i N y ET NH; NHg ELE mm OO Carbamoyl (1) l po LO Oxaloacetate lutamate phosphate 00C-CHy-CH NH €-NH(CHa)y-CH 00 9 aminotransferase ] a-Keto- sythetase L H;N—C—0—p—O )pumarate Aspartate E E = lutar. a : - Ornithine 00C— CH=cH—C00 | ria glutarate Mitochondrial º Urea “g0€-cHa—CH— 000" matrix NH; NH, HaN—C—NH—(CHo)— CH—COO | To step H;N—(CH,)y—CH-CO0 of the urea cycle Ciclo da Uréia citosolArginase 1 (ARG1)ornitina + uréiaArginina + H2O5 citosolArginosuccinato liase (ASL)Arginina + fumaratoarginosuccinato4 citosolArgininosuccinato sintetase (ASS)arginosuccinato + AMP + |PPicitrulina + aspartato + ATP3 mitocôndriaOrnitina transcarbamoilase (OTC)citrulina + Picarbamoil fosfato + ornitina2 mitocôndriaCarbamoil-fosfato-síntasecarbamoil fosfato + 2ADP + Pi2ATP + HCO3 - + NH4 +1 LocalizaçãoCatalisado porProdutoReagente Pass o VISÃO GERAL DA BIOSSÍNTESE DOS AMINOÁCIDOS Os precursores dos aminoácidos estão sombreados segundo sua origem, os da glicólise (vermelho), do ciclo do ácido cítrico (azul) e da via das pentoses fosfato (púrpura) e os aminoácidos deles derivados estão em quadros de cores correspondentes. LANÇADEIRA MALATO- ASPARTATO A lançadeira para exportar equivalentes redutores do NADH citosólico para a matriz mitocondrial é usada no fígado, nos rins e no coração 1) O NADH citosólico (espaço intermembranoso) cede dois equivalentes redutores para o oxaloacetato, produzindo malato 2) O malato é transportado através da membrana interna pelo transportador malato-α-cetoglutarato 3) Na matriz, o malato cede dois equivalentes redutores ao NAD+ e o NADH resultante é oxidado pela cadeia respiratória. O oxaloacetato formado a partir do malato não pode passar diretamente para o citosol. Ele primeiramente é transaminado a aspartato 4) Passa para o citosol por meio do transportador glutamato- aspartato 5) O oxaloacetato é regenerado no citosol 6) O ciclo é completado Malate- Matrix a-ketoglutarate > transporter qu “000—CH;—C— 00” Intermembrane ou space i “00C—cH,—C—coo” | NAD* ! NAD! Malate nto malate NADH malate dehydrogenase NADH f dehydrogenase “00€—CHy—C— c00”, Oxaloa, nH; Oxaloacetate 7 te NE; “00C—CH;—C—C00. “00C—CH,—CH,—C—C00. "00C -CHy-CHy-C-C00. I H Glutamate H Glutamate aspartate aspartate aminotransferase aminotransferase a-Ketoglutarate a-Ketoglutarate o o | Il “00€—CHo— CHo— €—CO0” “00C—CHo— CHo— C— C00” + As Aspartate NH; NH; Áspartate pai | | “00C CH; -C-coo 00€--cH; €-coo 2] [ H H Glutamate-aspartate transporter • As vias que se interconectam no alto da figura são chamadas de “bicicleta de krebs” • Quando o ciclo do ácido cítrico é incluído, também se emprega o nome “triciclo de krebs” • O ciclo que une os ciclos da uréia e do ácido cítrico é chamado de “desvio aspartato-argininossuccinato” • Essas vias unem efetivamente os destinos dos grupos amino e dos esqueletos carbônicos dos aminoácidos • As interconexões são ainda mais elaboradas que o sugerido pelas setas • Por exemplo, algumas enzimas do ciclo do ácido cítrico, como a malato desidrogenase e a fumarase, têm isoenzimas citosólicas e mitocondrias • O fumarato produzido no citosol – pelo ciclo da uréia, biossíntese de purinas ou outros processos – pode ser convertido em malato e oxaloacetato citosólicos, estes podem ser utilizados no próprio citosol • O oxaloacetato é o precursor da glicose e de alguns aminoácidos • De forma alternativa, o malato e o oxaloacetato citosólicos podem ser transportados para a mitocôndria e utilizados no ciclo do ácido cítrico • O transporte do malato para a mitocôndria é bem conhecido e é parte da lançadeira malato- aspartato ENTRADA DOS AMINOÁCIDOS PRIMÁRIOS NO CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO Representa a principal via catabólica VIAS CATABÓLICAS PARA A FENILALANINA E PARA A TIROSINA VIAS ALTERNATIVAS PARA O CATABOLISMO DA FENILALANINA EM PESSOAS COM FENILCETONÚRIA O fenilpiruvato acumula-se nos tecidos, no sangue e na urina. O fenilacetato e o fenilactato também podem ser encontrados na urina A ASPARAGINA E O ASPARTATO SÃO DEGRADADOS ATÉ OXALOACETATO • Em última instância, os esqueletos carbônicos da asparagina e do aspartato entram no ciclo do ácido cítrico por meio do oxaloacetato • A enzima asparaginase catalisa a hidrólise da asparagina para liberar aspartato, o qual sofre uma reação de transaminação com o α-cetoglutarato para produzir glutamato e oxaloacetato As vias catabólicas da asparagina e do aspartato Os dois aminoácidos são convertidos em oxaloacetato