Catabolismo dos aminoácidos

Question 1

Quais são as origens dos aminoácidos.

Answer 1

Provenientes da dieta ou síntese no organismo.

Question 2

Quais são os aminoácidos essenciais?

Answer 2

Arginina, Cisteína, Glutamina, Glicina, Prolina e Tirosina.

Question 3

Quais são os aminoácidos não essenciais?

Answer 3

Histidina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Metionina, Feninalanina, Trionina, Triptofano e Valina.

Question 4

Quais são os aminoácidos exclusivamente cetogénicos?

Answer 4

A leucina e a lisina.

Question 5

Os aminoácidos cetogénicos dão origem a quê?

Answer 5

Dão origem a acetil-CoA e acetocacetil-CoA e, posteriormente, a corpos cetónicos.

Question 6

Os aminoácidos glucogénicos dão origem a quê?

Answer 6

Os aminoácidos glucogénicos dão origem a compostos que participam no ciclo do ácido cítrico e, posteriormente, a glucose.

Question 7

Quais são as reações importantes no metabolismo de aminoácidos?

Answer 7

1. Transaminações e outros rearranjos moleculares envolvendo enzimas com piridoxal fosfato (PLP);
2. Transferência de unidades de um carbono com biotina (-CO2) tetrahidrofolato (THF) – em estados de oxidação –OCOH e OCH2OH ou Sadenosilmetionina (S-AdoMet) para unidades de -CH3;
3. Transferência de grupos amino derivados do grupo amida da glutamina – glutamina amido transferases.

Question 8

Quais são as reações que tanto a asparagina como o aspartato têm para a formação de oxaloacetato.

Answer 8

Uma desaminação e uma transaminação.

Question 9

O esqueleto de carbono (ou parte dele) da Ala, Gly,
Ser, Cys, Trp, Thr é convertido em …

Answer 9

Piruvato.

Question 10

Quais são os co-fatores importantes no catabolismo de aminoácidos?

Answer 10

Tetrahidrofolato:
- sintetizado a partir de folato
(vitamina B9)- liga grupos com 1 carbono (em diferentes estados de oxidação) nos átomo de azoto N5 e N10.

S-adenosilmetionina (adoMet)
- principal cofator em reações de transferência de grupos metilo
- sintetizado a partir de ATP e Metionina.

Question 11

Deficiência em Vitamina B12.

Answer 11

• provoca um metil-trap do THF (temos deficiência em THF)
  ➔ inibição da síntese de nucleótidos, seretonina, DOPA, dopamina
• acumula-se homocisteína, que se oxida formando homocistina ➔ Homocistinúria

Question 12

Fale sobre o esqueleto de carbono da Ala, Gly, Ser, Cys, Trp, Thr ser convertido em piruvato.

Answer 12

Serina pode ser convertida em glicina por transferência do grupo metileno para THF (origina N5N10
-metileno-THF);
Glicina é clivada em CO2 e NH4+ e transfere o grupo metileno para THF (origina N5N10
-metileno-THF).
O piruvato pode ser formado por:
-Transaminação de Ala;
-Desaminação de Ser.

Question 13

Fale sobre o catabolismo da glicina.

Answer 13

A glicina vai ser metabolizado a CO2 e NH4+ (e CH2), por ação da enzima de clivagem da glicina que vai catalisar a clivagem oxidativa. Esta reação necessita do co-fator THF.

Question 14

Fale sobre o catabolismo da fenilalanina.

Answer 14

Na principal via de catabolismo da fenilalanina esta é convertida em tirosina, ocorrendo uma oxigenase (fenilalanina hidroxilase) de função mista e requer BH4 (cofator).

Question 15

O que é a fenilcetonúria?

Answer 15

Acumulação de Phe provoca atraso mental: Phe em excesso compete com outros aminoácidos no transporte através da barreira hematoencefálica, provocando um défice nesses aminoácidos no sistema nervoso central (SNC).

Question 16

Qual é a via alternativa de catabolismo de fenilalanina-aumentada na fenilcetonuria

Answer 16

Ocorre uma transaminação onde ser forma fenilpiruvato e este se acumula nos tecidos, sangue e urina. Para além disso, a urina também contém fenillactato e fenilacetato.

Question 17

Fale sobre o catabolismo da tirosina.

Answer 17

A tirosina vai ser transaminada a para-hidroxilfenilpiruvato, com formação de glutamato pela tirosina aminotransferase -> descarboxilação a homogentisato -> forma o meleiloacetoacetato por ação da dioxigenase que vai clivar o anel aromático -> isomerização a fumarilacetoacetato -> clivagem gera fumarato e acetoacetato que origina Acetoacetil-CoA.

Question 18

Fale sobre as deficiências em algumas enzimas do catabolismo da tirosina.

Answer 18

Tirosinemia I- fumarylacetoacetase;
Tirosinemia II- tirosyne aminotransferase;
Tirosinemia III- hydroxyphenylpyruvate dyoxigenase;
Alcaptonúria- homogentisato-1,2-dioxigenase.

