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CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS Kamilla Ribas Soares Dalton de Oliveira Fontes Disciplina: Bioquímica de proteínas

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CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS

Kamilla Ribas SoaresDalton de Oliveira FontesDisciplina: Bioquímica de proteínas

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INTRODUÇÃO

•Proteínas 18% peso corporal•Perfil proteíco determinado pelo DNA

Dieta;Catabolismo protéico.

Novas proteínas;Outros compostos nitrogenados;Combustível.

Origem:

Destino:

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Bertechini, 2004.Figura 1. Destinos metabólicos da proteína da ração.

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Tabela 1. Produtos finais do metabolismo dos principais grupos de substratos.

Fonte: Nielsen (2002)

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Órgãos envolvidos no catabolismo proteíco:

•Cérebro;•Músculo esquelético;•Intestinos;•Fígado.

Prevalência de AA no sangue:

Glutamina;Alanina;Glicina.

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Figura 2. Resumo do catabolismo dos aminoácidos.

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Figura 3. Resumo do catabolismo dos aminoácidos.

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CATABOLISMO DE AA: 1ª FASE• Remoção dos grupos -aminos dos AA por

transaminação e desaminação oxidativa;

• Produto: amônia e -cetoácidos correspondentes.

Esqueleto-carbono dos -cetoácidos são convertidos em intermediários de rotas

metabólicas produtoras de energia.

2ª FASE:

Pamela, 1996.

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Para Lehninger (1995):

• não há necessidade de AA para a síntese de novas proteínas;

• há excesso de AA ingeridos;

• em jejum severo ou diabetes mellitus (CHO inacessíveis).

Os AA podem sofrer degradação oxidativa quando:

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Segundo Harper (1977):

• Nos mamíferos os AA são excretados sob a forma de uréia.

• Síntese de uréia transaminação, desaminação oxidativa, transporte de amônia e ciclo da uréia.

• Em uricotélicos ácido úrico.

• Amoniotélicos amônia.

Lehninger (1998)

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Característica da transferência:Característica da transferência:

AMINOTRANSFERASE + COENZIMA

1 - TRANSAMINAÇÃO1 - TRANSAMINAÇÃO

Catalizadas pelas aminotransferases:

Alanina aminotransferaseAspartato aminotransferase

AA ► AA ► αα-cetoglutarato-cetoglutarato = = αα-cetoácido + glutamato-cetoácido + glutamato(Oxalacetato)

Reação reversível;

REMOÇÃO DE NITROGÊNIO DOS AA

Figura 4. Piridoxal fosfato

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Figura 5. Interconversão cíclica do piridoxal fosfato e piridoxamina fosfato durante a reação da aspartato aminotransferase.

Glutamato + oxaloacetato aspartato + -cetoglutarato

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Figura 6. Reação catalisada pela alanina aminotransferase.

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Característica da liberação ► amônia livre (fígado Característica da liberação ► amônia livre (fígado e rim)e rim)

Catalizada pela glutamato desidrogenase na Catalizada pela glutamato desidrogenase na mitocôndriamitocôndria

Reação reversível;Reação reversível;

Reguladores alostéricos:Reguladores alostéricos:

Coenzimas = NAD ou NADPCoenzimas = NAD ou NADP

2 - DESAMINAÇÃO OXIDATIVA2 - DESAMINAÇÃO OXIDATIVA

ATP e GTP = inibidores ATP e GTP = inibidores ADP e GDP = ativadoresADP e GDP = ativadores

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Figura 7. Ações da glutamato desidrogenase.

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Glutamato + oxaloacetato aspartato + -cetoglutarato

Glutamato + NAD+ +

H2O

-cetoglutarato+NH4+

+NADH+H+

glutamato-desidrogenase

REAÇÕES REVERSÍVEIS:

na degradação de AA (pós refeição rica em proteínas);

na biossíntese de AA, pela adição de grupos-amino aos esqueletos carbono de α-cetoácidos (quando a dieta é deficiente).

A reação pode funcionar:

1ª)

2ª)

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►► Equivale Equivale + 90% dos compostos nitrogenados da urina

Produzida no fígado e transportada para rins eliminação

Arginase exclusiva no fígado

DESTINO DA AMÔNIA

1 - CICLO DA URÉIA

Origem:

C – vem do CO2

2 Nitrogênios NH3+ livre –

glutamato N do aspartato

Destino:

Rins urinaIntestino urease micro

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TRANS.

TRANS.

FIGURA Esquema ilustrando o ciclo da uréia.

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FIGURA Esquema ilustrando o ciclo da uréia no interior da célula.

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Figura . Fluxo do nitrogênio dos aminoácidos para a uréia.

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FIGURA Esquema ilustrando o ciclo da uréia no interior da célula.

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2 – SÍNTESE DO ÁCIDO ÚRICO

• Ácido úrico insetos, caracóis terrestres, répteis e aves;

• Ácido úrico pouco solúvel em água excretado como urina semi-sólida;

• Síntese do ácido úrico muitas etapas energia;

• É derivado do nitrogênio do grupo amino e do catabolismo das purinas.

