Ciclo da Ureia e Síntese de Aminoácidos PDF

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Anotações sobra a aula do ciclo da ureia e a síntese de aminoácidos...

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Transcrição BCM3 Ciclo da Ureia + Síntese de AA - 23/03 Jéssika 0-7’15’’ (áudio 1) Aminoácidos são moléculas com um grupamento amina e um carboxila, além de uma cadeia lateral que confere a especificidade de cada aminoácido. Sua principal função é de síntese proteica, além disso alguns aminoácidos estão relacionadas com a neurotransmissão(glutamato), e alguns não são incorporados a proteínas mas cumprem funções específicas como a ornitina e a citrulina que participam do ciclo da ureia. Dentre outras funções, eles também podem ser utilizados para obtenção de glicose e lipídeos, bases nitrogenadas por conta do grupamento amina. Origem endógena: sintetizados no próprio organismo. Origem exógena: são chamados de essenciais, precisam ser obtidos através da alimentação.

Catabolismo dos Aminoácidos: Está relacionado com a liberação de energia, mas essa quantidade de energia depende do organismo e da sua situação metabólica. Um indivíduo que tem uma dieta rica em proteína vai ter uma maior energia vinculada aos aminoácidos do que um indivíduo que consome pouca proteína. João Victor - 7’15” - 14’30” (Áudio 1) Muitos neurotransmissores são produzidos a partir de aminoácidos. Então, nos animais os aa podem sofrer a sua degradação oxidativa em três circunstâncias diferentes. A meia-vida vida de uma proteína dependerá da função que ela for atuar, como a hemoglobina presente nas nossas hemácias tem uma meia-vida de 120 dias, mas quando chega perto de seu tempo a proteína terá de ser degradada por haver a possibilidade de muitas alterações terem ocorrido, alterações ligadas a glicação das proteínas, se ela não está mais realizando a sua atividade correta,

nosso organismo irá entender que está proteínas precisa ser degradada. É algo fisiológico essa degradação protéica. Também é preciso de uma síntese intensa de proteínas. Quando se tem um processo inflamatório o organismo irá priorizar a síntese dela, sendo necessário o constituinte básico para tanto, que são os aminoácidos. Pode-se pegar aminoácidos da degradação de proteínas que não se está mais sendo utilizada para a formação de novos compostos, ou então podem entrar em outras vias, como a via da glicose, e também na via de obtenção dos corpos cetônicos. Quando os aminoácidos são ingeridos em excesso será catabolizado o excedente. As proteínas são hidrolisadas. Durante o jejum severo, na diabetes ou com desnutrição severa, quando os carboidratos não são acessíveis, as proteínas são utilizadas como a fonte de energia. Quando se tem a ingestão de um aminoácido ingerido em excesso como não conseguimos armazenar ele será utilizado para gerar energia. Em todas as circunstâncias os aminoácidos precisam perder seu grupamento amina e então os alfa-cetoácidos sofrem oxidação. Imaginando o aminoácido, quando se tira o grupamento amina nós temos o esqueleto carbônico, essa esqueleto de carbono e hidrogênio irá sobre oxidação. Jordania – 14’30’’ até 21’45’’ (Áudio 1) Com frequência os esqueletos carbônicos são convertidos em glicose, a qual pode suprir as necessidades energéticas do cérebro, dos músculos com atividade mais intensa e de outros tecidos. Como nos casos das vias metabólicas dos carboidratos e dos lipídeos, os processos de degradação dos aa convergem para vias catabólicas centrais do metabolismo do carbono; então, os esqueletos carbonos entram no ciclo de Krebs e, diferentes de outras vias, como todos os aa possuem esse grupamento amina, ocorre um processo de retirada desses grupos, para que o esqueleto carbônico seja reaproveitado. Isso ocorre por meio de dois processos metabólicos: -O processo metabólico do grupo amino: o corpo não precisa de uma grande quantidade de nitrogênio, pois poucos produtos do corpo são originados a partir dessa molécula, quando comparado ao carbono. -O processo metabólico do esqueleto carbônico: síntese de energia, através da neoglicogênese. Uma grande parte dos grupamentos aminas será excretada; o processo acima se refere às aminas que foram reabsorvidas pelo corpo, não excretadas. As proteínas produzidas de forma endógena e as obtidas na alimentação serão degradadas por enzimas (zimogênios) no estômago ou no intestino, formando monômeros, os aminoácidos. Esses aa, por sua vez, sofrerão uma desaminação (retirada do grupamento amina, que podem ser direcionados para a excreção –

