Aminoácidos, ciclo da ureia

1. Bioquímica
Básica
Professor: Rafael Trevisan

2. Metabolismo
de proteínas
e ciclo da
ureia
•Aminoácidos - revisão
•Visão geral do metabolismo de
aminoácidos
•Reações de transaminação e
desaminação
•Papel do glutamato, glutamina e
alanina
•Ciclo da Ureia

3. Visão geral do metabolismo de aminoácidos
Aminoácidos
Componentes das proteínas
Não-essenciais
Feitos pelo nosso
corpo
Essenciais
Obtidos da dieta –
alimentos ricos em
proteínas

4. Visão geral do metabolismo de aminoácidos
Aminoácidos
Componentes das proteínas
Não-essenciais
Feitos pelo nosso
corpo
Essenciais
Obtidos da dieta –
alimentos ricos em
proteínas
20 aminoácidos
Grupo amina
Cadeia
lateral
Ácido
carboxílico

5. Proteínas, aminoácidos e ureia
Proteínas quebradas em Aminoácidos
Usados na síntese de proteínas
Existe algum efeito tóxico do metabolismo de proteínas?

6. Proteínas, aminoácidos e ureia
Proteínas quebradas em Aminoácidos
20 aminoácidos
Amônia
Usados na síntese de proteínas
Pode ser tornar
tóxica
Amônia (NH4
+, amônio) precisa ser removida
Metabolizada em ureia
Enviada para o fígado
• Ácido úrico (aves e répteis)
• Amônia (vertebrados aquáticos)
• Ureia: vertebrados terrestres + tubarões
Enquete 1: A amônia pode ser excretada pelo nosso corpo?

7. Proteínas, aminoácidos e ureia
Proteínas quebradas em Aminoácidos
20 aminoácidos
Amônia
Usados na síntese de proteínas
Pode ser tornar
tóxica
Amônia (NH4
+, amônio) precisa ser removida
Metabolizada em ureia
Enviada para o fígado
• Ácido úrico (aves e répteis)
• Amônia (vertebrados aquáticos)
• Ureia: vertebrados terrestres + tubarões

8. Proteínas, aminoácidos e ureia
Célula precisa metabolizar o resto do aminoácido
(esqueleto de carbono)
Fenilanina
Enquete 2: Podemos sintetizar glicose a partir de
aminoácidos?

9. Proteínas, aminoácidos e ureia
Célula precisa metabolizar o resto do aminoácido
(esqueleto de carbono)
Glicogênicos Cetogênicos
Glicose Corpos
cetônicos
Alanina
Glicina
Leucina
Lisina
Valina
Aspartato
Ciclo de Krebs
Fenilanina

10. Proteínas, aminoácidos e ureia
Célula precisa metabolizar o resto do aminoácido
(esqueleto de carbono)
Glicogênicos Cetogênicos
Glicose Corpos
cetônicos
Alanina
Glicina
Leucina
Lisina
Valina
Aspartato
Ciclo de Krebs
Fenilanina

11. Proteínas, aminoácidos e ureia
Célula precisa metabolizar o resto do aminoácido
(esqueleto de carbono)
Glicogênicos Cetogênicos
Glicose Corpos
cetônicos
Alanina
Glicina
Leucina
Lisina
Valina
Aspartato
Ciclo de Krebs
Fenilanina

12. Proteínas, aminoácidos e ureia
Célula precisa metabolizar o resto do aminoácido
(esqueleto de carbono)
Glicogênicos Cetogênicos
Glicose Corpos
cetônicos
Alanina
Glicina
Leucina
Lisina
Valina
Aspartato
Ciclo de Krebs
Fenilanina
Enquete 3: Podemos obter energia a partir de aminoácidos?

13. Proteínas, aminoácidos e ureia
Célula precisa metabolizar o resto do aminoácido
(esqueleto de carbono)
Glicogênicos Cetogênicos
Glicose Corpos
cetônicos
Alanina
Glicina
Leucina
Lisina
Valina
Aspartato
Ciclo de Krebs
Fenilanina

14. Proteínas, aminoácidos e ureia
Célula precisa metabolizar o resto do aminoácido
(esqueleto de carbono)
Glicogênicos Cetogênicos
Glicose Corpos
cetônicos
Alanina
Glicina
Leucina
Lisina
Valina
Aspartato
Ciclo de Krebs
Fenilanina

15. Proteínas,
aminoácidos e ureia
Todos os 20
aminoácidos podem
entrar no ciclo de
Krebs após perderem
seu grupo amino

16. Proteínas,
aminoácidos e ureia
Todos os 20
aminoácidos podem
entrar no ciclo de
Krebs após perderem
seu grupo amino
Por que aminoácidos
cetogênicos podem
gerar corpos
cetônicos?

