Metabolismo de Aminoácidos Ciclo do Ureia Rota metabólica responsável pela transformação da amônia em UREIA, livrando dessa forma o organismo dos efeitos tóxicos da amônia.

Metabolismo de Aminoácidos Ciclo da Ureia O catabolismo proteico começa com a hidrólise das ligações peptídicas – proteólise – liberando os resíduos de aminoácidos unidos em pequenas cadeias – peptídeos. Para as proteínas ingeridas, a proteólise ocorre no trato gastrointestinal. Quando não necessários como fonte de energia, a degradação geralmente prossegue apenas para eliminar os aminoácidos em excesso - como em caso de dieta rica em proteínas, que podem ter efeitos tóxicos pela incapacidade dos animais de armazenar aminoácidos livres. Degradação – Quando os carboidratos são inacessíveis ou não são utilizados corretamente.

Metabolismo de Aminoácidos Ciclo da Ureia Nos indivíduos normais a síntese de ureia é mínima quando há equilíbrio energético, mas a dieta não tem proteínas. Nestas condições, as perdas de azoto são designadas de perdas obrigatórias de aminoácidos. A síntese de ureia é maior quando a dieta contém proteínas. As moléculas dos aminoácidos da dieta que não são utilizados para repor os aminoácidos libertados na hidrólise das proteínas endógenas que sofreram catabolismo são obrigatoriamente degradados formando-se amônia que é convertido em ureia.

Amônia NH3 Altamente tóxica Altamente solúvel

A maioria dos aminoácidos usados pelo organismo para a síntese de proteínas, ou como precursores para outros aminoácidos, são obtidos da dieta ou da renovação das proteínas endógenas.

Metabolismo de aminoácidos

Degradação dos aminoácidos Remoção do grupo amino e oxidação da cadeia carbônica. Grupo amino ureia Cadeias carbônicas piruvato, acetil-CoA e intermediários do ciclo de Krebs. Grupo amino da maioria dos aminoácidos é transferido α-cetoglutarato glutamato; Cadeia carbônica α-cetoácido. Essas reações são catalisadas por aminotransferases, que são encontradas no citosol e mitocôndria. O α-cetoglutarato é um aceptor do grupo NH3. O glutamato é portanto, um produto comum em transaminação, constituindo assim um reservatório temporário de grupos amino, provenientes de diferentes aminoácidos.

Reação de Transaminação Caracterizada pela transferência de um grupo amina de um aminoácido para um ácido α-cetônico, para formar um novo aminoácido e um novo ácido α-cetônico, efetuado pelas transaminases.

Reação de Desaminação Aminoácido libera seu grupo amina na forma de amônia e se transforma em um cetoácido correspondente. Desaminases ou desidrogenases (NADP). Ocorre na mitocôndria hepática.

Ureia Origem: CO2 da respiração Origem: desaminação do glutamato Origem: transaminação do aspartato

Ciclo da Ureia Aminoácidos glicogênicos : gliconeogênese cetogênicos : corpos cetônicos glico-cetogênicos: rota metabólica leva à formação de glicose e de corpos cetônicos

Ciclo da Ureia Reação I Formação do Carbamoil fosfato Gasto de 2 ATPs Ocorre na mitocondria

Ciclo da Ureia Reação II Ornitina e citrulina (aa não utilizado na síntese proteica) Formação de Citrulina Saída de Pi

Ciclo da Ureia Reação III Aspartato (originado na transaminação) Ligação da Citrulina com aspartato, no citosol Formação do argininosuccinato

Ciclo da Ureia Reação IV Formação de fumarato e arginina

Ciclo da Ureia Reação V Formação da Uréia

Metabolismo de aminoácidos

Metabolismo de aminoácidos no fígado Síntese de proteínas hepáticas e plasmáticas Transporte a tecidos periféricos Piruvato Intermediários do ciclo de Krebs Síntese de porfirinas Glicose Acetil-CoA Ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa ADP Síntese de ácidos graxos ATP CO2 + O2

O ciclo da ureia consiste em cinco reações : - duas dentro da mitocôndria três no citosol. O ciclo utiliza: dois grupos amino – um do NH4+ e um do aspartato, e um carbono do HCO3- para formar a ureia. Essas reações utilizam a energia de quatro ligações de fosfato: 3 de ATP 2 ADP e 1 AMP A molécula de ornitina é a carregadora desses átomos de “C” e “N”

Reações do ciclo PASSO REAGENTE PRODUTO CATALISADO POR LOCALIZAÇÃO 1 2 ATP +HCO3- +NH4+ carbamoil fosfato + 2 ADP + Pi CPS1 mitocôndria 2 carbamoil fosfato + ornitina citrulina + Pi Ornitina transcarbamoilase (OTC) 3 citrulina + aspartato + ATP arginosuccinato + AMP + |PPi Argininosuccinato sintetase (ASS) citosol 4 arginosuccinato Arginina + fumarato Arginosuccinato liase (ASL) 5 Arginina + H2O ornitina + ureia Arginase 1 (ARG1)

Há cinco enzimas envolvidas no ciclo da ureia: Carbamil-fosfato sintetase (CPS) Ornitina-transcarbamilase (OTC) Arginino-succinato sintetase (AS) Arginino-succinato liase (AL) Arginase. Distúrbios do ciclo da ureia resultam na hiperamonemia. Os níveis elevados de amônia plasmática são altamente neurotóxicos. Deficiência de: AS têm níveis muito elevados de citrulina plasmática. - AL têm níveis moderadamente elevados de citrulina e um aumento de ácido arginino-succínico plasmático. - CPS e OTC possuem níveis baixos de citrulina plasmática. - OTC ocorre um aumento do ácido orótico urinário.

O ciclo da ureia produz, em uma das suas reações intermediárias, o O ciclo da ureia produz, em uma das suas reações intermediárias, o fumarato, que será liberado no citosol, e poderá assim ser utilizado no ciclo de Krebs.

Transaminação a aspartato Fumarato Malato Oxaloacetato Transaminação a aspartato Piruvato Neoglicogênese Acetil-CoA Citrato

Intermediários do Ciclo de Krebs carboidratos ou de ácidos graxos. Embora existam vias próprias para a oxidação da cadeia carbônica de cada aminoácido, estas diferentes vias de degradação convergem para a produção de apenas alguns compostos: Piruvato Intermediários do Ciclo de Krebs Acetil-CoA A partir deste ponto, o metabolismo da cadeia carbônica dos “aa” confunde-se com o das cadeias carbônicas de carboidratos ou de ácidos graxos. A oxidação pelo ciclo de Krebs ou utilização por outras vias dependerá do tecido e do estado fisiológico do organismo.

- Defeitos genéticos em qualquer enzima envolvida na formação da - Defeitos genéticos em qualquer enzima envolvida na formação da ureia tem uma capacidade diminuída de converter amônia em ureia. Elas não podem tolerar uma alimentação rica em proteínas, pois senão os aminoácidos em excesso serão desaminados no fígado, produzindo amônia livre no sangue. A amônia é muito tóxica, provoca desordens mentais, desenvolvimento retardado, coma e morte.

QUESTÕES 1. O ciclo da ureia tem correlação com o ciclo de Krebs. Em quais produtos isto acontece? 2. O que vem a ser transaminação e desaminação? 3. Porque existe o ciclo da ureia? 4. Pelos conhecimentos adquiridos até o momento, qual a problemática de uma dieta rica em proteínas?