O documento discute transaminases, enzimas que catalisam a transferência reversível de grupos aminos entre aminoácidos. Especificamente: 1) Transaminases são importantes na produção de aminoácidos e geração de energia no ciclo de Krebs. 2) O fígado produz mais de 60 transaminases, sendo ALT e AST as mais relevantes clinicamente e úteis no diagnóstico de doenças hepáticas. 3) Transaminases podem ser usadas na síntese assimétrica de aminas quirais a partir de c

1. Biotransformação e Catálise Enzimática –
Transaminases
Prof. Dr. Ivaldo I. Junior

2. Transaminases
• Biologicamente, as
transaminases são
importantes na
produção de vários
aminoácidos e na
geração de energia
no ciclo de Krebs.

4. Transaminases

14. Várias transaminações acontecem nos tecidos do organismo humano, sendo elas
específicas por um par amino/cetoácido;
Esta reação é reversível, portanto, determinada pela espécie que está em excesso.
Estas enzimas atuam também na excreção de compostos nitrogenados, como amônio,
uréia e ácido úrico.
Medindo suas concentrações no sangue podem ser diagnosticadas várias
doenças, entre elas a indicação de lesões hepáticas e cardíacas
Transaminases

15. Transaminases no fígado
• O fígado é o maior orgão do corpo humano representando 2,5
a 4,5% da massa corporal total com um peso médio de 1500g.
(1) lobo direito, (2) lobo esquerdo, (3) lobo
caudado, (4) lobo quadrado, (5) artéria
hepática e veia porta, (6) nódulos linfáticos
hepáticos, (7) vesícula biliar.

16. Transaminases no fígado
• Os hepatócitos são as
células mais importantes
do fígado constituindo
cerca de 2/3 da sua
massa.
• células de Kupffer (maior
acúmulo de macrófagos
em todo o corpo,
responsáveis pela
fagocitose de diversas
substâncias) e as células
de Ito ou estreladas
(reserva de substâncias
lipídicas e papel na
fibrose hepática
patológica)

17. Transaminases no fígado

18. Transaminases no fígado

19. Transaminases no fígado
• Fase 1: oxidação/redução
(hidroxilação, desalogenação,
dealquilação, etc) – CIP 450
• Fase 2: Conjugação: ácido
glicurônico, sulfatos,
glutationa

25. ● O fígado produz mais de 60 transaminases, sendo que
apenas duas são de maior importância clínica, a
alanina aminotransferase (ALT) ou transaminase
glutâmico-pirúvica (TGP) e a aspartato
aminotransferase (AST) ou transaminase glutâmico-
oxalacética (TGO). Nenhuma delas é específica do
fígado.
● Os níveis destas enzimas não medem a extensão de
dano no fígado ou mostram um prognóstico da
evolução futura. Assim, os níveis de TGO e TGP não
podem ser usados para determinar o grau de dano
hepático ou predizer o futuro.
Transaminases no fígado

26. TGO (TRANSAMINASE GLUTÂMICO-
OXALACÉTICA)/AST (ASPARTATO
AMINOTRANSFERASE)
● Catalisa a conversão de aspartato em
oxaloacetato.
L-aspartato + a-cetoglutarato oxaloacetato +
L-glutamato

27. TGO
● É encontrada em diversos órgãos e tecidos, incluindo
fígado, coração (miocárdio), músculo
esquelético, pâncreas, rins e eritrócitos.
● Está presente no citoplasma e também nas
mitocôndrias, e, portanto, sua elevação indica
um comprometimento celular mais profundo.

28. TGO
● Utilidade: diagnóstico diferencial de doenças do
sistema hepatobiliar e do pâncreas.
● A determinação da atividade sérica dessa
enzima pode ser útil em hepatopatias, infarto
do miocárdio e miopatias.

29. TGO
Aumentada em:
● Doenças hepáticas
1. Necrose aguda de céls. parenquimatosas Hepatite
viral aguda (20 a 100x)/Hepatite alcoólica
2. Congestão (cirrose, obstrução biliar, CA primário ou
metastásico, granuloma, isquemia hepática)
3. Eclâmpsia
4. Drogas hepatotóxicas (p ex., tetracloride carbono)

30. TGO
Aumentada em:
● Doenças musculoesqueléticas
1.Injeções IM
2.Mioglobinúria
3.Infarto agudo do miocárdio (especialmente útil
em pacientes testados >48 horas após
aparecimento de sintomas)

31. TGO
Aumentada em:
● Pancreatite aguda
● Injúria intestinal (cirurgia, infarto)
● Injúria por irradiação local
● Infarto pulmonar (aumento +/- leve)
● Infarto cerebral (aumento em 50% dos pacientes na
semana subseqüente)
● Anemia hemolítica
● Queimaduras
● Drogas (heparinoterapia, salicilatos, opiáceos,
tetraciclina)

32. TGO
Normal em:
● Insuficiência coronariana
● Angina pectoris
● Pericardite
● ICC sem dano hepático

33. TGP (TRANSAMINASE GLUTÂMICO-
PIRÚVICA)/ALT (ALANINA
AMINOTRANSFERASE)
● Catalisa a conversão de alanina em ácido pirúvico.
● Maiores concentrações: fígado, rim e em pequenas
quantidades no coração e na musculatura
esquelética.
● ↑ [ ] recém-nascidos: é atribuído à imaturidade dos
hepatócitos nos neonatos, que apresentam as
membranas celulares mais permeáveis. Os valores
se igualam aos níveis do adulto em torno dos 3
meses de idade.

