Aula 07: Proteólise e Catabolismo dos Aminoácidos

1 Aula 07 PROTEÓLISE CATABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS 2 A digestão das proteínas alimentares começa no estômago e termina no intestino I Digestão 1 Enzimas Proteolíticas Figura 195 Hidrolise de proteínas da dieta no intestino delgado por proteases pancreáticas As ligações peptídicas susceptíveis à hidrólise estão mostradas para cada uma das cinco principais proteases pancreáticas Nota as três primeiras enzimas são serinaendopeptidases ao passo que as duas últimas são exopeptidases Cada uma delas é produzida a partir de um zimogênio inativo 2 Destino dos Aminoácidos Síntese de proteínas corporais 300 400 gdia Síntese de aminoácidos nãoessenciais Proteína Corporal 200400 gdia Proteínas da dieta 08 gkg de pesodia Síntese de compostos nitrogenados 30 gdia Uréia CO2 H2O Corpos Cetônicos Ácidos Graxos Glicose Glicogênio POOL DE AMINOÁCIDOS Grupo Amino Cadeia Carbonada 20 a 30 6 RENOVAÇÃO PROTEICA A renovação proteica resulta da síntese e da degradação simultâneas de proteínas Em adultos alimentados e saudáveis a quantidade total de proteína no organismo permanece constante pois a velocidade de síntese proteica é suficiente apenas para substituir a proteína degradada Proteína da dieta pode variar entre ausência de proteína p ex no jejum a 600 gdia dietas com alto conteúdo proteico uma dieta norteamericana típica contém 100 gdia Proteína corporal 400 gdia Conjunto de aminoácidos 30 gdia Síntese de Porfirinas Creatina Neurotransmissores Purinas Pirimidinas Outros compostos nitrogenados Variável Glicose glicogênio Corpos cetônicos ácidos graxos CO2 H2O Os aminoácidos não utilizados nas reações de biossíntese são queimados como combustível 1 Transaminação Alanina Aminotransferase ALT TGP e Aspartato Aminotransferase AST TGO 2 Desaminação Glutamato Desidrogenase GD 8 II Proteólise Catabolismo de Aminoácidos Degradação dos aminoácidos ocorre em duas etapas 1 Transaminação 9 ALTTGP Alanina Aminotransferase A primeira etapa na degradação dos aminoácidos consiste na remoção do nitrogênio 10 2 Desaminação Oxidativa Segunda etapa na degradação dos aminoácidos consiste na Remoção do Grupo Amino em Amónia 11 Grupo αamino de muitos aminoácidos é transferido para o αcetoglutarato formando glutamato que sofre então Desaminação oxidativa produzindo o íon amônio NH4 Fig 173 A ação conjunta das Transaminases T e da Glutamato Desidrogenase GD permite canalizar o nitrogênio da maioria dos aminoácidos para aspartato e NH4 ALTTGP Alanina Aminotransferase ASTTGO Aspartato Aminotransferase 13 Fig 174 Conversão do grupo amino dos aminoácidos em uréia T Transaminase GD Glutamato Desidrogenase 14 3 Transporte da Amônia ao Fígado Glutamina e Alanina são os transportadores de amônia para o fígado Alanina no fígado é convertida em glutamato liberando NH4 Uma vez no Fígado Glutamina é hidrolisado pela glutaminase liberando NH4 que pode ser consumido pelo Ciclo da Ureia FÍGADO Glucose Piruvato Alanina Sangue MÚSCULO Glucose Glicogênio 1 Piruvato 2 NH4 Alanina 3 Aminoácidos de cadeia ramificada Esqueletos de carbono para a respiração celular 4 5 Glutamato 6 Ureia Vias ativas 1 Degradação do glicogênio Capitulo 21 2 Glicólise Capítulo 16 3 Ciclo do ácido cítrico Capítulo 17 4 Fosforilação oxidativa Capítulo 18 5 Gliconeogênese Capítulo 16 6 Ciclo da ureia Capítulo 23 17 Glutamina é sintetizada a partir de NH4 glutamato e ATP em uma reação catalisada pela glutamina sintetase 18 Uma vez no Fígado o grupo amida da glutamina é hidrolisado pela Glutaminase liberando NH4 que pode ser consumido pelo Ciclo da Ureia 19 Defeitos hereditários do Ciclo da Ureia e na Insuficiência Hepática grave que pode ser causada por Hepatite ou Cirrose 4 Toxicidade da Amônia A concentração plasmática de NH4 se eleva no sangue e nos tecidos Hiperamonemia nos 20 1 NH4 em excesso reagiria com αcetoglutarato formando Glutamato na reação catalisada pela glutamato desidrogenase o 2 Glutamato reagiria com NH4 formando Glutamina por ação da glutamina sintetase 5 Mecanismo da Toxicidade da Amônia 21 As duas enzimas são abundantes no Cérebro e o acúmulo de Glutamina resultaria em Edema por efeito osmótico Aumento da pressão intracraniana e Hipóxia cerebral Ainda mais o grande consumo de αcetoglutarato resultaria em Depleção desse intermediário do Ciclo de Krebs com redução da velocidade de oxidação da glicose a principal fonte de ATP para o cérebro 22 Hiperamonemia comprometeria também a transmissão do impulso nervoso por interferir no funcionamento de neurotransmissores e seus receptores Hiperamonemia ocasiona uma Encefalopatia que pode resultar em Coma e Morte 1 Reações do Ciclo da Ureia 23 III Ciclo da Uréia Mitocôndria 25 O Ciclo da Ureia tem um Gasto de 3 ATP 26 2 Ureia Depois de sair do fígado por difusão a Ureia é transportada