3-anabolismo de aminoácidos
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BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
Muitos aminoácidos são sintetizados por vias
metabólicas presentes somente em plantas e
microrganismos e que se designam por aminoácidos
essenciais.
O excesso de aminoácidos obtidos a partir da
dieta não é excretado mas transformado noutros
metabolitos precursores de glicose, ácidos gordos e
corpos cetónicos que entram no metabolismo de
obtenção de energia, isto é, como combustíveis
metabólicos.
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS As vias metabólicas de síntese de aminoácidos As vias metabólicas de síntese de aminoácidos
são diferentes de espécie para espécie são diferentes de espécie para espécie contrariamente às vias metabólicas de glúcidos e contrariamente às vias metabólicas de glúcidos e lípidos que são universais.lípidos que são universais.
A-FAMÍLIA DO ASPARTATO A-FAMÍLIA DO ASPARTATO Asparagina, Aspartato, Metionina, Treonina e Asparagina, Aspartato, Metionina, Treonina e
LisinaLisina
Estes aminoácidos são sintetizados a partir do Estes aminoácidos são sintetizados a partir do oxaloacetato. Nas bactérias, o aspartato é um oxaloacetato. Nas bactérias, o aspartato é um precursor comum da lisina, metionina e treonina.precursor comum da lisina, metionina e treonina.
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
SÍNTESE DO ASPARTATOSÍNTESE DO ASPARTATO No caso do aminoácido No caso do aminoácido asparaginaasparagina, após a , após a
transaminação o aspartato é de novo aminado transaminação o aspartato é de novo aminado por reacção com a glutamina em presença de por reacção com a glutamina em presença de ATP e da ATP e da asparagina-sintetaseasparagina-sintetase. .
O=C-CH2-C-COO-
O-NH3
+
H
Aspartato
Glutamina Glutamato
ATP ADP
O=C-CH2-C-COO-
NH2 NH3+
H
Asparagina
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
SÍNTESE DA METIONINASÍNTESE DA METIONINA A síntese da lisina, metionina e treonina é catalisada pela A síntese da lisina, metionina e treonina é catalisada pela
aspartocinaseaspartocinase que origina que origina aspartil-aspartil--fosfato-fosfato, sendo cada , sendo cada uma das vias metabólicas controladas uma das vias metabólicas controladas independentemente.independentemente.
No caso da No caso da Escherichia coliEscherichia coli esta apresenta três esta apresenta três isoenzimas da isoenzimas da aspartocinaseaspartocinase..
O=C-CH2-C-COO-
O-NH3
+
H
Aspartato
ATP ADP
O=C-CH2-C-COO-
O NH3+
H
PO32-
Aspartil--fosfato
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
A A aspartato-semialdeído-desidrogenaseaspartato-semialdeído-desidrogenase em em presença de NADPH origina a partir do presença de NADPH origina a partir do aspartil-aspartil--fosfato-fosfato a formação de a formação de -aspartato--aspartato-semialdeídosemialdeído..
O=C-CH2-C-COO-
O NH3+
H
PO32-
Aspartil--fosfato
NADPH NADP+ + Pi
O=C-CH2-C-COO-
H NH3+
H
-aspartato-semialdeído
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
O O -aspartato-semialdeído-aspartato-semialdeído por acção da por acção da homosserina-desidrogenasehomosserina-desidrogenase em presença de em presença de NADPH origina NADPH origina homosserinahomosserina
O=C-CH2-C-COO-
H NH3+
H
-aspartato-semialdeído
NADPH NADP+
NH3+
H
HO-CH2-CH2-C-COO-
Homosserina
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
A A homosserinahomosserina sofre três reacções sucessivas sofre três reacções sucessivas transformando-se em transformando-se em homocisteínahomocisteína que por que por acção da acção da metionina-sintasemetionina-sintase origina origina metioninametionina em em presença de N5-metil-THF.presença de N5-metil-THF.
NH3+
H
HS-CH2-CH2-C-COO-
N5-Metil-THF THF
NH3+
H
H3C-S-CH2-CH2-C-COO-
Homocisteína Metionina
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
A A metionina-sintasemetionina-sintase ( (homocisteína-metil-homocisteína-metil-transferasetransferase) é para além da metilmalonil-) é para além da metilmalonil-CoA-mutase a única enzima, nos CoA-mutase a única enzima, nos mamíferos, associada ao Coenzima Bmamíferos, associada ao Coenzima B1212..
