AMINOÁCIDOS II – SÍNTESE

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS
ENGENHARIA DE PESCA
DISCIPLINA: BIOQUÍMICA
AMINOÁCIDOS II – SÍNTESE
Dra. Talita Espósito
BIOSSINTESE DE AA
COO-
amônia
NH4 +
+H
3N
C
H
Esqueleto
carbônico
COO-
R
C
aminoácidos
H
R
Intermediários
da via glicolítica
N2
Intermediários
do ciclo do
ácido cítrico
Intermediários
da via
das pentoses
O NITROGÊNIO DOS AA ORIGINA-SE DA
ATMOSFERA
SÍNTESE DE AMINOÁCIDOS

O processo de síntese proteica requer que estejam presentes na célula, simultaneamente,
TODOS os 20 aa.
Esta condição é crítica:
Nenhuma célula dispõe de reservas de aa
Nem todos os aa que podem ser sintetizados
pelo organismo humano

O organismo humano só sintetiza 11 dos
20 aminoácidos contituintes da proteínas

AA ESSENCIAIS
AA NÃO-ESSENCIAIS
FENILALANINA
ALANINA
HISTIDINA
ARGININA
ISOLEUCINA
ASPARAGINA
LEUCINA
ASPARTTO
LISINA
CISTEINA*
METIONINA
GLUTAMATO
TREONINA
GLUTAMINA
TRIPTOFANO
GLICINA
VALINA
PROLINA
SERINA
TIROSINA*
* Sintetizados a partir de aa essenciais
SÍNTESE DE AMINOÁCIDOS
GLUTAMATO E GLUTAMINA SÃO OS DOADORES DE NITROGÊNIO PARA A SÍNTESE DE AA

Nos seres vivos capazes de sintetizar todos os 20 aa – plantas e muitas bactérias – a
amônia resultante da fixação de N é utilizada, inicialmente para a síntese de glutamato e
glutamina, que constitutem as mais importantes incorporações diretas de N, a partir de
NH4+, como grupamentos de aa. Glutamato e Glutamina fornecem o N para a
produção dos demais aa

Nos mamíferos, a síntese dos aa não-essenciais também é feita a custa do N de
Glutamato e Glutamina
SÍNTESE DE AMINOÁCIDOS:
GLUTAMATO E GLUTAMINA
Regulação alostérica da glutamina sintetase:
- Ponto de controle da entrada para o N
- Regulada por 8 moduladores alostéricos
negativos
BIOSSINTESE DE AA