no sangue até os rins onde é filtrada e excretada na Urina a Destino da ureia Ureia é o principal produto de excreção do metabolismo nitrogenado de Mamíferos terrestres Aves e Répteis excretam Ácido úrico e Peixes Amônia 27 Nos seres humanos 90 do nitrogênio urinário estão sob a forma de Ureia 3 Compostos Nitrogenados O restante aparece sob a forma de Creatinina resultante da degradação de creatina Ácido úrico proveniente da degradação de Bases Nitrogenadas Pirimidinas e Purinas Íon amônio Quadro 172 Compostos nitrogenados excretados pelo homem 29 Apesar de NH4 representar uma pequena porcentagem do nitrogênio urinário sua excreção equivale à eliminação de H contribuindo de maneira decisiva para a manutenção do pH plasmático 30 1 Piruvato 2 Oxaloacetato 3 Fumarato 4 SuccinilCoA 5 αCetoglutarato 6 AcetilCoA A degradação dos Aminoácidos serão reunidos em seis grupos segundo o principal produto formado IV Degradação da cadeia carbônica dos Aminoácidos 31 A cadeia carbônica dos aminoácidos é degradada a 32 As vinte cadeias carbônicas diferentes são oxidadas por vias próprias que todavia convergem para a produção de apenas alguns compostos Piruvato AcetilCoA ou Intermediários do ciclo de Krebs oxaloacetato α cetoglutarato succinilCoA e fumarato Intermediários do Ciclo de Krebs 34 poderá ser Oxidação pelo Ciclo de Krebs Fornecendo Energia Utilização pela Gliconeogênese para a produção de glicose e Conversão a Triacilgliceróis e armazenamento Tecido Adiposo Destino final dos αcetoácidos dependerá do Tecido e do Estado Fisiológico considerados Fumarate BICICLETA DE KREBS Ciclo de Krebs Ciclo da Uréia 37 O defeito hereditário mais frequente do metabolismo de aminoácidos com incidência de 1 para cada 12000 nascimentos é a Fenilcetonúria causada por deficiência de Fenilalanina Hidroxilase V Doenças hereditárias do metabolismo de aminoácidos A fenilalanina hidroxilase converte fenilalanina em tirosina 1 Fenilcetonúria 38 O evento primário da moléstia é o acúmulo de Fenilalanina que é então utilizada na transaminação com αcetoglutarato originando Fenilpiruvato Um dos efeitos do fenilpiruvato é competir com o piruvato pela piruvato translocase que promove a entrada de piruvato na mitocôndria restringindo a produção de ATP a partir de glicose o único substrato oxidável para o cérebro 2 Efeitos da Fenilcetonúria Figura 1724 Na fenilcetonúria a fenilalanina não pode ser convertida em tirosina e origina fenilpiruvato 40 O diagnóstico em recémnascidos é feito pela determinação da concentração de fenilalanina no sangue o chamado Teste do Pezinho que utiliza amostras da ordem de microlitros e constitui um critério de diagnóstico confiável 3 Diagnóstico de Fenilcetonúria 41 A avaliação do nível plasmático de fenilalanina em recém nascidos é um procedimento de rotina em muitos países inclusive no Brasil Esta conduta é de vital importância já que o tratamento da fenilcetonúria consiste em administrar precocemente uma dieta contendo um mínimo de fenilalanina por isso produtos industrializados contendo fenilalanina o adoçante aspartame por exemplo não devem ser consumidos por fenilcetonúricos 4 Tratamento da Fenilcetonúria 42 A restrição dietética de fenilalanina evita as disfunções neurológicas mais graves mas diversos distúrbios neuropsiquiátricos déficit de atenção depressão fobias etc são descritos em adolescentes e adultos submetidos a esse tratamento desde o nascimento 5 Sinais e Sintomas da Fenilcetonúria 43 Os indivíduos afetados apresentam além do comprometimento neurológico pigmentação deficiente de pele e cabelo devido à síntese diminuída de Melanina 44 Roteiro de Estudo Metabolismo de Proteínas 45 1 Citar as enzimas envolvidas na digestão das proteínas e a sua localização 2 Citar as fontes de aminoácidos para o organismo humano 3 Qual é o destino metabólico do grupo amino dos aminoácidos no organismo humano 4 Definir proteólise 5 Citar os destinos metabólicos do pool de aminoácidos no organismo humano 6 Citar Localização celular da produção de uréia Questão 1 Quanto ao metabolismo de Proteínas 46 Questão 2 A uréia representa 90 dos compostos nitrogenados excretados o restante aparece sob a forma de NH4 creatinina e ácido úrico Apesar de NH4 constituir uma pequena porcentagem do nitrogênio urinário sua excreção possibilita a eliminação de H contribuído de maneira decisiva para a manutenção do equilíbrio ácidobase o conteúdo de NH4 da urina aumenta na acidose e diminui na alcalose A amônia é um composto tóxico para o organismo animal aIndicar a procedência dos átomos de nitrogênio da molécula de uréia bSaldo de ATP cCitar o órgão responsável pela produção de uréia dO que ocorre com o grupo amino que chega até o fígado eMostrar como a amônia produzida nos tecidos extrahepáticos é transportada para o fígado fExplicar a toxidade da amônia Muito Obrigado