O O ião cobaltoião cobalto forma uma ligação axial com forma uma ligação axial com o grupo metilo formando o grupo metilo formando metil-cobalaminametil-cobalamina, , em vez de 5´-adenosil, como acontece na em vez de 5´-adenosil, como acontece na metil-malonil-CoA-mutase. metil-malonil-CoA-mutase.
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
SÍNTESE DA TREONINASÍNTESE DA TREONINA A partir da homoserina por meio de duas A partir da homoserina por meio de duas
reacções dá-se a sua isomerização com reacções dá-se a sua isomerização com formação de treoninaformação de treonina
NH3+
H
HO-CH2-CH2-C-COO-
Homosserina
NH3+
H
CH3-CH-C-COO-
OH
Treonina
2 etapas
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
SÍNTESE DA LISINASÍNTESE DA LISINA Numa via metabólica inversa da degradação, Numa via metabólica inversa da degradação,
aproveitando todos os sistemas enzimáticos, aproveitando todos os sistemas enzimáticos, com oito etapas, o com oito etapas, o -aspartato-semialdeído-aspartato-semialdeído transforma-se em transforma-se em lisinalisina..
O=C-CH2-C-COO-
H NH3+
H
-aspartato-semialdeído
H3N+-CH2-(CH2)3-C-COO-
NH3+
H
Lisina
8 etapas
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
B- B- FAMÍLIA DO GLUTAMATOFAMÍLIA DO GLUTAMATO O O Glutamato, Glutamato, a a Glutamina, Glutamina, aa Prolina, Prolina, aa Ornitina Ornitina e ae a
ArgininaArginina têm como precursor o têm como precursor o -cetoglutarato-cetoglutarato.. SÍNTESE DO GLUTAMATOSÍNTESE DO GLUTAMATO O Glutamato é obtido a partir do O Glutamato é obtido a partir do -cetoglutarato por -cetoglutarato por
acção da acção da glutamato-desidrogenaseglutamato-desidrogenase
O=C-CH2-CH2C-COO-
O-
H
O
NADPH+H+NADP
O=C-CH2-CH2C-COO-
O-NH3
+
H
Glutamato-cetoglutarato
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
SÍNTESE DA GLUTAMINASÍNTESE DA GLUTAMINA No caso da No caso da GlutaminaGlutamina o Glutamato é o Glutamato é
transformado num intermediário o transformado num intermediário o --glutamilfosfatoglutamilfosfato por meio da por meio da glutamina-sintetaseglutamina-sintetase. .
O=C-CH2-CH2C-COO-
O-NH3
+
H
Glutamato ATP ADP
O=C-CH2-CH2C-COO-
OPO32-
NH3+
H
-Glutamilfosfato
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
A A glutamina-sintetaseglutamina-sintetase é regulada por: é regulada por: 1º-ligação covalente por fosforilação com o grupo 1º-ligação covalente por fosforilação com o grupo
adenilo do ATP por acção da adenilo do ATP por acção da Adenilil-transferase Adenilil-transferase (ATase)(ATase)
Enz- O P-O
O
O- OP
O
O-O P
O
O-
O-O Adenina
OHOH
H
Enz-
O
P-O
O
O- O Adenina
OHOH
+ PPi
H2O
2Pi
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
A acção da A acção da glutamina-sintetaseglutamina-sintetase é ainda é ainda regulada pela regulada pela proteína Pproteína PIIII, que activa a , que activa a glutamina-sintetase, por perda de glutamina-sintetase, por perda de AMPAMP, quando , quando a Pa PIIII é uridilada (ligada a um resíduo de é uridilada (ligada a um resíduo de UMPUMP), ), também num resíduo de tirosina, por acção da também num resíduo de tirosina, por acção da uridilil-transferaseuridilil-transferase..
A A enzima removedora do uridiloenzima removedora do uridilo permite a permite a ruptura da ligação da proteína Pruptura da ligação da proteína P IIII ao UMP. ao UMP.
Esta proteína PEsta proteína PII II quando não está ligada à UMP, quando não está ligada à UMP, inactiva a glutamina-sintetase por ligação desta inactiva a glutamina-sintetase por ligação desta ao AMP.ao AMP.