17. Proteínas,
aminoácidos e ureia
Metabolismo separado
(mas interconectado) dos
grupos aminas e
esqueletos carbonados

18. Catabolismo de aminoácidos
1. Reações de transaminação
2. Remoção do grupo amino dos aminoácidos como amônia
(desaminação)
3. Papel central do glutamato no metabolismo do grupo
amino
4. Papel central da alanina e glutamina no transporte de
grupos aminos para o fígado

19. Reações de transaminação
Reações de transaminação
Transaminases
Aminotransferases
Reversíveis
Aminoácidos Cetoácidos
Alfa-cetoglutarato
Transferência do grupo amino

20. Reações de transaminação e formação de glutamato
Reações de transaminação
Alfa-cetoglutarato
Alanina
Enquete 4: Alfa-cetoglutarato é um (A)
cetoácido ou (B) aminoácido?

21. Reações de transaminação e formação de glutamato
Reações de transaminação
Piruvato
Alfa-cetoglutarato
Alanina Glutamato
Alanina
transaminase
Piridoxal fosfato
(derivado da B6)
Aminoácido
Cetoácido
Enquete 5:
Piruvato é um
(A) cetoácido ou
(B) aminoácido?

22. Reações de transaminação e formação de glutamato
Reações de transaminação
Piruvato
Alfa-cetoglutarato
Alanina Glutamato
Alanina
transaminase
Piridoxal fosfato
(derivado da B6)
Aminoácido Aminoácido
Cetoácido Cetoácido
O que
podemos
fazer com o
piruvato?

23. Reações de transaminação e formação de glutamato
Reações de transaminação
Piruvato
Alfa-cetoglutarato
Alanina Glutamato
Alanina
transaminase
Piridoxal fosfato
(derivado da B6)
Aminoácido Aminoácido
Cetoácido Cetoácido Acetil-CoA e
Ciclo de Krebs
Ciclo de Cori
(gliconeogênese)
?

24. Reações de desaminação
Transaminação Desaminação

25. Reações de desaminação

26. Papel do glutamato: degradação (desaminação)
Glutamato
Desaminação oxidativa
Processo que remove hidrogênios e um grupo amino
Glutamato
Alfa-cetoglutarato
Glutamato
desidrogenase
Ureia
Ciclo da ureia

27. Papel do glutamato: síntese (transaminação)

28. Papel do glutamato: síntese (transaminação)
O glutamato não pode ser transportado pelo sangue.
Como levar esses grupos nitrogenados para o fígado?

29. Papel do glutamato: interconversão Glutamato -
Glutamina

30. Papel do glutamato: interconversão Glutamato -
Glutamina
Enquete 6: Qual aminoácido possui maior capacidade de
transporte de amônia? (A) Glutamina ou (B) Glutamato?

31. Papel da alanina: ciclo da glicose-alanina durante
exercício

32. Papel da glutamina: transporte de grupos amino para
o fígado

33. Ciclo da Ureia
Amônia
Não pode ser
excretada pelos
rins
Ciclo da
ureia
Fígado
Série de reações enzimáticas
Conversão da amônia em ureia
Mitocôndria

34. Transporte de amônia para o fígado: glutamato
Sangue
Glutamina
Glutamato + NH4
+

35. Transporte de amônia para o fígado: alanina
Alfa-cetoglutarato
Células do músculo
esquelético
Glutamato
Amônia
Alfa-cetoglutarato
Glutamato
desidrogenase
Alanina transaminase
Piruvato
Alanina
Sangue

36. Transporte de amônia para o fígado: alanina
Alfa-cetoglutarato
Células do músculo
esquelético
Glutamato
Amônia
Alfa-cetoglutarato
Glutamato
desidrogenase
Alanina transaminase
Piruvato
Alanina
Enquete 7: A alanina será metabolizada pelo ciclo da ureia no músculo?

