metabolismo de aminoacidos ufla 2015

METABOLISMO DE AMINOCIDOS

Bioqumica - DQI

Profa Dra Luciana Lopes Silva Pereira

08/12/2015

Metabolismo O metabolismo a soma de todas as transformaes qumicas que ocorrem nos

organismos vivos. So milhares de reaes bioqumicas catalisadas por enzimas.

Catabolismo. So os processos de

degradao das molculas orgnicas

nutrientes e dos constituintes celulares

que so convertidos em produtos mais

simples com a liberao de energia. As

vias catablicas so processos

exergnicos e oxidativos.

Anabolismo. So os processos

biossintticos, a partir de

molculas precursoras simples. As

vias anablicas geralmente so

processos endergnicos e redutivos

que necessitam de fornecimento de

energia.

As funes bsicas do metabolismo celular so:

obteno e utilizao de energia

sntese de molculas estruturais e funcionais,

crescimento e desenvolvimento celular

remoo de produtos de excreo.

Metabolismo

Catabolismo de Aminocidos

NH3+ H C

COOH

R

Aminocido

Catabolismo dos Aminocidos SEQUNCIA DA AULA

Introduo: Estrutura geral dos aminocidos

Aminocidos:

Fontes

Destinos

Sntese

Catabolismo

Reaes gerais Grupo amino (Transaminao / Desaminao)

Grupo carboxila

Grupos funcionais nas biomolculas Protenas: mais versteis

So polmeros de aminocidos

Grupos Gerais das Protenas

PROTENAS

Estruturais Motoras

Hormonais

Enzimas

Transporte Anticorpos

Nucleoprotenas

Receptores

de Membrana

Aminocidos

Livres

Protenas

endgenas

Protenas

da dieta

Fontes dos aminocidos (formas de obteno)

At 100 aminocidos (10 kDa) peptdeo

Mais de 100 aminocidos protena

aminocido (monmero)

Protena (polmero)

NH3+ H C

COOH

R

Degradao de Protenas

Digesto das protenas alimentares

Anabolismo Catabolismo

Aminocidos

Livres

Protenas

endgenas

Protenas

da dieta

Metabolismo celular

Destinos dos aminocidos no organismo

Sntese de protenas e peptdeos (anabolismo)

Ser oxidado (catabolismo):

Cadeia carbnica Gerar energia qumica para a clula

Grupo NH3+ Ser eliminado (excreta - uria)

Sntese de aminocidos

Sntese de compostos nitrogenados no-proticos: 1. Bases Nitrogenadas dos nucleotdeos (c. nuclicos e coenzimas: ATP, GTP, FADH, NADH )

2. Lipdios (fosfolipdios e glicolipdios)

3. Polissacardeos (glicosaminoglicanas)

4. Grupo Heme e estruturas similares na mioglobina, hemoglobina, citocromos, enzimas...

5. Aminas e seus derivados (epinefrina, histamina, carnitina, creatina, porfirina, tiroxina)

NH3+ H C

COOH

R

Quantidade de N que entra versus Quantidade de N eliminado do organismo

Balano nitrogenado

Indivduo em equilbrio

N entra N sai em equilbrio

Sntese de Aminocidos

Aminocidos essenciais e no essenciais*

*para espcie humana

Sntese de Aminocidos

FENILCETONRIA (PKU) Erro inato do metabolismo de aminocidos

Caracterizada pela deficincia da uma enzima heptica fenilalanina hidroxilase (PAH).

Incidncia Mundial - 1:10.000 a 1:20.000 Em Minas Gerais - 1:21.800

Reao catalisada pela fenilalanina hidroxilase

Classificao:

Transitria: prematuridade, erro alimentar, desnutrio intratero, nveis de phe no

sangue normais at 6 meses de idade. Permanente: atividade enzimtica superior a 5%, maior tolerncia ao aminocido

Alta aos 6 anos. Fenilcetonria: leve e clssica; Deficincia de BH4.

Fonte: Ncleo de Aes e Pesquisa em Apoio Diagnstico da Faculdade de Medicina da UFMG Belo Horizonte (MG). Fenilcetonria Tratamento e Acompanhamento Nutricional. Material elaborado pelas nutricionistas: Michelle Rosa de Andrade Alves, Rosngelis Del Lama Soares e Viviane de Cssia Kanufre .