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
Regulação da Glutamina-sintetaseRegulação da Glutamina-sintetase
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
2º-Inibição em feedback por Regulação 2º-Inibição em feedback por Regulação alostérica em cascataalostérica em cascata
Esta regulação deve-se à estrutura Esta regulação deve-se à estrutura A acção da A acção da ATaseATase é regulada pela é regulada pela
concentração em glutamato, glutamina e concentração em glutamato, glutamina e ATP.ATP.
A A uradilil-transferaseuradilil-transferase é é activadaactivada pelo pelo --cetoglutarato e pelo ATPcetoglutarato e pelo ATP e e inibidainibida pela pela glutamina e fosfatoglutamina e fosfato..
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
O O -glutamilfosfato-glutamilfosfato é posteriormente é posteriormente transformado em transformado em glutaminaglutamina por meio de por meio de amoníaco com perda de fosfato, um meio de amoníaco com perda de fosfato, um meio de diminuir a concentração do amoníaco na célula.diminuir a concentração do amoníaco na célula.
O=C-CH2-CH2C-COO-
OPO32-
NH3+
H
-Glutamilfosfato
NH3-OPO3
2-
O=C-CH2-CH2C-COO-
NH2 NH3+
H
Glutamina
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
SÍNTESE DA PROLINASÍNTESE DA PROLINA
A transformação do glutamato em A transformação do glutamato em prolinaprolina envolve a formação de envolve a formação de -glutamilfosfato -glutamilfosfato que é que é reduzido areduzido a glutamato-5-semialdeído glutamato-5-semialdeído ele próprio ele próprio um produto de degração da arginina e da um produto de degração da arginina e da prolina) em presença de NAD(P)+.prolina) em presença de NAD(P)+.
O=C-CH2-CH2C-COO-
OPO32-
NH3+
H
-Glutamilfosfato
NAD(P)+NAD(P)HPi
O=C-CH2-CH2C-COO-
H NH3+
H
Glutamato-5-semialdeído
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
O O glutamato-5-semialdeídoglutamato-5-semialdeído cicliza cicliza espontâneamente formando uma base de Schiff espontâneamente formando uma base de Schiff interna, a interna, a 11-pirrolina-5-carboxilato-pirrolina-5-carboxilato..
O=C-CH2-CH2C-COO-
H NH3+
H
Glutamato-5-semialdeído
NCOO-
1-pirrolina-5-carboxilato
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
11-pirrolina-5-carboxilato-pirrolina-5-carboxilato é reduzida a prolina é reduzida a prolina por meio da por meio da pirrolina-5-carboxilase-redutase pirrolina-5-carboxilase-redutase que que ainda não se sabe se necessita de NADPH ou ainda não se sabe se necessita de NADPH ou NADH.NADH.
O=C-CH2-CH2C-COO-
H NH3+
H
Glutamato-5-semialdeído
NCOO-
1-pirrolina-5-carboxilato
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
SÍNTESE DA ORNITINASÍNTESE DA ORNITINA A transformação do glutamato em ornitina faz-se A transformação do glutamato em ornitina faz-se
intermediariamente, usando o equilíbrio do intermediariamente, usando o equilíbrio do glutamato-5-semialdeido com o glutamato-5-semialdeido com o 11-pirrolina-5--pirrolina-5-carboxilato. O carboxilato. O glutamato-5-semialdeídoglutamato-5-semialdeído é é transaminado por meio da transaminado por meio da ornitina-ornitina--amino--amino-transferasetransferase a a ornitinaornitina..
O=C-CH2-CH2C-COO-
H NH3+
H
Glutamato-5-semialdeído
Glutamato -cetoglutárico
NH3+
H
H3N+-C-CH2-CH2C-COO-
Ornitina
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
SÍNTESE DA ARGININASÍNTESE DA ARGININA A A argininaarginina é obtida a partir da é obtida a partir da ornitinaornitina por por
intermédio das reacções do intermédio das reacções do Ciclo da UreiaCiclo da Ureia..