Question 19

Esqueleto de carbono de Met, Ile, Thr e Val é convertido em propionil-CoA e em succinil-CoA, desenvolva.

Answer 19

Metionina desmetilada a homocisteína -> transaminação com serina -> cisteína a-cetobutirato (ponto de entrada para a treonina) -> a-cetobutirato desidrogenado originando o Propionil-CoA -> metilmalonil-CoA -> Succinil-CoA.

Question 20

Fale sobre o catabolismo de aa de cadeia ramificada.

Answer 20

AA como valina, Isoleucina e Leucina com cadeias laterais ramificadas e que envolvem transaminases específicas para estes aminoácidos que não existem no fígado. São então oxidados como combustíveis nos tecidos musculares, adiposos, renal e cerebral e por transaminação vão gerar os a-cetoácidos correspondentes. Estes vão ser depois desidrogenados e vão ser ativados por ligação à CoA e vão formar acil-CoA derivados que vão sofrer isomerizações e vão entrar no CK.

Question 21

Fale sobre o metabolismo da serina e da glicina.

Answer 21

A glicina pode receber uma unidade de 1 C, que é transportada pelo THF originando a Serina (sendo esta uma das vias de síntese da serina). Mas a via principal da síntese da serina advém do 3-fosfoglicerato e ocorre no citosol.

Question 22

Como ocorre a biossíntese de cisteína?

Answer 22

Metionina -> S-adenosil-metionina -> s-adenosil-homocisteína (metionina sem
o CH3).
Homocisteína + Serina -> Cisteína

Question 23

O Piridoxal Fosfato além de ser um importante interveniente nas
transaminações, também é importante nas reações de transferência de grupos amina, em que não são necessariamente reações de transaminação.

Answer 23

Verdadeiro.

Question 24

Biossíntese de arginina e prolina

Answer 24

A síntese de arginina já foi mencionada anteriormente a quando do ciclo da ureia. A ornitina que é um dos intermediários no ciclo da ureia também vai ser um percursor da arginina. A ornitina vem do glutamato, glutamato esse que passa a glutamato semi-aldeído, e numa reação de transaminação com Glutamato forma a ornitina que passa a Arginina. O glutamato semi-aldeído também é o percurso da prolina, que no fundo resulta da ciclização da cadeia lateral, depois de várias reações.

Question 25

Fale sobre a biossíntese da tirosina.

Answer 25

Passagem da fenilalanina, por oxidação, a tirosina como já foi falado, por ação da fenilalanina hidroxilase.

Question 26

Fale sobre a síntese de glutationa.

Answer 26

Não é derivada de 1 aminoácido, mas sim de 3 aa, portanto, é um tripéptido y-glutamil-cisteinil-glicina.
Na síntese de glutationa vemos que se trata de uma ligação gama do glutamato à cisteína, esta ligação não é uma ligação ao COO- do carbono alfa, mas sim uma ligação do carboxilo ao carbono gama. Por isso é que é um y-glutamil, pela enzima y-glutamil-cisteína sintetase. A cisteína liga normalmente à glicina, por ação da glutationa sintetase.

Question 27

Porque é importante o resíduo de cisteína na glutationa?

Answer 27

É muito importante
na participação em reações de oxidação-redução e toxificação de peróxidos, em particular peróxidos de hidrogénio.
Na forma reduzida esta molécula possui o grupo –SH da cisteína livre, enquanto que na glutationa oxidada temos uma ponte dissulfureto, formando um di péptido de glutationa, muito importante na remoção de peróxidos e transporte de aa para as células.

Question 28

Fale sobre a glutationa peroxidase.

Answer 28

Glutationa peroxidase é uma enzima de selénio, ou seja, a glutationa vai estabelecer uma ligação com um resíduo de selénio, que tem uma reatividade muito semelhante ao átomo de enxofre. Desta forma a glutationa forma ligação através do grupo sulfidril com o átomo de selénio e durante o processo de remoção dos peróxidos vai haver oxidação e formação da glutationa oxidada, e vai reduzir os peróxidos e desta forma restaurar a molécula de glutationa reduzida.

Question 29

Diga algumas funções importantes da glutationa.

Answer 29

• Defesa antioxidante, é um agente redutor;
• Destoxificação de peróxidos;
• Conjugada com várias drogas aumenta a sua solubilidade e excreção;
• Transporte de aminoácidos através de membranas.

Question 30

Explique o transporte de aminoácidos nas células do epitélio renal.

Answer 30

A γ-glutamil transpeptidase adiciona glutamato da GSH a um aminoácido extracelular;
O γ-glutamil-aminoácido é
transportado para dentro da célula e hidrolisado ➔ liberta aminoácido;
A GSH é ressintetizada ➔ gasto de 3 ATP.

Question 31

Fala sobre a creatina e a fosfocreatina.