34. TGP
● Sua origem é predominantemente
citoplasmática, fazendo com que se eleve
rapidamente após a lesão hepática, tornando-
se um marcador sensível da função do fígado.
● Utilidade: diagnóstico diferencial de doenças do
sistema hepatobiliar e do pâncreas.

35. TGP
Aumentada em:
● Obesidade (1 a 3x)
● Pré-eclâmpsia grave (ambas)
● Leucemia linfoblástica aguda rapidamente
progressiva (ambas)

36. TGP
Diminuída em:
● Infecção do trato GU
● Malignidades

37. • As transaminases, também conhecidas como
aminotransferases (EC 2.6.1.X), pertencem a classe das
transferases e catalisam a transferência reversível de um
grupo amino ligado a um aminoácido, resultando na
formação de um α-cetoácido. Esta transferência é auxiliada
pelo grupo prostético piridoxal-5’-fosfato (PLP).
• Todas as transaminases catalisam o mesmo tipo de reação,
porém, apresentam diferentes especificidades. As ω-
transaminases (EC 2.6.1.18), por exemplo, transferem
grupos amino que estão separados da carboxila por pelo
menos um metileno.
Transaminases

38. Transaminases

39. • Transaminases podem ser utilizadas na resolução cinética de aminas racêmicas via
oxidação enantiosseletiva para obtenção de aminas opticamente puras;
• Nessa reação é utilizado um composto carbonílico, piruvato, que receberá o grupo amino
proveniente da oxidação de um enantiômero da amina racêmica.
Transaminases

40. • Tais biocatalisadores também podem ser utilizadas na síntese
assimétrica de aminas partindo de cetonas e um doador de
grupo amino, por exemplo, a alanina.
Transaminases

41. Transaminases
• 100% de rendimento da amina desejada - reação que
está em equilíbrio, e este deslocado no sentido da
cetona.
• Uma alternativa eficiente para deslocar o equilíbrio
no sentido da formação da amina, é o uso da alanina
como doador do grupo amino, pois o co-produto,
piruvato, pode ser removido por redução com a
enzima lactato desidrogenase (LDH). Para a
regeneração do co-fator NADH, utiliza-se um sistema
contendo glucose e glucose desidrogenase (GDH).
Esta última enzima promove uma aminação redutiva
no piruvato, passando por um intermediário imínio,
gerando novamente alanina; esta transformação é
auxiliada por resíduos ácidos e básicos da estrutura
da enzima.
• Desse modo, o doador do grupo amino está sempre
em excesso, deslocando o equilíbrio para o sentido de
formação da amina desejada. Nesse caso, o sistema
de regeneração do cofator NADH implica no uso de
formato de amônio e a enzima formato
desidrogenase . A regeneração de NADH é efetuada
por ser requerido em quantidades estequiométricas,
e por tratar-se de um reagente um tanto quanto
oneroso.

42. • As transaminases atuam através de
um mecanismo do tipo ping pong,
em duas etapas.
• Na primeira etapa o doador de
amino reage com o PLP gerando
piridoxamina fosfato (PMP).
• Em seguida, o grupo amino é
transferido do PMP para um
aceptor de amino.
• O esquema mostra o mecanismo
de ação das transaminases,
empregando a isopropilamina como
doador de amino e acetofenona
como aceptor de amino.
Transaminases

43. Transaminases e aminas quirais
• Aminas quirais são importantes compostos orgânicos devido à
sua aplicação na preparação de produtos industriais de
relevante interesse.
• Aproximadamente 20% dos fármacos contém um grupo
amino ligado a um centro quiral;
• Manipulação de álcoois e aminoácidos opticamente
ativos,uso de auxiliares quirais para indução de assimetria, e
sínteses assimétricas usando bio- ou quimio-catalisadores;

46. Transaminases e Aminas Quirais

47. Transaminases e Aminas Quirais
• Dentre os métodos químicos para a síntese de aminas quirais
a maioria emprega um auxiliar ou catalisador quiral, sendo
que este último pode conter metais de transição (Ru, Pd, Au);
• A aminação redutiva enantiosseletiva de cetonas próquirais
aparece como um dos métodos mais empregados para este
fins;

48. • Herbicida Metolaclor. Na oportunidade foram empregadas a
metoxiacetona (50) com a 2-metil-5-etilanilina (51) contando
com catálise de irídio e uso de auxiliar quiral e obtendo
a correspondente amina quiral 52 com e.e. de 76%
Transaminases e Aminas Quirais

49. Resolução Cinética Dinâmica
• A resolução cinética dinâmica é uma alternativa para a síntese de aminas quirais, o qual envolve a
combinação de uma transformação enantiosseletiva com um processo de racemização in situ,
fornecendo compostos enantiomericamente puros, com rendimentos de até 100%.
• A metodologia mais comum envolve uma lipase como biocatalisador e um
complexo metal-orgânico como catalisador químico responsável pela racemização do substrato