NH3+
H
H3N+-C-CH2-CH2C-COO-
Ornitina
Ciclo da Ureia
NH3+
H
N-C-CH2-CH2C-COO-
Arginina
H2N+-C
NH2
H
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
D- D- FAMÍLIA DO PIRUVATOFAMÍLIA DO PIRUVATO A A AlaninaAlanina Valina, LeucinaValina, Leucina e e IsoleucinaIsoleucina são derivadas do são derivadas do
piruvato.piruvato. SÍNTESE DA VALINASÍNTESE DA VALINA A partir do A partir do piruvatopiruvato por acção a por acção a acetolactato-sintaseacetolactato-sintase
ligada ao TPP, forma-se um carbanião intermediário ligada ao TPP, forma-se um carbanião intermediário ((hidroxietil-TPPhidroxietil-TPP) estabilizado por ressonância.) estabilizado por ressonância.
H3C-C-COO-
O
TPP CO2
H3C-C-COO-TPP
OH
Hidroxietil-TPPPiruvato
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
O O hidroxietil-TPPhidroxietil-TPP por acção de uma nova molécula de por acção de uma nova molécula de piruvato origina piruvato origina -acetolactato-acetolactato..
Por meio de três etapas sucessivas o Por meio de três etapas sucessivas o -acetolactato-acetolactato transforma-se em transforma-se em -cetoisovalerato-cetoisovalerato..
H3C-C-COO -
O
H3C-C-COO-TPP
OH
Hidroxietil-TPP
+ H3C-C-C-COO-
O
CH3
OH
+ TPP
Piruvato -cetolactato
H3C-C-C-COO-
O
CH3
OH
-cetolactato
3 etapasH3C-CH-C-COO -
CH3
O
-cetoisovalerato
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
O O -acetolactato -acetolactato por acção dapor acção da glutamato-valina- glutamato-valina-amino-transferaseamino-transferase em presença de glutamato em presença de glutamato forma forma valinavalina..
H3C-CH-C-COO-CH3
O
-cetoisovalerato
Glutamato -cetoglutarato
H3C-CH-C-COO-CH3
NH3+
Valina
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS SÍNTESE DA LEUCINASÍNTESE DA LEUCINA O O -cetoisovalerato-cetoisovalerato transforma-se por intermédio e três etapas transforma-se por intermédio e três etapas
sucessivas em sucessivas em -cetoisocaproato-cetoisocaproato..
O O -cetoisocaproato -cetoisocaproato por acção da por acção da glutamato-leucina-amino-glutamato-leucina-amino-transferasetransferase forma forma leucina. leucina.
H3C-CH-C-COO-CH3
O
-cetoisovalerato
3 etapasH3C-CH-CH2-C-COO-
CH3
O
cetoisocaproato
H3C-CH-CH2-C-COO-CH3
O
cetoisocaproato
Glutamato -cetoglutarato
H3C-CH-CH2-C-COO-CH3
NH3+
Leucina
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
SÍNTESE DA ALANINASÍNTESE DA ALANINA A síntese da A síntese da alaninaalanina faz-se directamente do faz-se directamente do
piruvatopiruvato por intermédio do processo de por intermédio do processo de transaminação.transaminação.
H3C-C-COO-
O
Piruvato
Glutamato -cetoglutarato
H3C-C-COO-
NH3+
Aanina
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
SÍNTESE DA ISOLEUCINASÍNTESE DA ISOLEUCINA A síntese da A síntese da isoleucinaisoleucina faz-se a partir do faz-se a partir do
hidroxietil-TPPhidroxietil-TPP em presença de a-cetobutirato em presença de a-cetobutirato para formar para formar -ceto--ceto--hidroxibutirato-hidroxibutirato..
H3C-C-COO-TPP
OH
Hidroxietil-TPP
CH3-CH2-C-COO-
O
CH3-C-C-COO-
O
CH2
OH
CH3
-ceto--hidroxibutirato
cetobutirato
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
Por meio de três reacções o Por meio de três reacções o -ceto--ceto---hidroxibutiratohidroxibutirato transforma-se em transforma-se em -ceto--ceto---metilvaleratometilvalerato..
CH3-C-C-COO-
O
CH2
OH
CH3
-ceto--hidroxibutirato
CH3-C-C-COO-CH2
H
CH3
O
-ceto--metilvalerato
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
Por intermédio de uma reacção de Por intermédio de uma reacção de aminotransferência em presença de uma aminotransferência em presença de uma amino-amino-transferasetransferase o o -ceto--ceto--metilvalerato-metilvalerato transforma- transforma-se em se em isoleucinaisoleucina. .