ureia-, biossíntese de novos aa, biossíntese das aminas biológicas -neurotransmissores). Os BCAA são aa isolados não produzidos naturalmente pelo organismo relacionados a produção de proteínas do músculo, hipertrofia, quando atrelado com atividade física. Caso utilize-se de forma não regular, o consumo desses aa em excesso pode gerar glicose, lipídeos, ou seja, nem sempre está relacionado à hipertrofia. Devem-se levar em consideração que, para haver uma hipertrofia, não é necessário somente os aminoácidos, os lipídeos bons também são importantes. Por isso a necessidade da assistência por um profissional para correlacionar a atividade física e alimentação. Ruthely P. ( 21:45- 29) É importante ter um profissional para correlacionar uma alimentação adequada com a intensidade da atividade física. O BCAA tem aminoácidos relacionados aqueles que não produzimos de forma endógena. Além disso, tem-se que ter cuidado com a sobrecarga renal, pois aqueles aminoácidos que não forem consumidos vai gerar ureia, vai precisar de excreção. Tem-se também sobrecarga hepática, pois as enzimas que fazem a metabolização estão no fígado, podendo assim, gerar danos celulares. Por esses motivos é importante que esses indivíduos façam com frequência a dosagem dos marcadores de função hepática e renal. Ao contrário dos carboidratos e lipídios não existe uma reserva para os aminoácidos. Então, se não houver demanda eles vão gerar outras coisas. Vão formar os esqueletos carbônicos e reserva energética. Por outro lado, vamos ter que mobilizar esses aminoácidos como no caso de hipertrofia, para constituição das proteínas relacionadas à musculatura, como actina e troponina. Pode-se formar glicose e lipídios a partir de aminoácidos. As proteínas são degradas naturalmente com velocidades diferentes, como mpor exemplo a ubiquitina descarboxilase é uma proteína que tem uma meia vida muito rápida, 11 minutos, isso significa que a cada 11 minutos que essa proteína é formada ela vai ser levada a degradação. Já as proteínas do ritmo circadiano são degradas ao longo de um dia. A hemoglobina tem a meia-vida igual a das hemácias – 120 dias. A albumina – nossa principal proteína plasmática ( carreadora ) – ela tem uma meiavida de 2 a 3 semanas. Então, cada proteína tem meia-vida diferente. Nosso organismo tem formas de degradar essas proteínas. Uma dessas formas é a ubiquitinação que é uma maneira de marcar aquela proteína. Então, vai ocorrer esse processo de ubiquitinação, essas proteínas ficam marcadas com ubiquitina e a partir disso, são levadas aos proteossomos onde vai ter a degradação dessas proteínas para obtenção dos aminoácidos. Durante esse processo de obtenção de aminoácidos a a partir de proteínas, há a formação, de forma intermediária, de peptídeos. Os lisossomos podem degradar as proteínas endocitadas ou até mesmo organelas, que é o que está relacionado à autofagia. Portanto, não teremos só a

obtenção daquelas proteínas porque chegou seu tempo de meia-vida. Quando as células sofrem morte celular programada, são fagocitadas ou entram em processo de autofagia, a célula é rica em proteínas, e essas proteínas também vão gerar aminoácidos, os quais podem ter seu esqueleto carbônico e seu grupamento amino aproveitados ( de forma separada ) . A partir daí os aminoácidos podem ser transformados em glicose ou glicerol. O primeiro passo é a remoção do grupamento amino. Portanto, a degradação dos aminoácidos está interligada ao ciclo de Krebs, pois, com a saída do grupamento amino o esqueleto carbônico pode entrar nas vias metabólicas do ciclo de Krebs. Como por exemplo a Alanina, que quando perde o amino forma o piruvato. O glutamato está diretamente relacionado ao ciclo da ureia ele que vai carregar o grupamento amino oriundo dos outros aminoácidos.