Triagem neonatal (Teste do Pezinho )

Suspeita diagnstica

Nveis sricos de phe 240 mol/L

Fonte: Ncleo de Aes e Pesquisa em Apoio Diagnstico da Faculdade de Medicina da UFMG Belo Horizonte (MG). Fenilcetonria Tratamento e Acompanhamento Nutricional. Material elaborado pelas nutricionistas: Michelle Rosa de Andrade Alves, Rosngelis Del Lama Soares e Viviane de Cssia Kanufre .

TRATAMENTO: DIETTICO

Idade: Ideal at os 21 dias Nveis sanguneos: > 600 mol/L

Mantm nveis sanguneos de phe adequados evita leses ao Sistema Nervoso Central phe em excesso e seus catablitos, produzem efeito txico nas funes somticas e do SNC,

levando perda de capacidade intelectual.

Restrio severa de fenilalanina (phe) protenas naturais;

As protenas alimentares so muito ricas em phe utilizao de um substituto protico. Frmula especial: substituto protico (mistura de aminocidos): Produto importado; Alto custo; Uso contnuo; suplementado com tirosina, selnio, vitaminas e minerais.

Fenilcetonria Teste no 5 dia de vida Criana deve estar alimentada por 48 horas; Permite o incio do tratamento precoce. A criana afetada normal ao nascer. (o

fgado materno protege o feto)

Quando detectada e tratada precocemente

evita o retardo mental.

Manifestao clnicas

Ocorrem dos 3 aos 6 meses de vida Vmitos; Eczema - Odor caracterstico; Microcefalia - Convulses; Hipertonia -Hiperatividade; Retardo do desenvolvimento ; Retardo do crescimento.

Alimentos com alto teor de Fenilalanina

Carne (todos os tipos), leite e derivados, ovo, embutidos, farinhas de trigo, gros, soja e aspartame.

Alimentos com mdio teor de

Fenilalanina

Legumes, vegetais e frutas.

Alimentos com baixo teor de Fenilalanina

Frutas: acerola, limo jabuticaba

Farinhas: polvilho, mandioca

Doces: acar,gelia de frutas, mel, sag, cremogema

Outros: refrigerantes, picol, balas, pirulito

Curso de nutrio:

Somente curso de nutrio

Teor de phe em 100 g de alimento

Somente curso de nutrio


O conjunto dos aminocidos das protenas degradadas no igual ao

conjunto dos aminocidos necessrios para a sntese de protenas.

Sendo assim, os aminocidos excedentes e aqueles que esto sendo utilizados como combustvel requerem:

1.Remoo do grupo NH3 que pode resultar na sntese de intermedirios txicos para a clula;

2. E as 20 cadeias carbnicas resultantes so convertidas a compostos comuns do metabolismo de carboidratos e lipdios.

1. Remoo do -amino grupo

2. Oxidao da cadeia carbnica


Reaes envolvendo o grupo amino

(remoo)

O processo consiste de 02 passos:

1. Reao de Transaminao

2. Desaminao ou Deaminao

NH3+

NH3+

Caractersticas:

* Sntese e degradao dos aminocidos

* H transaminases para atuarem na maioria dos aminocidos (exceto Lys, Thr e Pro )

* Coenzima: piridoxal fosfato

1. Transaminao

Aminotranferases ou transaminases

(mitocontria e citossol de vrios tecidos )

movem o grupo NH3+:

-cetoglutarato Glutamato

oxaloacetato Aspartato

Piruvato Alanina

NH3+

Vit. B6

Transaminase

Transaminase

Reservatrio temporrio

O nome da enzima varia de acordo com

o aminocido que seu doador de grupo

amino:

1.ALT (alanina aminotransferase ou

alanina transaminase)

2.AST (aspartarto aminotransferase ou

aspartato transaminase)

Caractersticas:

*Biossntese e degradao dos aminocidos

*Reao reversvel de eliminao do NH3+ dos

aminocidos fornece amnia.