H3C-CH-C-COO-CH2
O
H3C-CH-CH-COO-CH2
NH3+
Glutamato -cetoglutarato
CH3 CH3
-ceto--metilvalerato Isoleucina
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
C- C- FAMÍLIA DA SERINAFAMÍLIA DA SERINA A A SerinaSerina, a , a CisteínaCisteína e a e a GlicinaGlicina são derivados do são derivados do
3-fosfoglicerato3-fosfoglicerato.. O 3-fosfoglicerato é oxidado em presença de O 3-fosfoglicerato é oxidado em presença de
NADNAD++ a 3-fosfo-hidroxipiruvato a 3-fosfo-hidroxipiruvato
COO-
H-C-OH
CH2-OPO3-
NAD+ NADH COO-
H-C=O
CH2-OPO3-
3-fosfoglicerato 3-fosfohidroxipiruvato
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
O O 3-fosfohidroxipiruvato3-fosfohidroxipiruvato é transaminado a é transaminado a 3-3-fosfoserinafosfoserina em presença do em presença do glutamatoglutamato..
COO-
H-C=O
CH2-OPO3-
3-fosfohidroxipiruvato
Glutamato -cetoglutarato
COO-
H-C-NH3+
CH2-OPO3-
3-fosfosserina
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
A A fosfosserinafosfosserina é hidrolisada a é hidrolisada a serinaserina com com libertação de fosfato.libertação de fosfato.
COO-
H-C-NH3+
CH2-OPO3-
3-fosfosserina
H2O Pi COO-
H-C-NH3+
CH2-OH
Serina
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
A serina é usada na síntese da glicina por duas A serina é usada na síntese da glicina por duas viasvias
1º Conversão directa da serina em glicina por 1º Conversão directa da serina em glicina por meio da serina-hidroximetil-transferase na meio da serina-hidroximetil-transferase na presença de THF presença de THF
N5,N10-Metileno-THFTHFCOO-
H-C-NH3+
CH2-OH
Serina
COO-
H-C-NH3+
H
Glicina
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
2º Condensação do N2º Condensação do N55,N,N1010-metileno-THF formada no 1º -metileno-THF formada no 1º processo com COprocesso com CO22 e NH e NH44
++ pela pela glicina-sintase em glicina-sintase em
presença de NADH+Hpresença de NADH+H++.. Os dois processos anteriores são as reacções inversa Os dois processos anteriores são as reacções inversa
do catabolismo da serina e glicina para formar piruvato.do catabolismo da serina e glicina para formar piruvato.
NH4 + + CO2
NAD+
N5,N10-Metileno-THF THF
NADH + H+
COO-
H-C-NH3+
H
Glicina
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS E- E- FAMÍLIA DOS FAMÍLIA DOS
AROMÁTICOSAROMÁTICOS A A fenilalaninafenilalanina, , tirosinatirosina e e
triptofanotriptofano derivam do derivam do fosfoenolpiruvatofosfoenolpiruvato e da e da eritrose-4-fosfatoeritrose-4-fosfato..
SÍNTESE DA TIROSINA E SÍNTESE DA TIROSINA E FENILALANINAFENILALANINA
O fosfoenolpiruvato (PEP) O fosfoenolpiruvato (PEP) em presença da eritrose-em presença da eritrose-4-fosfato (via das 4-fosfato (via das pentoses) sofre uma pentoses) sofre uma condensação por acção condensação por acção da da 2-ceto-3-desóxi-D-2-ceto-3-desóxi-D-arabinoheptulosonato-7-arabinoheptulosonato-7-fosfato-sintasefosfato-sintase, formando , formando 2-ceto-3-desóxiarabino-2-ceto-3-desóxiarabino-heptulosonato-7-fosfatoheptulosonato-7-fosfato..
C-COO-
CH2
O-PO32-
+
CO H
H-C-OH
H-C-OH
CH2-O-PO32-
Pi C-COO-
H-C-OH
H-C-OH
CH2-O-PO32-
CH2
C-HHO
PEP
Eritrose-4-fosfato 2-ceto-3-desóxi-arabinoheptulosonato-7-fosfato
O
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
2-ceto-3-desóxiarabinoheptulosonato-7-2-ceto-3-desóxiarabinoheptulosonato-7-fosfatofosfato é sujeito a seis reacções e origina é sujeito a seis reacções e origina corismatocorismato que é o centro da síntese da que é o centro da síntese da fenilalanina, tirosina e triptofano.fenilalanina, tirosina e triptofano.