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Figura . Origem dos átomos dos anéis das purinas, determinada a partir de experimentos isotópicos com precursores marcados com 14C ou 15N.

Fonte: Lehninger (1998)

SÍNTESE DAS PURINAS

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Origem das purinas:

• 2 nucleotídeos originados de ácidos nucléicos:• Adenilato : adenosina 5’-monofosfato (AMP);• Guanilato: guanosina 5’-monofosfato (GMP).

Mecanismos:

Síntese de novoSalvamento das purinas

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Síntese de novo

•Precurssores:• Glicina, Aspartato, glutamina fonte de N , C.• Via das pentoses fonte de fosfato ribose.

Fosfato ribose + ATP PRPP

PRPP ... 10 REAÇÕES IMP

GMP

AMP

Nova síntese de nucleotídeos de purina a partir de AA;

PRPP = 5-fosforibosil-1-pirofosfatoIMP = inosina-5-monofosfato

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Salvamento das purinas

• Purinas podem ser poupadas ou reutilizadas.

• Objetivo conservação de energia

Guanina + PRPP GMP +

PPi

Hipoxantina + PRPP IMP +

PPi

Adenina + PRPP AMP + PPiHipoxantina produzida a partir da adenina

AMP GMP

IMP

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ÁCIDO ÚRICO PELA DEGRADAÇÃO DAS PURINAS

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Aminas: degradação de catecolaminas (dopamina, Aminas: degradação de catecolaminas (dopamina, norepinefrina e epinefrina) ► ação das aminas oxidases;norepinefrina e epinefrina) ► ação das aminas oxidases;

FONTES DA AMÔNIA ENDÓGENA UTILIZADA NOS DIVERSOS MECANISMOS

Purinas e pirimidinas ► os grupo-amino ligados aos Purinas e pirimidinas ► os grupo-amino ligados aos anéis são liberados como amônia;anéis são liberados como amônia;

AA são + importantes;AA são + importantes;

Ação bacteriana no intestino;Ação bacteriana no intestino;

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Glutamina ► rins / intestino / fígado

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Amônia muito tóxico para os tecidos animais;Amônia muito tóxico para os tecidos animais;Remoção rápida pelo fígado Remoção rápida pelo fígado Liberação de amônia Liberação de amônia glutamina e alanina glutamina e alanina

Glutamina = AA neutro e atóxicoGlutamina = AA neutro e atóxico ATRAVESSA a membrana plasmática FACILMENTEATRAVESSA a membrana plasmática FACILMENTE

Alanina = forma atóxico de transportar amônia Alanina = forma atóxico de transportar amônia Passa sangue ► fígadoPassa sangue ► fígado

TRANSPORTE DE AMÔNIA

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• Cérebro, músculos esqueléticos, intestinos e fígado remoção de AA em excesso.

• Músculos esqueléticos exportam N em excesso glutamina e alanina;

• Glutamina (plasma) é absorvida pelo intestino;

• Intestinos fígado alanina, citrulina, amônia.

ÓRGÃOS ENVOLVIDOS:

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COMPOSTOS NITROGENADOS BIOLOGICAMENTE ÚTEIS

Aminação redutiva de α-cetoglutarato formando glutamato; aminação de glutamato para produzir glutamina.

Particular importância no cérebro sensível à amônia.

REAÇÕES:

GLUTAMINA:

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ALANINA:

• Ciclo da glicose-alanina;

• Grupo-amino por transaminação glutamato;

GLUTAMATO glutamina (fígado)

Piruvato (glicólise muscular)

alanina aminotransferase

ALANINA

No ciclo: além do piruvato, o excesso de amônia dos músculos será transportado para o fígado, como alanina,

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TOXIDADE POR AMÔNIA

Concentrações elevadas no Concentrações elevadas no sangue sangue ► sintomas de ► sintomas de intoxicação:intoxicação:

TremoresTremores Fala arrastadaFala arrastada Borramento na visãoBorramento na visão IrritabilidadeIrritabilidade LetargiaLetargia Retardamento mentalRetardamento mentalComa e morteComa e morte

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Destino metabólico dos AA

1 - Síntese protéica;2- Catabolismo de esqueleto de carbono de AA;3 - Síntese de compostos nitrogenados essenciais.

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2 -Catabolismo de esqueleto de carbono de AA

• Formação de intermediários que:

• Convertidos em glicose (gliconeogênese);• Oxidados a CO2 (ciclo de krebs);• Convertidos em corpos cetônicos e lipídeos.

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• AA piruvato;

• AA oxalacetato;

• AA fumarato;

• AA succinil-CoA;

• AA -cetoglutarato;

• AA acetil-CoA;

• AA acetoacetil-CoA;

INTERMEDIÁRIOS METABÓLICOS:

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OBRIGADA!!!