37. Glutamato e Ciclo da Ureia
Aminoácidos
Glutamato Outras reações
Aspartato Ciclo da
ureia
O que fazer com todo o nitrogênio (amônia e aspartato) acumulado no fígado?

38. Glutamato e Ciclo da Ureia
Aminoácidos
Glutamato Outras reações
Aspartato Ciclo da
ureia

39. Alanina e Ciclo da Ureia

40. Ciclo da Ureia
Todos aminoácidos (exceto Aspartato)
Metabolizados com a remoção de um grupo amino na forma de amônia (NH4
+)
Aspartato
Amônia
Ureia
Ciclo da
Ureia
Amônia
Ureia como fonte de
excreção de amônia
de nosso corpo
pelos rins

41. Dióxido de carbono (bicarbonato)
fornece o átomo de carbono da ureia,
reagindo com amônia livre e gerando
carbomoil-fosfato (2 ATPs)
1

42. Dióxido de carbono (bicarbonato)
fornece o átomo de carbono da ureia,
reagindo com amônia livre e gerando
carbomoil-fosfato (2 ATPs)
1
Formação de citrulina a partir de
carbomoil-fosfato e ornitina
2

43. Dióxido de carbono (bicarbonato)
fornece o átomo de carbono da ureia,
reagindo com amônia livre e gerando
carbomoil-fosfato (2 ATPs)
1
Formação de citrulina a partir de
carbomoil-fosfato e ornitina
2
Fora da mitocôndria, a citrulina se une
ao aspartato, recebendo um novo
nitrogênio (ATP)
3

44. Dióxido de carbono (bicarbonato)
fornece o átomo de carbono da ureia,
reagindo com amônia livre e gerando
carbomoil-fosfato (2 ATPs)
1
Formação de citrulina a partir de
carbomoil-fosfato e ornitina
2
Fora da mitocôndria, a citrulina se une
ao aspartato, recebendo um novo
nitrogênio (ATP)
3
Quebra e liberação de fumarato e
arginina, a qual possui 2 nitrogênios
4

45. Dióxido de carbono (bicarbonato)
fornece o átomo de carbono da ureia,
reagindo com amônia livre e gerando
carbomoil-fosfato (2 ATPs)
1
Formação de citrulina a partir de
carbomoil-fosfato e ornitina
2
Fora da mitocôndria, a citrulina se une
ao aspartato, recebendo um novo
nitrogênio (ATP)
3
Quebra e liberação de fumarato e
arginina, a qual possui 2 nitrogênios
4
Quebra da Arginina em ureia e ornitina.
A ureia é liberada no sangue, atingindo
os rins e depois a urina. A ornitina é
enviada à mitocôndria para reiniciar o
ciclo
5

46. Dióxido de carbono (bicarbonato)
fornece o átomo de carbono da ureia,
reagindo com amônia livre e gerando
carbomoil-fosfato (2 ATPs)
1
Formação de citrulina a partir de
carbomoil-fosfato e ornitina
2
Fora da mitocôndria, a citrulina se une
ao aspartato, recebendo um novo
nitrogênio (ATP)
3
Quebra e liberação de fumarato e
arginina, a qual possui 2 nitrogênios
4
Quebra da Arginina em ureia e ornitina.
A ureia é liberada no sangue, atingindo
os rins e depois a urina. A ornitina é
enviada à mitocôndria para reiniciar o
ciclo
5

47. Proteínas,
aminoácidos e ureia

48. Próximas aulas
Turma A
04/08 (quarta-feira): Integração metabólica (assíncrona)
10/08 (terça-feira): Bioquímica da saliva (síncrona)
11/08: (quarta feira): sem aula – tempo dedicado para os processos avaliativos (questionários)
Turma B
05/08 (quinta-feira): Integração metabólica (assíncrona)
11/08 (quarta-feira): Bioquímica da saliva (síncrona)
12/08: (quinta feira): sem aula – tempo dedicado para os processos avaliativos (questionários)
Questionário 05: Biossíntese de ácidos graxos, Betaoxidação de ácidos graxos, cetogênese
e cetólise– 06/08 18:00
Questionário 06: Metabolismo de Proteínas, Ciclo da Ureia e Integração metabólica–
16/08 18:00