Os esqueletos carbônicos dos aminoácidos vêm de intermediários da
glicólise, via das pentoses-fosfato e do ciclo de Krebs:
1
2
3
4
5
6
FAMÍLIAS BIOSSINTETICAS DE AA, AGRUPADOS PELOS PRECURSORES METABÓLICOS
NH4+
1
α-cetoglutarato
Gln
Glu
Pro
Glu
2
Oxalacetato
Gln
Asp
Asn
Glu
3
Piruvato
Ala
Glu
4
3-Fosfoglicerato
Gly
Ser
Cys
Glu
5
PEP + Eritrose 4-Fosfato
Ala
1. ALANINAne, ISOLEUCINAe, VALINAe E LEUCINAe
A isoleucina é geralmente considerada um membro da família do
aspartato, já que na maioria das plantas e bactérias, 4 dos 6
carbonos são derivados do aspartato e apenas dois do piruvato.
Entretanto, como 4 das 5 enzimas da via biossintética também
estão envolvidas na síntese da valina, a isoleucina é mais
apropriadamente considerada um aminoácido da família do
piruvato.
A alanina é formada pela transaminação, com o glutamato como
doador do grupo amino e o piruvato como aceptor (ciclo
glicose-alanina amplamente utilizado pelo músculo).
A síntese de leucina envolve uma elongação da cadeia carbônica do
a-isovalerato, resultando em a-cetoisocaproato, um passo
semelhante ao que ocorre na sintese de lisina em fungos.
2. SERINA , GLICINA e CISTEÍNA
ne
ne
ne
O desvio do 3-P-glicerato para a síntese dos aminoácidos da família da serina é
importante não apenas para produção destes aminoácidos e sua incorporação
em proteínas, mas também pela grande variedade de funções desempenhadas
por estes aminoácidos.
Por exemplo: a conversão de serina a glicina produz unidades de um carbono que
podem ser utilizadas nas biossíntese de outras moléculas (como timina e
metionina), assim como para repor o grupo perdido pela metionina em muitas
reações de metilação (onde atua como doadora). Os carbonos da glicina
contribuem para a formação de purinas, heme-compostos, glutationina,
cisteína e até produtos de detoxificação em animais.
Enquanto são necessárias três enzimas para a conversão de 3-P-D-glicerato a serina,
a conversão desta a glicina envolve um único mas complexo passo. Já a
biossíntese de cisteína envolve a transferência de grupos sulfidril à serina
ativada.
Também o triptofano pode ser considerado desta família uma vez que a serina pode
ser incorporada na síntese deste aminoácido (assim como na síntese de
fosfolipídios).
3. FENILALANINAe E TIROSINAne
Estes aminoácidos, juntamente com o
triptofano, compõem a família dos
aminoácidos aromáticos. Estes compartilham
uma via comum para formação do anel
benzeno, via esta também importante na
formação do núcleo aromático nos
precursores das vitaminas E e K, ácido fólico,
ubiquinona e outros.
O ponto de desmembramento é o
corismato, um núcleo ciclohexadieno préaromático.
A via para a fenilalanina e tirosina ainda
permanece comum até a síntese do prefenato.
4. HISTIDINAe
RIBOSE 5-FOSFATO
A via de síntese da histidina em todas as plantas e
bactérias envolve a transferência dos átomos N-1 e C-2 da
adenina do ATP à molécula de PRPP (fosfo-ribosil-pirofosfato), o que se inicia com uma reação de condensação.
Após uma série de reações, o resíduo da molécula de
ATP é liberado como um intermediário da via
biossintética dos nucleotídeos de purina, onde é então
reciclado.
5. GLUTAMATOne, GLUTAMINAne, PROLINAne e ARGININAne
A formação de glutamato e glutamina a partir de acetoglutarato envolve apenas os processos de
transaminação, responsáveis pelo transporte de grupos
amino no organismo para reaproveitamento ou excreção, e
bem descritos na degradação de aminoácidos. A amidação
do glutamato a glutamina é um processo muito bem
regulado, sendo a glutamina sintase uma enzima chave no
controle das necessidades da célula por compostos
nitrogenados.
O a-cetoglutarato pode ainda sofrer amidação direta a partir de
amônia, mas isto se trata de uma exceção na natureza e não
ocorre nos animais superiores.
A conversão de glutamato a prolina se dá por três enzimas.
Ocorre nesta ordem: ativação e redução do grupo
carboxila, ciclização espontânea e outra redução.
A biossíntese de arginina utiliza algumas reações do Ciclo da
Uréia. Também neste caso há ativação e redução do grupo
carboxila do glutamato, passando posteriormente de
orinitina a arginina pelas vias do Ciclo da Uréia.
Assim como estes aminoácidos, também há uma possibilidade de
síntese de lisina a partir de a-cetoglutarato, mas apenas em
fungos.
6. ASPARTATOne, LISINAe, TREONINAe E METIONINAe
Reação de transaminação onde o glutamato é o
doador do grupamento amino.
Para a conversão deste a lisina, metionina e
treonina, uma redução do grupo b-carboxila é
necessária, sendo o aspartato-b-semialdeído um
intermediário comum na síntese dos três.
Para a lisina, a via de síntese em bactérias e plantas
é diferente daquela que ocorre em fungos.
Para a síntese de metionina além do caminho
descrito, há a possibilidade de uma via mais curta, com a
síntese de homocisteína diretamente a partir de Oacilhomoserina (pulando, portanto, dois passos).Embora
a metionina seja o fim desta via e então utilizada na
síntese de proteínas, há um outro intermediário
importante sintetizado a partir deste aminoácido: Sadenosilmetionina, que serve como doador de grupos
metil em muitas reações e até do controle da via de
síntese da metionina em muitos organismos.
Para a transformação de treonina a partir de
homoserina, o grupo hidroxila precisa ser transferido da
posição γ à β, o que ocorre indiretamente.
AMINOÁCIDOS COMO PRECURSORES
DE OUTRAS MOLÉCULAS








Porfirinas e Bilirubinas
Creatina e Fosfocreatina
Glutationa
Substâncias de Plantas
Drogas Antibacterianas
Neurotransmissores
Hormônios
Vasodilatador
Porfirinas e Bilirubinas




Degradação da porfirina produz bilirubina (baço)
A bilirubina é transportada até o fígado ligada a
albumina
No fígado é conjugada com ácido glicurônico e
secretada na bile
Bilirubina no sangue é prova de função hepática
Creatina e Fosfocreatina




Fonte de Pi para síntese rápida de
ATP
Alta concentração nos músculos:
30 mM
2% da creatina muscular é
convertida em fosfocreatina
Creatinina é excretada nos rins:
prova de função renal
Glutationa
Glutationa é um tampão
redox: mantem os grupos
SH- de proteínas e o Fe do
heme na forma reduzida;
remove peróxidos tóxicos,
etc
Substâncias de plantas
Drogas Antibacterianas
Neurotransmissores
Baixa produção de Dopamina:
Doença de Parkinson
Tratamento: L-Dopa
Alta produção de Dopamina:
Esquizofrenia
Neurotransmissores


Descarboxilação do glutamato:
GABA, um neurotransmissor inibitório
Baixa produção: epilepsia
Serotonina
Hormônios
Vasodilatador: Histamina


Histamina é um potente vasodilatador. É liberado em respostas alérgicas
Estimula a secreção ácida no estômago
OBJETIVOS DA AULA DE HOJE:





Destacar a importância da glutamina e do glutamato na síntese dos
aminoácidos e outros compostos aminados;
Descrever a via glutamato/glutamina e sua regulação;
Conhecer os precusores de aminoácidos das vias glicolíticas e das
pentoses, bem como do ciclo de Krebs;
Definir aminoácidos essenciais; e
Conhecer alguns derivados de aminoácidos e sua importância
biológica