* Reao:

Glutamato desidrogenase: mitocondrial, encontrada principalmente no

Amnia

* No se conhece outras desidrogenases anlogas para qualquer outro aminocido que no seja o Glutamato.

NH3+

on Amnio NH4+

H+

2. Desaminao ou Deaminao

Resumo

1 Reservatrio

temporrio

2 Reservatrio

temporrio

on amnio

Bicarbonato

(HCO3-)

PAPEL CENTRAL DO GLUTAMATO NO CATABOLISMO DE AMINOCIDOS

txico para os tecidos, especialmente

para o Sistema Nervoso Central

A converso da maior parte do NH4+ em uria fundamental

para manter [NH4+ ] no sangue e nos tecidos.

Sintomas da intoxicao por amnia (o):

Tremor rtmico caracterstico

Vocalizao confusa

Viso turva

Coma

Morte

Animais X Vegetais

Outra grande diferena entre plantas e animais na manipulao do nitrognio consiste na capacidade

das plantas de reciclar o amonaco ou o amnio. Os animais so incapazes de reciclar estes

produtos de degradao do metabolismo do nitrognio e, em consequncia, os compostos

nitrogenados so constantemente excretados na urina, fezes e suor. Embora ocorra alguma perda de

nitrognio nas folhas que caem das plantas, apenas pequenas quantidades dele so excretadas.

X

Devido a toxidez da amnia, esta deve ser incorporada em

compostos no-txicos e permeveis as membranas, os

quais iro para o convertendo-a em URIA.

Principais formas de transporte: Glutamina e Alanina

Glutamato + NH4+ ATP Glutamina + ADP + Pi + H+

Local de produo

Transporte do on amnio para o fgado

Uria a principal produto de excreo do

metabolismo nitrogenado de mamferos

terrestres.

Amnia Uria cido rico

Formao de Uria Ciclo da uria

Ciclo responsvel pela detoxicao da

amnia

Local:

(rim e crebro)

Produto final :

URIA

CICLO DA URIA

composto apolar

no txico

difusvel atravs das

membranas

alta taxa de depurao

renal

Quantidades catalticas de arginina, citrulina e ornitina, propiciavam a formao de uma

quantidade aprecivel de uria. Foi proposto ento um ciclo de reaes, que tinha por

finalidade promover a detoxicao da amnia: o Ciclo da Uria, Ciclo da ornitina-ureia ou

Ciclo de Krebs-Henseleit.

Tal ciclo opera em animais e em vegetais. Entretanto em plantas, devido presena da

urease, a sntese da uria no teria propsito e a funo do ciclo propiciar a sntese de

arginina.

CICLO DA URIA

Veg

eta

l

An

imal

Removido o grupo NH3+, resta sua cadeia carbnica, na forma de -cetocido.

As 20 cadeias carbnicas so oxidadas por vias prprias que convergem

para a produo de alguns compostos:

PIRUVATO ACETIL-CoA intermedirios do CK

A partir deste ponto, o metabolismo da cadeia carbnica dos aminocidos se

confunde com o das cadeias carbnicas de carboidratos ou de cidos graxos.

oxaloacetato, -cetoglutarato, succinil-CoA e fumarato

Reaes envolvendo a

cadeia carbnica

O destino final dos -cetocidos poder ser dependendo do

tecido e do estado fisiolgico :

1. Oxidao pelo ciclo de Krebs produo de ATP

2. Gliconeognese produo de Glicose

3. Converso a TAG armazenamento

Asparagina Aspartato

Aspartato Fenilalanina Tirosina

Isoleucina Metionina Treonina Valina

Arginina Glutamato Glutamina Histidina Prolina

Alanina Cistena Glicina Serina Treonina Triptofano Acetoacetil-CoA

(acetoacetato)

Isoleucina Leucina Triptofano

Leucina Lisina Fenilalanina Triptofano Tirosina

Aminocidos Glicognicos Aminocidos Cetognicos

Destino da cadeia carbnica dos aminocidos

Aminocidos em vegetais Os aminocidos so sintetizados nos vegetais em complexas vias metablicas

controladas por enzimas, substratos e pelos prprios aminocidos que so os

produtos finais. Alm dos vinte aminocidos que so comumente produzidos

e incorporados nas protenas, mais de trezentos tipos adicionais foram

identificados nos vegetais.