C-COO-
H-C-OH
H-C-OH
CH2-O-PO32-
CH2
C-HHO
2-ceto-3-desóxi-arabinoheptulosonato-7-fosfato
O
6 reacções
COO-
HHOO-C-COO-
H
CH2
Corismato
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
O O corismatocorismato por acção da por acção da corismato-mutasecorismato-mutase origina origina prefenatoprefenato..
COO-
HHOO-C-COO-
H
CH2
Corismato
2 reacções
HO H
C-COO--OOC CH2-
O
Prefenato
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
O O prefenatoprefenato por meio de duas reacções independentes transforma- por meio de duas reacções independentes transforma-se em se em fenilalaninafenilalanina e e tirosinatirosina. Os mamíferos sintetizam tirosina por . Os mamíferos sintetizam tirosina por hidroxilação da fenilalanina mas muitos microrganismos sintetizam-hidroxilação da fenilalanina mas muitos microrganismos sintetizam-na a partir do prefenato.na a partir do prefenato.
HO H
C-COO--OOC CH2-
O
Prefenato
CH2-CH-COO-NH3
+
CH2-CH-COO-NH3
+
OH
2 reacções
2 reacções
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
SÍNTESE DO TRIPTOFANOSÍNTESE DO TRIPTOFANO O O corismatocorismato por meio da por meio da antranilato-sintaseantranilato-sintase na na
presença de glutamina forma presença de glutamina forma antranilatoantranilato e e piruvato e glutamato .piruvato e glutamato .
COO-
HHOO-C-COO-
H
CH2
Corismato
Glutamina
Piruvato +Glutamato COO-
NH2
Antranilato
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
O O antranilatoantranilato por meio de 3 reacções forma por meio de 3 reacções forma indol-indol-3-glicerolfosfato3-glicerolfosfato..
COO-
NH2
Antranilato
3 reacções
N
CH-CH-CH2-OPO32-
HIndol-3-glicerolfosfato
OH
OH
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
O O indol-3-glicerolfosfatoindol-3-glicerolfosfato forma indol que é forma indol que é canalizado entre dois centros activos na enzima canalizado entre dois centros activos na enzima triptofano-sintasetriptofano-sintase. .
1ºA subunidade 1ºA subunidade (29kD) cliva o indol-3- (29kD) cliva o indol-3-glicerolfosfato em indol e gliceraldeído-3-fosfatoglicerolfosfato em indol e gliceraldeído-3-fosfato
N
H
Gliceraldeído-3-fosfato
N
CH-CH-CH2-OPO32-
HIndol-3-glicerolfosfato
OH
OH
Indol
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
2º A subunidade 2º A subunidade une o indol à serina numa reacção une o indol à serina numa reacção dependente do PLP para formar triptofano.dependente do PLP para formar triptofano.
Os centros activos da triptofano-sintase da Os centros activos da triptofano-sintase da Salmonella Salmonella typhimuriumtyphimurium estão unidos por um túnel que permite a estão unidos por um túnel que permite a passagem do indol de uma sub-unidade para outra. Este passagem do indol de uma sub-unidade para outra. Este processo chama-se processo chama-se canalizaçãocanalização..
Serina H2O
N
HIndol
N
CH2-CH-COO-
H
NH3+
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F- FAMÍLIA DA HISTIDINAF- FAMÍLIA DA HISTIDINA Nesta família apenas existe a Nesta família apenas existe a histidinahistidina que que
deriva da ribose-5-fosfatoderiva da ribose-5-fosfato SÍNTESE DA HISTIDINASÍNTESE DA HISTIDINA Cinco dos seis átomos de carbono da histidina Cinco dos seis átomos de carbono da histidina
derivam do derivam do 5-fosforribosil-a-pirofosfato (PRPP5-fosforribosil-a-pirofosfato (PRPP), ), que é um fosfoglicido intermediário envolvido na que é um fosfoglicido intermediário envolvido na biossíntese da purina e pirimidina.biossíntese da purina e pirimidina.
O sexto átomo é originado de uma molécula de O sexto átomo é originado de uma molécula de ATP.ATP.