Transcrição de Jorge Alberto (29-36:15) O glutamato vai merecer um foco especial nessa aula porque ele está bem correlacionado com o ciclo da ureia, ele que vai carregar esse grupamento amina oriundo dos outros aminoácidos, então esse glutamato quando perde o grupamento amina e sofre outra oxidação ele vai formar um alfa-cetoglutarato, então todos os 20 aminoácidos após perderem o seu grupamento amina e serem metabolizados mais um pouquinho eles são capazes de entrar no ciclo de Krebs como na forma de alfacetoglutarato, oxaloaceto. Então dessa forma a gente tem os aminoácidos que são glicogênicos que podem gerar a glicose como o glutamato, arginina, glutamina. Como também os aminoácidos cetogênicos que vão formar o aceitl coA, mas que não é capaz de formar a glicose. P: Cada aminoácido vai entrar um lugar específico? R: Então, cada aminoácido vai gerar o seu produto específico, vai depender do tipo de aminoácido. Além disso, existem uns que podem estar relacionado tanto a formação de corpos cetônicos, quanto a formação de glicose, os glicocetogênicos. P: Os de cadeia ramificada estão relacionados a formação de qual grupo? R: Estão relacionado a formação de succinil coA. É importante dessa aula saber que existem essas diferenciações dos aminoácidos em glicogênicos, cetogênicos e glicocetogênicos (podem formar tanto a glicose quanto os corpos cetônicos). Qualquer aminoácido na dieta pode acabar se transformando em ácido graxo. As vezes, a gente associa ganho de peso ao consumo de lipídios, mas se eu fizer uma ingestão calórica muito alta eu também posso acumular reserva energética na forma de glicogênio. No jejum os glicogênicos irão formar glicose e os cetogênicos irão formar corpos cetônicos. Apesar de eu estar falando no jejum, naturalmente quando a gente tem degradação das proteínas em aminoácidos e aqueles aminoácidos eu não vou

utilizar pra construir novas proteínas, estão em excesso, esses aminoácidos eles vão ser levados a formação de glicose e corpos cetônicos. Porque a gente sempre fica com aquela ideia, que a primeira fonte energética vai ser o carboidrato, depois os lipídios e por últimos as proteínas, isso é certo quando estou obtendo de fontes de reserva, mas quando esses aminoácidos estão sendo degradados naturalmente, eles podem ser utilizados pra a obtenção de glicose e corpos cetônicos. Como é que a gente pode tirar o grupamento amina desses aminoácidos? Esse grupamento amina é removido do glutamato pela glutamato-desidrogenase formando o alfa-cetoglutarato e gerando um NADH a partir de um NAD.

Jorge Rosendo 36m15s\43m30s Então, o Glutamato irá perder o grupamento amina, pois a enzima glutamato desidrogenase irá possibilitar isso, se tornando alfa-cetoglutarato, além da formação de NADH a partir do NAD. Esse grupamento Amina é removido de outros aminoácidos também, porém, eles são transferidos para o alfa-cetoglutarato, formando novamente o glutamato. É retirado o grupamento amina e posteriormente observamos sua volta. Por qual motivo nosso organismo faz isso? Pois, o glutamato vai para o fígado, cederá esse grupamento amina, que irá entrar no ciclo da ureia. Repetindo, como essa reação acontece em todos os tecidos, é retirado o grupamento amina e transferido para o glutamato, que tem entrada livre no fígado, e lá esse grupamento amina sai do glutamato e vai para o ciclo da ureia (glutamato transporta o grupamento amina para o ciclo da ureia). As aminotransferases são enzimas que contém o grupamento piridoxal fosfato (forma ativa da vitamina B6) sendo um cofator enzimático, ele é importante, pois, estará ligado ou a um aldeído ou ao grupamento amina. Essa piridoxal fosfato será cofator da enzima aminotransferase. Dessa forma, uma carência de vitamina B6 pode alterar a função dessa enzima. O glutamato é o único aminoácido que pode ser pré-aminado na próxima etapa. Essas duas reações ocorrem em conjunto, permitindo a remoção do grupamento amina dos outros aminoácidos. Assim, O alfa cetoglutarato irá receber um grupamento amina dos aminoácidos, formando o glutamato e o alfa cetoácido.

