Metabolismo de Aminoácidos Os aminoácidos podem sofrer degradação oxidativa em 3 circunstâncias metabólicas: Durante a renovação das proteínas celulares, alguns aminoácidos sofrem degradação oxidativa, caso não sejam necessários para a síntese de novas proteínas; Aminoácidos ingeridos em excesso, além das necessidades corporais de biossíntese de proteínas, o excedente é catabolizado, já que os aminoácidos livres não podem ser metabolizados; 3. Durante o jejum severo ou diabetes melito, quando os carboidratos não são utilizados adequadamente, as proteínas corporais serão hidrolisadas e seus aminoácidos empregados como combustível.

20 tipos diferentes OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS COO- amônia +H3N C H COO- -cetoácidos NH4 + R aminoácidos 20 tipos diferentes CO2 + H2O Corpos cetônicos O C NH2 H2N Uréia glicose

Aminoácidos: metabolismo do nitrogênio Uma parte da amônia livre é excretada na urina, mas a maior parte é usada na síntese de uréia. Esta é a principal rota de eliminação de nitrogênio pelo nosso organismo. O esqueleto carbonado que sobra é convertido em intermédiários das vias de produção de energia e pode ser metabolizado a CO2 e H2O, glicose, ácidos graxos, corpos cetônicos.

Este processo é catalisado por aminotransferases. REMOÇÃO DO GRUPO AMINO O grupo amino dos aminoácidos é removido pela passagem deste para o -cetoglutarato, formando glutamato. Este processo é catalisado por aminotransferases. O glutamato atua como reservatório temporário de grupamentos amino, provenientes de diferentes aminoácidos.

Existem inúmeras aminotranferases, específicas para cada aminoácido. AMINOTRANSFERASES (vários tecidos) Existem inúmeras aminotranferases, específicas para cada aminoácido. -cetoácido1 + aminoácido1 aminoácido2 + -cetoácido2 -cetoglutarato + aminoácido1  glutamato + -cetoácido2 Aminotranferases importantes: por serem enzimas intracelulares, a presença de níveis elevados de aminotranferases no plasma indica lesão celular (diagnóstico de doenças hepáticas, infarto do miocárdio e distúrbios musculares) -cetoglutarato + aspartato  glutamato + oxaloacetato AST: aspartato aminotransferase -cetoglutarato + alanina  glutamato + piruvato ALT: alanina aminotransferase

O glutamato pode ser consumido em duas reações importantes 1) Conversão do glutamato em aspartato: glutamato + oxaloacetato  -cetoglutarato + aspartato AST: aspartato aminotransferase 2) Desaminação oxidativa Libera Amônia (NH4+)

Desaminação oxidativa Reação catalisada pela glutamato desidrogenase Enzima mitocondrial Libera amônia livre no fígado Amônia é altamente tóxica e não deve ser liberada na circulação É convertida em uréia no fígado

OXIDAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS glicose Corpos cetônicos COO- C H R +H3N aminoácidos O -cetoácidos CO2 + H2O NH4 + amônia NH2 H2N Uréia ATP Ocorre em vários tecidos Fígado, músculos, rins, cérebro, tecido adiposo,intestino, etc Ocorre exclusivamente no fígado

FORMAS DE TRANSPORTE NÃO-TÓXICAS DE AMÔNIA DOS TECIDOS PARA O FÍGADO Como a amônia é tóxica e sua conversão em uréia ocorre no fígado, ela deve ser incorporada a compostos não-tóxicos e que atravessam a membrana com facilidade: Glutamina Na maioria dos tecidos extra-hepáticos Alanina Nos músculos

Alanina e glutamina são formas de transporte de amônia dos tecidos para o fígado URÉIA

pela glutamina sintetase em vários tecidos, incluindo o cérebro. Forma de transporte não tóxica de amônia na corrente sanguínea 1. GLUTAMINA Síntese de glutamina pela glutamina sintetase em vários tecidos, incluindo o cérebro. Glutaminase no fígado e rins converte glutamina em glutamato + amônia.

-cetoglutarato + alanina  glutamato + piruvato (ALT) Forma de transporte não tóxica de amônia na corrente sanguínea 2. ALANINA -cetoglutarato + alanina  glutamato + piruvato (ALT) Ciclo glicose-alanina Na contração muscular vigorosa é ativada a liberação de piruvato e lactato, da glicólise e amônia dos aminoácidos. A amônia e o piruvato formam alanina que no fígado é reconvertido em glicose

Intoxicação severa leva a encefalopatia hepática: A AMÔNIA É TÓXICA AOS ANIMAIS Intoxicação severa leva a encefalopatia hepática: estado comatoso Mecanismos? Depleção do ATP celular NH4+ ativa a glutamina sintetase Colabora para a redução no nível celular de ATP  NH4+ ativa a glutamato desidrogenase Remoção de -cetoglutarato e NADH compromete o ciclo dos ácidos cítricos e a geração de ATP

Mecanismos? A AMÔNIA É TÓXICA AOS ANIMAIS Intoxicação severa leva a encefalopatia hepática: estado comatoso Mecanismos? 2. Interferência na síntese de neurotransmissores NH4+ ativa a glutamina sintetase e inibe a glutaminase Reduz o nível de glutamato que atua como um potente neurotransmissor excitatório mediando um grande número de funções cognitivas. Consequência: letargia e falta de direção GABA (-aminobutirato), sintetizado a partir de glutamato um importante neurotransmissor inibitório

Síntese da uréia O C Aspartato NH4+ H2N NH2 HCO3- CO2 No fígado

junto com o bicarbonato Carbamoil fosfato sintetase (mit) A AMÔNIA produzida é imediatamente usada junto com o bicarbonato (CO2 do ciclo dos ácidos cítricos) para formar carbamoilfosfato Carbamoil fosfato sintetase (mit) Enzima reguladora

Síntese da uréia 1) Ornitina transcarbamoilase 2) Argininasuccinato sintetase 3) Argininasuccinato liase 4) Arginase

LIGAÇÃO ENTRE O CICLO DA URÉIA E O CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO

DESTINO DOS ESQUELETOS DE CARBONO