Answer 31

A Creatina é sintetizada a partir de glicina, arginina e metionina. A arginina dá o grupo guanidino à glicina formando-se guanidino acetato. Este vai ser ser metilado por transferência do grupo metil da S-adenosilmetionina;
A Fosfocreatina é derivada da creatina e é um tampão energético importante no músculo esquelético e cardíaco (relacionada com a massa muscular) e pode desfosforilar e ciclizar formando a creatinina que é excretada na urina.

Question 32

Síntese de melanina.

Answer 32

Outra das substancias que é derivada de um aminoácido, da oxidação da tirosina, é a melanina que constitui um pigmento negro. A tirosina vai ser hidroxilada e oxidada a grupos oxo, que vão formar a DOPA quinona. Esta molécula pode formar polímeros que vão constituir a melanina.
Outra das substancias que é derivada de um aminoácido, da oxidação da tirosina, é a melanina que constitui um pigmento negro. A tirosina vai ser hidroxilada e oxidada a grupos oxo, que vão formar a DOPA quinona. Esta molécula pode formar polímeros que vão constituir a melanina.

Question 33

Tirosina: percursor de neurotransmissores Dopa e da Dopamina.

Answer 33

Já vimos a formação de Dopa, no metabolismo de melanina, onde tínhamos uma quinona por hidroxilação, aqui temos a molécula de Dopa com os 2 hidroxilos e esta molécula vai ser então descarboxilada formando a dopamina. Isto ocorre por ação da Descarboxilase de aminoácidos aromáticos, com saída do grupo carboxilo. Esta descarboxilação como é normal no metabolismo de aminoácidos, temos uma descarboxilase com cofator o piridoxalfosfato. A dopamina é muito importante e está associada à doença de Parkinson com níveis diminuídos.

Question 34

Tirosina como percursores de catecolaminas.

Answer 34

Ainda nesta linha de síntese da dopamina, são ainda sintetizadas outras catecolaminas, nomeadamente a Norepinefrina e Epinefrina. Neste caso temos mais uma hidroxilação na dopamina, no CH2 que se encontra ligado ao anel aromático, através da dopamina hidroxilase e temos uma metilação na síntese de Epinefrina, por ação da enzima com cofator a adoMet (já estudada anteriormente). Epinefrina=Adrenalina. Estas catecolaminas são muito importantes no controlo da pressão arterial.

Question 35

Síntese de hormonas da tiroide (T3/T4).

Answer 35

São sintetizadas a partir de tirosinas que se encontram/fazem parte abundantemente de uma proteína que é a tiroglobulina.Estes resíduos de tirosina podem ser iodinadas, podem ser monoiodinadas ou diiodinadas conforme o número de iodos que são inseridos no anel, gerando monoiodotirosina (MIT) ou diiodotirosina (DIT).
Estas tirosinas vão condensar-se entre si e vão formar a Tiroxina/tetraiodotrionina (T4) ou Triiodo-L-tironina/T3 conforme as conjugações que tenhamos.
Se tivermos uma condensação de duas diiodotrionanas (2 DIT) vamos formar tiroxina, por outro lado, se tivermos 1 DIT + 1 MIT vamos dar origem à Triiodo-L tironina, que é a forma mais ativa. Na formação da tiroxina vamos, no fundo, perder toda a parte de aminoácido de uma das tirosinas, ficando apenas com o anel aromático + 1 tirosina com estrutura intacta.

Question 36

Triptofano: percursor do neurotransmissor Serotonina.

Answer 36

Hidroxilação do triptofano (triptofano hidroxilase), seguida de desidroxilação (descarboxilase de aminoácidos aromáticos).

Question 37

GABA.

Answer 37

O GABA é no fundo um
glutamato descarboxilado, por ação da glutamato descarboxilase, mais uma enzima de PLP.

Question 38

Histamina.

Answer 38

Descarboxilando ainda a
Histidina temos a formação da
Histamina, que é uma molécula que essencialmente atua como vasodilator e está associado a libertações em grandes quantidades em respostas alérgicas, portanto, encontra-se associado a respostas imunes. Síntese através da ação da histidina descarboxilase, enzima dependente de PLP.

Question 39

Síntese de Óxido Nítrico.

Answer 39

Uma outra molécula importante a nível de sinalização é o Óxido nítrico, que resulta da oxidação do grupo amina da arginina e esta reação é catalisada pela NO sintetase, originando citrulina e óxido nítrico (NO).
NO é uma molécula muito reativa e, portanto, quando se
forma, o raio de atividade é muito pequeno, porque muito
rapidamente encontra uma molécula com a qual vai reagir. Por outro lado, é uma molécula que difunde com muita facilidade, é um gás, portanto é uma molécula sinalizadora com efeito muito rápido, mas o seu efeito faz-se sentir no local de produção e não à distância. No fundo, é um sinalizador local, muito importante na neurotransmissão, coagulação do sangue, controlo da pressão sanguínea (vasodilatador).