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O 5-Fosforribosil-O 5-Fosforribosil--pirofosfato sofre uma -pirofosfato sofre uma substituição nucleofílica pelo ATP com perda de substituição nucleofílica pelo ATP com perda de pirofosfato e formação do pirofosfato e formação do NN11-5´-fosforribosil ATP -5´-fosforribosil ATP por meio da enzimapor meio da enzima ATP-fosforribosil-transferase ATP-fosforribosil-transferase..
NN
NN
H2N
Ribose-P-P-P
C
C C
C
O
H
H
OH
H
OH
H
O-P-P
-2O3P-O-CH2
PPi
C
C C
C
O
H
H
OH
H
OH
O-P-P
-2O3P-O-CH2N
N
NN
HN
Ribose-P
5-fosforribosil-a-pirofosfato (PRPP)
N1-5´-fosforribosil ATP
BIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOSBIOSÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
O O NN11-5´-fosforribosil ATP-5´-fosforribosil ATP sofre um conjunto de 3 sofre um conjunto de 3 reacções criando reacções criando NN11-5´-fosforribulosilformimino--5´-fosforribulosilformimino-5-aminoimidazol-4-carboxamida-ribonucleótido5-aminoimidazol-4-carboxamida-ribonucleótido..
C
C C
C
O
H
H
OH
H
OH
O-P-P
-2O3P-O-CH2N
N
NN
HN
Ribose-P
N1-5´-fosforribosil ATP
3 reacçõesHN
N
NN
H2N
Ribose-P
C
CH2
C=O
CH OH
C
CH2OPO32-
H OH
O
N1-5´-fosforribulosilformimino-
5-aminoimidazol-4-carboxamida-
ribonucleótido
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Esta reacção envolvendo o ATP é citada como Esta reacção envolvendo o ATP é citada como uma evidência de que a vida foi originalmente uma evidência de que a vida foi originalmente fundada a partir do RNA, pois a histidina é um fundada a partir do RNA, pois a histidina é um aminoácido constituinte de centros activos, onde aminoácido constituinte de centros activos, onde agem como nucleófilos ou catalisadores ácido-agem como nucleófilos ou catalisadores ácido-base em geral.base em geral.
Descobriu-se que nestas circuntâncias o RNA Descobriu-se que nestas circuntâncias o RNA tem propriedades catalíticas e que a via tem propriedades catalíticas e que a via metabólica de síntese da histidina é um fóssil de metabólica de síntese da histidina é um fóssil de transição para formas de vida mais eficientes transição para formas de vida mais eficientes baseadas nas proteínas.baseadas nas proteínas.
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NN11-5´-fosforribulosilformimino-5-aminoimidazol-4--5´-fosforribulosilformimino-5-aminoimidazol-4-carboxamida-ribonucleótido carboxamida-ribonucleótido sofre a acção da sofre a acção da glutamina-glutamina-amido-transferaseamido-transferase criando criando imidazol-glicerol-fosfato imidazol-glicerol-fosfato e e 5-5-aminoimidazol-4-aminoimidazol-4-
carboxamida-ribonucleótidocarboxamida-ribonucleótido..
CH OH
C
CH2OPO32-
H OH
NN Ribose-P
C NH2ONH2
HNN
NN
H2N
Ribose-P
C
CH2
C=O
CH OH
C
CH2OPO32-
H OH
O
N1-5´-fosforribulosilformimino-
5-aminoimidazol-4-carboxamida-
ribonucleótido
Glutamina Glutamato
+
N
N
H
5-aminoimidazol-4-carboxamida-ribonucleótido Imidazol-glicerol-fosfato
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O O imidazol-glicerol-fosfatoimidazol-glicerol-fosfato por intermédio de por intermédio de quatro reacções origina a quatro reacções origina a histidinahistidina..
CH OH
C
CH2OPO32-
H OH
N
N
H4 reacções
CH2
HC
COO-NH3+
N
N
H
Imidazol-glicerol-fosfato Histidina
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BibliografiaBibliografia Donald Voet, Judith G. Voet and Charlotte Donald Voet, Judith G. Voet and Charlotte
W. Pratt; fundamentos de Bioquímica, W. Pratt; fundamentos de Bioquímica, ArTmed, 2002ArTmed, 2002
Stryer e col., Biochemistry, Freeman, 2005Stryer e col., Biochemistry, Freeman, 2005
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