Júlia 43m30s/50m45s (Áudio 1) Transaminação + desaminação : As duas reações em conjunto possibilitam a remoção do grupo amina dos outros aminoácidos. Transaminação -> O alfa-cetoglutarato recebe um grupamento amino de outros aminoácidos gerando o Glutamato e alfa-cetoácido do outro aminoácido (o que cedeu o grupamento Amino) -> através da enzima amino-transferase.

Obs: na transaminação você faz uma troca de grupamento amina entre aminoácidos diferentes e na desaminação você retira o grupamento amina e deixa o aminoácido isolado.

O glutamato por sua vez vai sofrer uma desaminação , ele vai perder o grupamento amina e vai restaurar o alfa-cetoglutarato-> através da enzima glutamatodesidrogenase

Obs : O Glutamato irá realizar sua desaminação do fígado. É importante que só ele praticamente faça isso no fígado para que o mesmo não fique sobrecarregado . -> pois se qualquer aminoácido fizesse esse papel o fígado ficaria sobrecarregado de muitas enzimas diferentes , para a desaminação de cada aa específico . Então , como foi citado as duas reações em conjunto possibilitam a remoção do grupo amina dos outros aminoácidos Karinna 50:45-58:00 Lembrando: qual o que precisa da vitamina B6? Aminotransferase. Então, essa parte da desaminação vai ocorrer no fígado, onde vai acontecer o ciclo da ureia, onde vai utilizar o grupamento amino, que está livre. Na transaminação ele não fica livre porque eu preciso de um aminoácido para um alfa cetoglutarato para formar outro aminoácido e, no fígado, vai ter desaminação onde vai isolar o grupamento amino. ● Transaminase transfere o grupamento amino.

● Desaminação está perdendo o grupamento amino. É o único tecido capaz de metabolizar amônia em ureia, uma molécula de baixa toxicidade e alta solubilidade, para que se consiga eliminar pela via urinária A amônia é muito tóxica e, devido isso, precisa-se de uma desaminação redutiva para transformar o alfa cetoglutarato em glutamato pela glutamato desidrogenase. Ambas as enzimas estão em alta concentração no cérebro e lá não pode ter amônia que está relacionada a depressão de ATP e a diminuição de neurotransmissores. A ureia tem dois grupamentos amina e, para formar essa ureia, é preciso de grupamento amina de duas fontes e não é algo simples. A excreção do nitrogênio no ciclo da ureia pode ser de três tipo, a depender do indivíduo. ● Amoniotélicos: conseguem excretar amônia. ● Ureotélicos: conseguem excretar ureia. ● Uricotélicos: conseguem excretar ácido úrico. Nós conseguimos excretar tanto ureia quanto ácido úrico, só que excretamos muito mais uréia do que ácido úrico. Ácido úrico, para nós, está relacionado com o metabolismo das purinas e das pirimidinas, das bases nitrogenadas. Então, nós temos uma quantidade bem maior de proteínas do que de bases nitrogenadas obtidas de degradação por isso, o metabolismo das proteínas leva a produção de ureia muito em maior quantidade do que o metabolismo das pirimidinas para formação do ácido úrico. Ciclo da ureia: uma parte acontece na mitocôndria e outra no citosol. Inicialmente, essa amônia é conjugada ao bicarbonato (até porque nós temos uma grande concentração de bicarbonato, devido a respiração. Gás carbônico + água = base do bicarbonato) consumindo ATP, formando o carbamoil-fosfato por meio da enzima carbanoilfostato sintetase 1 (essa enzima é uma forma de controlar o ciclo da uréia, podendo ser inibida ou ativada alostericamente). RESUMO: O grupamento amina se conjuga ao bicarbonato se conjuga ao ATP e forma carbamoil-fosfato, através da enzima carbanoilfostato sintetase 1 (essa primeira etapa acontece na mitocôndria). A carbamoil-fosfato se liga ao grupo amina (que já vai estar na mitocôndria) formando a citrulina (ela consegue sair da mitocôndria e vai para o citosol). Essa citrulina se liga ao aspartato (doa mais um grupamento amina para o ciclo da uréia) formando o arginino-succinato. O aspartato é formado devido a transaminação do oxaloacetato, ou seja, está relacionado ao ciclo de Krebs. O arginino-succinato, por sua vez, é clivado... Klausen 58min-1h:05m:15s O argininosuccinato por sua vez é clivado em fumarato e arginina. Esse fumarato irá ser utilizado no ciclo de Krebs e a arginina forma a ureia e a ornitina. A ornitina volta para a mitocôndria onde dará continuidade ao ciclo da ureia. Ou seja, reciclando o ciclo a ornitina e agora a obtenção da ureia.