Arroz e feijo so, de fato, uma dupla inseparvel

devido riqueza de nutrientes. Aminocidos que um

no tem o outro possui, por exemplo. Esses alimentos

se complementam. Segundo a Embrapa, um prato de

arroz com feijo garante a absoro de mais de 80%

da sua protena.

Metionina

Lisina

Sntese dos aminocidos em vegetais

Os aminocidos formam-se a partir de ons, amnio e cetocidos. Os cetocidos so

geralmente produtos da fragmentao dos acares. A figura abaixo mostra a reao

global pela qual um cetocido se combina ao amnio para formar um aminocido. O

principal aminocido formado desta maneira o cido glutmico. O cido glutmico o

principal transportador de nitrognio na planta.

Alm dos aminocidos produzidos pela aminao de

um cetocido, outros so formados por transaminao.

A transaminao a transferncia do grupamento amino

(-NH2) de um aminocido para um cetocido, formando

outro aminocido. As plantas, quer por aminao ou

transaminao so capazes de sintetizar todos os

aminocidos necessrios a partir do nitrognio

inorgnico. Os animais so capazes de sintetizar apenas

cerca de 11 dos 20 aminocidos necessrios, devendo

adquirir os outros por meio da alimentao.

Reao global do metabolismo do N: transaminao, desaminao e ciclo da ureia.

As plantas, quer por aminao ou transaminao so capazes de sintetizar todos os

aminocidos necessrios a partir do nitrognio inorgnico. Os animais so capazes de

sintetizar apenas 11 dos 20 aminocidos necessrios, devendo adquirir os outros por meio

da alimentao. Por conseguinte, o mundo animal depende totalmente do reino vegetal

para suas protenas, bem como para seus carboidratos.

Aminocidos em vegetais

Reaes de Descarboxilao

Formao de aminas bioativas:

L-histidina histamina (estimula secreo gstrica)

Triptofano serotonina (neurotransmisor)

cido glutmico cido gama aminobutrico (GABA)

Cofator: piridoxal fosfato

(neurotransmisor)

Outras reaes

envolvendo o grupo

carboxila

Histamina

Histidina (His, H)

His descarboxilase - Descarboxilao

Triptofano Trp descarboxilase

(neurotransmissor) -Hidroxilao

- Descarboxilao

Serotonina

cido glutmico

cido -amino butrico

GABA) Neurotransmissor inibitrio da transmisso pr-sinptica no SNC

Glu descarboxilase

- Descarboxilao

Formao de unidades C1

Em algumas reaes celulares envolvendo aminocidos

formam-se grupos com 1 tomo de carbono.

Outras reaes

Reaes de metilao

Principal doador de unidades de 1 carbono

Metionina + ATP S-adenosilmetionina + Pi + PPi

Receptores de unidades C1

Converter norepinefrina em epinefrina, creatinina, etc.

S-adenosilmetionina S-adenosil homocistena Homocistena

Metionina ativada

Utilizao do nitrognio protico (amnia)

Sntese de creatina a partir dos aminocidos Gly, Arg e Met :

Sntese de outros aminocidos: glutamato (Glu) a partir do -

cetoglutarato

Sntese de glicosamina e purinas

Sntese da citrulina e das pirimidinas a partir Carbamoil fosfato

Arg + Gly Gliocociamina + S-adenosilMet Creatina

(ciclo da uria)

Base nitrogenada: Citosina, Timina e Uracila

Base nitrogenada: Adenina e Guanina

Protenas da

dieta Aminocidos Protenas do

organismo

Componentes

especiais

Cetocidos

Amnia

Uria

Excreo

(urina)

Piruvato ou intermedirios

de Ciclo de Krebs Acetil-CoA

Corpos

cetnicos

CO2 e H2O

Glicose CO2 e H2O

Glicognio

Neurotransmissores

Catecolaminas

Componentes de membrana

HEME

Bases nucleotdicas

Viso Geral do Catabolismo dos Aminocidos

on Amnio

Lipdeos

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metabolismo de aminoacidos ufla 2015

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