OBJETIVO 8

Reacções de Aminação: adição de um grupo amina.

Reacções de transaminação: tranferência de grupo amina

Reacções de desaminação oxidativa: perda de grupo amina

Síntese de aminoácidos: alguns dos intermediários do Ciclo de Krebs, da Via Glicolítica e da Via

das Pentoses-Fosfato são usados na síntese de aminoácidos. Deficiências nestes processos

podem implicar uma alteração dieta de modo a ingerir os aminoácidos em falta.

Existem aminoácidos sintetizados pelo organismo humano, designaods não essenciais, e

aminoácidos não sintetizados que têm que ser incluídos na dieta, são essenciais.

Catabolismo de aminoácidos: muitos aminoácidos sofrem acção das transaminases,

tranferindo o grupo amina para alfa-cetoglutarato, originando glutamato, ficando apenas o seu

esqueleto carbonado: alfa-ceto ácidos. Posteriormente, a glutamato desidrogenase retira o

grupo amina do glutamato, gerando NADH e NH4+.

Outros aminoácidos são catabolisados no peroxissoma. Os aminoácidos perdem o seu grupo

amina, sob a forma de NH3, por acção da L-aminoácido oxidase, cedendo electrões ao FMN

(que passa ao FMNH2). Forma-se o alfa-ceto ácido. Posteriormente, o FMNH2 cede electrões ao

oxigénio e gera peróxido de hidrogénio (que é degradado em água pela catalase).

Os alfa-ceto ácidos podem ser usados na produção de energia ou para originar intermediários

da via glucogénica ou cetogénica.

Ciclo da Alanina: O grupo amina, sob a forma iónica, tem que ser excretado por ser tóxico. É

neste ponto que surge o ciclo da alanina que permite o transporte deste para o fígado para

posterior entrada no Ciclo da Ureia (consequente excreção). É um ciclo importante por não ser

alterada a concentração de glutamato do meio extracelular.

Os transportadores de grupos amina na corrente sanguínea são: a glutamina (glutamato

aminado segunda vez) e a alanina (resulta da transaminação do glutamato com piruvato –

piruvato recebe grupo amina). Seguem pelo sangue até ao fígado, e aí cedem o grupo amina

através de diferentes reacções:

- A alanina vai transaminar com o alfa-cetoglutarato e dar origem a piruvato (a ser usado na

gluconeogénese) e glutamato;

- A glutamina pode seguir posteriormente para o rim, onde é desaminado e gera glutamato, ou

ceder o seu grupo amina no fígado gerando glutamato que posteriormente é desaminado e

gera alfa-cetoglutarato.

Os grupos amina libertados no fígado geram ureia que segue para os rins para posterior excreção.

OBJETIVO 9

Ciclo da Ureia

O nosso organismo produz NH4+ e a acumulação desta molécula pode conduzir a

problemas graves devido à sua toxicidade.

Para a regulação de amónia no nosso organismo, é necessária a ocorrencia de uma

reação entre o alfa cetoglutarato e o NH4+, que permite a formação de glutamato.

NH4+ + alfa cetoglutarato glutamato + NH4+ Glutamina

Se existir muito NH4+, a reação ocorrerá no sentido direto, levando à diminuição de

alfa cetoglutarato. Assim, o ciclo de Krebs irá ocorrer menos intensamente, não

havendo produção de ATP.

Os grupos amina podem ser utilizados na síntese de novos aminoácidos ou produtos

azotados, ou podem ainda ser encaminhados para produto final de excreção. O

Homem excreta os grupos tóxicos amina (NH4+) sob a forma de ureia. Um dos grupos

amina deriva do NH4+ livre na mitocôndria e outro do aspartato, como explicaremos

posteriormente.

A amónia é recebida pelo fígado por tres formas:

1.Ciclo da alanina

2.Ciclo da glutamina

3.Via porta do intestino, onde é produzido por oxidação dos aminoácidos, efetuada

por bactérias.

A conversão da amónia em ureia ocorre nos hepatócitos, através do ciclo da ureia.