Repetindo os passos: O grupamento amina que vem do glutamato entra na mitocôndria da célula juntamente com a base de bicarbonato, consumindo ATP e, através de uma reação catalisada pela carbamoil-fosfatosintetase, obtêm-se o carbamoil-fosfato. Esse carbamoil-fosfato se liga a ornitina, que já está na mitocôndria, formando a citrulina. A citrulina sai da mitocôndria e vai para o citosol e, no citosol, se liga ao aspartato. O aspartato fornece o 2º grupamento amina, formando a argeninosuccinato. Esse argeninosuccinato é clivado em fumarato e argenina. A argenina forma a ureia e a ornitina. A ornitina volta para a mitocôndria para reiniciar o ciclo da ureia.

Em resumo a partir da amônia, bicarbonato e aspartato vamos formar o fumarato e a ureia. Com a ornitina funcionando como intermediário. Podemos perceber que ambos os ciclos estão interligados, o ciclo da ureia e Krebs, ou seja, se ocorrer um problema no ciclo da ureia, poderá afetar também o ciclo de Krebs. Transcrição Laísa - 1:05:15 - 1:12:30 (...) E também essas alterações depende muito da atividade da enzima. Às vezes a enzima é deficiente, não há sua produção, mas ela pode estar com a função menor do que seria o normal, às vezes está mais ativa ou menos ativa. Se a professora perguntar quais são os produtos que estão correlacionados ao ciclo de Krebs e ao ciclo da Ureia são : aspartato e fumarato. (Questão de prova) Como é regulado o ciclo da Ureia? Está associado aquela primeira enzima. É importante lembrar que todas as enzimas aumentam sua atividade a partir do momento que aumenta a concentração do substrato. A argininosuccinato sintetase é ativada quando há uma grande produção de glutamato, pois se há mais glutamato também terá uma maior quantidade de grupamento amina chegando para ser degradado para formar ureia.

Então, a longo prazo a concentração das enzimas regula velocidade do ciclo e o aumento da ingestão de proteínas e o jejum prolongado aumentam a síntese de todas as enzimas. A autoingestão é porque precisará produzir mais uréia, pois está recebendo muito grupamento amina da fonte proteica da alimentação. E no jejum prolongado o que acontece é o corpo vai precisar obter o esqueleto carbônico alfa

ceta ácidos para gerar energia. Essa é a associação da produção das enzimas em maior quantidade nessas duas situações. Assim, a partir disso o que acontece com a ureia? Ela é excretada na urina carregando nitrogênio para fora do corpo, e essa não é a única maneira de excretar o nitrogênio. Outra forma é a partir da creatinina, que ela é um produto a partir do metabolismo da creatina fosfato no músculo e também carrega nitrogênio pra excreção. Então, como já foi visto a parte do sistema urinário na histologia, para associar com a bioquímica, na aula prática será feita a dosagem da ureia e da creatinina, pois estão correlacionadas com a função renal. Se tiver algum problema e o nitrogênio não estiver sendo eliminado na forma de uréia e creatinina vai ter altas concentrações desse composto no sangue, vai estar circulando no corpo, já que não consegue ser eliminado, por isso que as provas de dosagem da função renal são ureia e creatinina. Só que foi visto que a quantidade de ureia produzida está correlacionada com a alimentação, se há muito consumo de proteína ou no jejum prolongado, pode-se estar eliminando uma maior quantidade de ureia. Já a creatinina é algo um pouco mais seguro porque não está relacionada com a alimentação, mas pode estar um pouco relacionada com a atividade física, pois está totalmente voltada para a massa muscular, e as mulheres por possuírem menor massa muscular que os homens também tem uma concentração menor da creatinina. Além disso, tem um novo marcador, que é mais espec...