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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; 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.
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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
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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.
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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.
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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
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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+)
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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
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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
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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
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Alanina e glutamina são formas de transporte de amônia dos tecidos para o fígado URÉIA
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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.
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-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
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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
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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
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Síntese da uréia O C Aspartato NH4+ H2N NH2 HCO3- CO2 No fígado
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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
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Síntese da uréia 1) Ornitina transcarbamoilase
2) Argininasuccinato sintetase 3) Argininasuccinato liase 4) Arginase
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LIGAÇÃO ENTRE O CICLO DA URÉIA E O CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
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DESTINO DOS ESQUELETOS DE CARBONO
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