Quando se forma a ureia, esta passa para a corrente sanguínea, e depois para os rins,

sendo excretada na urina.

Ciclo da Ureia

O ciclo da ureia inicia-se na mitocôndria e ocorre essencialmente em 4 passos.

Na mitocôndria, o NH4+ vai reagir com o Co2, sob a forma de HCO3-, formando carbonoil fosfato, com consumo de 2 ATP.

2ATP + HCO3- + NH4+ Carbanoil fosfato

Esta molécula formada vai agora entrar no Ciclo da Ureia. (IR EXPLICANDO AO LONGO

DA IMAGEM)

O carbonoil fosfato reage com a ornitina formando Citrolina. Nesta reação há

libertação de um Pi(1). Esta molécula vai passar para o citosol e aí transformar-se-á em

arginina succinato. Como tínhamos referido, o segundo grupo amina vai ser

Carbanoil fosfato sintetase I

introduzido pelo aspartato. Assim, neste passo, a citrolina vai transformar-se em

arginina succinato, havendo reação com o aspartato e consumo de 1 ATP(2). Há

libertação de Ppi e AMP. A arginia succinato vai, através da enzima arginina succinato

liase, formar Fumarato e Arginina(3). É de salientar que este é o único passo da via

reversível.

Como falaremos mais à frente, o fumarato é um importante ponto de conexão com o

Ciclo de Krebs. A arginina vai ser hidratada, formando ureia e regenerando a

Ornitina(4). Esta irá ser transportada para a mitocôndria, iniciando-se um novo ciclo.

Assim, conclui-se que este processo ocorre em simultâneo na mitocôndria e no citosol.

O facto das enzimas de uma via metabólica estarem próximas umas das outras, em

“clusters”, permite que o produto de uma reação catalisada vÁ diretamente para outra

enzima e, assim, a Citrulina, por exemplo, quando sai da mitocôndria, é diretamente

captada pelo centro ativo da arginina succinato sintetase.

O Ciclo do ácido cítrico e da ureia estão relacionados

A reação mediada pela Arginina Succinato Liase permite a formação de Fumarato, que

é também um intermediário no Ciclo de Krebs. Assim, estes ciclos estão conectados

num processo que se pode chamar Biciclo de Krebs. Contudo, cada Ciclo pode operar

independentemente, a comunicação entre eles depende do transporte de

intermediários chave entre a mitocôondria e o citosol. Esta ligação entre os ciclos pode

ocorrer de várias formas:

1- O Fumarato produzido no citosol pode entrar na mitocôndria sendo utilizado

diretamente no Ciclo de Krebs.

2- Por outro lado, o Fumarato pode ser convertido em Malato no citosol,

entrando este na mitocôndria, para o Ciclo de Krebs.

3- O Fumarato pode ainda ser convertido em Malato e este posteriormente

ocidado em Oxaloacetato. O oxolacetato vai entrar na mitocôndria e reagir com

o Glutamato, formando Aspartato, intermediário do Ciclo da Ureia.

De todas estas formas, o oxaloacetato irá reagir com o glutamato, formando aspartato,

que irá entrar no ciclo da ureia. Este mecanismo chama-se “Aspartate-arginino-

succinate shunt of citric acid cycle.

Regulação do Ciclo da ureia

A entrada de azoto no Ciclo da Ureia varia com a dieta dos organismos.

1- Quando a dieta é rica em proteínas estas vão ser degradadas em aminoácidos.

O catabolismo dos mesmo vai produzir um excesso de grupos amina, havendo

assim necessidade de excretá-la sob a forma de Ureia. Desta modo, o Ciclo da

Ureia estará a funcionar ativamente.

2- Também em casos de jejukm prolongado, o Ciclo funcionará intensamente. Isto

porque a fonte última de enrgia para o organismo resulta do Catabolismo de

proteínas acumuladas em reservas nos músculos. Assim, há também um

acumular de grupos amina, sendo necessária a produção de ureia para a

eliminar.