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Processo de
obtenção de energia
das células –
respiração celular
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As proteínas são constituídas de subunidades
monoméricas simples
AMINOÁCIDOS
• Macromolécula mais abundante nas células
• Grande variedade (tamanho e função) Pequenos peptídeos a grandes cadeias com PM alto
Diversidade funcional (enzimas, estruturais, defesa, transportadores, sinais, hormônios, etc)
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Degradação das proteínas celulares é um
processo constante e importante nas células
Regulação atividade – meia vida de segundos a dias
dependendo da função
Reciclagem de aminoácidos – incorporação de N mas
moléculas dos seres vivos gasta energia e portanto suas
formas biologicamente ativas devem ser aproveitadas
Regulação qualidade – proteínas sintetizadas com erros
Fonte de energia metabólica – degradação do esqueleto carbonico gera intermediários do TCA
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( oxidação depende do organismo e da situação metabólica)
• Carnívoro – após alimentação 90% energia metabólica
vem da oxidação dos aminoácidos
• Microrganismos – normalmente retiram aminoácidos do
meio para oxidá-los (energia), quando falta N o carbono
em excesso é estocado (polihidroxibutirato)
• Plantas – raramente oxidam aminoácidos para obter
energia, usam essas moléculas na síntese de proteínas
e outras moléculas
Aminoácidos exercem um importante papel na células
Oxidação é um processos importantes nas sementes em
germinação e nas plantas em senescência
1/2 do conjunto de proteínas de uma planta é trocado a cada 4 a 7
dias (10.000 proteínas diferentes)
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DEGRADAÇÃO DAS PROTEÍNAS TEM ENZIMAS
IMPORTANTES E ESPECÍFICAS
Proteases – enzimas que liberam os aminoácidos das
cadeias polipeptídicas – reação de hidrólise.
Animais maioria é produzida na forma inativa – zimogênios – e são
ativadas no momento do uso por fatores especiais
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Endoproteases ou
endopeptidases
Aminoprotease ou aminopeptidase
Carboxiprotease ou carboxipeptidase
Classificação proteases de acordo com o local de hidrólise
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1 - Grupamentos amino usados síntese de outros aminoácidos (transaminação), transportados para outros tecidos ou excretados (animais).
2 - O esqueleto carbônico deles são transformados em intermediários do TCA – energia ou síntese de outros compostos.
Aminoácidos liberados das proteínas podem
ser usados para a síntese de novas proteínas
ou aminoácidos ou são oxidados (energia)
Oxidação dos aminoácidos
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Transaminações Des/carbamilações
Transferência de grupo amino Transferência de Carbono
Piridoxal fosfato
(vitamina B6)
Biotina (CO2)
Tetrahidrofolato (-C)
Adenosilmetionina (-CH3)
Cofatores envolvidos (grupos prostéticos)
TRANSAMINASES OU
AMINO TRANSFERASES CONJUNTO DE ENZIMAS
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TRANSAMINAÇÃO – transaminases ou aminotransferases
Ácido carboxílico Aminoácido
Aminoácido Ácido
carboxílico
Uma para cada aminoácido mas com o mesmo mecanismo de
ação e mesmo grupo prostético
Derivado fosforilado da vitamina B6 (Piridoxina) Carreador de grupos amino no sítio ativo das aminotransferases
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O que acontece com a amônia/amônio formados se eles não
forem usados ?
Amônio tóxico
para as células –
dissipa gradiente
de prótons
transmembrana
importante na
Fosforilação
oxidativa, na
Fotofosforilação e
no transporte de
diversos íons e
moléculas.
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Vegetais praticamente não oxidam os aminoácidos e
portanto não necessitam de eliminar amônio.
Esse íon quando é formado ou absorvido pelas raízes
são incorporados em um a molécula de glutamato
formando a glutamina – podendo ser usados para a
síntese de outros compostos nitrogenados
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CICLO UREIA
Animais que
necessitam de
obter energia a
partir de
aminoácidos
precisam eliminar
o nitrogênio em
excesso ingerido.
• Tranforma amonia em uma
molécula inerte com 2 N
• Ocorre na mitocondria e
citossol
• Gasta ATP
• Ureia importante papel no
ciclo do nitrogênio
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Animais que excretam N amínico na forma de uréia são
chamados de ureotélicos – animais vertebrados terrestres e
tubarões
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Animais que excretam N amínico na forma de amônia são
chamados de amoniotélicos – peixes ósseos, anfibios e animais
aquáticos
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Animais que excretam N amínico na forma de ácido úrico
são chamados de uricotélicos – aves, répteis e insetos
(semi-sólido , baixa disponibilidade de água)
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DES/CARBAMILAÇÃO
Reações importantes tanto na oxidação como
na síntese de aminoácidos
3 cofatores importantes:
Biotina - Transfere C na forma de - CO2
Tetrahidrofolato – THF - Transporta grupos com
carbono - CH3, CH2, COH, CNH
Adenosilmetionina - Transferência de metil -CH3
Qual o destino metabólico do esqueleto
carbônico dos aminoácidos?
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CADA UM DOS AMINOÁCIDOS TEM UMA VIA
DIFERENTE DE DEGRADAÇÃO
As vias de degradação do
esqueleto carbônico dos
aminoácidos originam
moléculas envolvidas nas vias
glicolíticas e TCA
Esqueleto carbônico dos aminoácidos
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As vias de degradação do esqueleto carbônico dos
aminoácidos originam 4 intermediários do TCA
(oxalacetato, α-cetoglutarato, succinil-CoA e fumarato),
piruvato (Glicólise) e acetil-CoA
Gliconeogenese - citossol
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Assuntos a serem estudados: Importância da oxidação dos aminoácidos em diferentes organismos Principais condições metabólicas para oxidação dos aminoácidos Degradação das proteínas por proteases Transaminases, cofatores e reações de transaminação Destino metabólico dos grupos amino e ciclo da uréia Vias gerais de degradação dos aminoácidos – produto final Não precisam ser estudos os detalhes dos mecanismos de regulação das vias de degradação, doenças animais e detalhes das vias de oxidação de cada aminoácido.
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10 minutos de intervalo e voltar para fazer exercício de fixação
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Aminoácido Via metabólica Metabolito originado
EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 6
Oxidação de aminoácidos
1.Qual a importância biológica da degradação de proteínas em diferentes
organismos?
2.Porque as proteínas precisam ser constantemente degradadas nos
organismos?
3.Como é o processo de degradação dos aminoácidos, quais enzimas e
cofatores estão envolvidos e qual o destino dos produtos (grupo amino e
cadeia carbônica)?
4.A degradação do esqueleto carbônico dos aminoácidos origina quais
moléculas envolvidas no metabolismo de carboidratos. Faça uma tabela
considerando os vinte aminoácidos naturalmente existentes na natureza,
o metabolito que eles originam e a via a que esse metabolito pertence.