O desvio do alfa-cetoglutarato para a produção de glutamato pelas reações de transaminação, propicia numa redução na concentração de alfa-cetoglutarato no metabolismo do organismo. Esta redução não é viável e, portanto, o mesmo é reposto no metabolismo através da degradação de alguns aminoácidos.
Cinco aa são convertidos em alfa-cetoglutarato. São eles: prolina, histidina, glutamina, glutamato e arginina. Sendo que, a prolina, histidina, arginina e glutamina são, primeiramente, convertidas em glutamato para que este, por fim, sofra uma desaminação produzindo alfa-cetoglutarato.
A prolina e a glutamina possuem esqueletos com cinco átomos de carbono. A estrutura cíclica da prolina é aberta e rompida pela oxidação do carbono mais distante da carboxila, esta nova estrutura linear sofre hidrólise formando um semi-aldeído linear. Este é mais oxidado no mesmo átomo de carbono para produzir glutamato. A conversão da glutamina em glutamato é realizada pela ação da glutaminase ou, quando ela entrega seu nitrogênio a um receptor.
Já a arginina e a histidina possuem cinco átomos de carbono adjacentes e um sexto carbono ligado através de um átomo de nitrogênio.
A conversão de histidina na estrutura do glutamato ocorre em uma via de muitos passos. Já a arginina, através do ciclo da uréia é convertida em ornitina e esta é transaminada em glutamato semi-aldeído e, por fim glutamato, pela oxidação daquele.
domingo, 9 de dezembro de 2007
Degradação da amônia
A geração de energia metabólica dá-se principalmente pela oxidação da glicose. No entanto, os aminoácidos, derivados das proteínas obtidas na alimentação ou da degradação de proteínas intracelulares, contribuem significadamente para esta produção de energia.
A energia metabólica derivada dos aa varia para cada organismo: os carnívoros podem obter da oxidação dos aa até 90% das suas necessidades energéticas; os herbívoros obtem apenas uma pequena fração do que necessita; os microorganismos podem retirar os aa do seu ambiente, desde que estejam disponíveis, e estes aa podem ser oxidados como combustível quando requerido pelas condições metabólicas; já as plantas fotossintetizantes não utilizam aa como fonte de energia, uma vez que elas produzem carboidratos, que são utilizados, quase exclusivamente, como fonte de energia.
O catabolismo dos aa, como dos açúcares e dos ácidos graxos, encaminham-se para as vias centrais do metabolismo do carbono. Os esqueletos carbônicos dos aa direcionam-se, em geral, para o ciclo do ácido cítrico e, de lá, são oxidados para produzirem energia química, ou direcionados para a gliconeogênese (síntese de glicose).
Porém, existe uma diferença na degradação dos aa, afinal estes possuem um grupo amino. Dessa forma, cada via degradativa possui um processo no qual o grupo amino é retirado do esqueleto carbônico e, em seguida degradado.
É nesta via, de separação e degradação do grupo amino, que alfa-cetoglutarato entra desempenhando um papel crucial.
Os grupos amino dos aa são, em geral, transferidos para alfa-cetoglutarato no citossol dos hepatócitos para originar glutamato. Este é transportado para o interior da mitocôndria, onde ocorre a redução do grupo amino formando amônia. O excesso de amônia, composto muito tóxico, gerado em diversos tecidos do organismo é convertida em nitrogênio amida da glutamina e transportado para o fígado. Lá, a glutamina se converte em glutamato e amônia, sendo que esta forma uréia num complexo ciclo e, posteriormente, é excretada pelo rim.
As reações, nas quais o grupo amino é transferido para o alfa-cetoglutarato, produzindo o respectivo alfa-cetoácido análogo do aminoácido e o glutamato, são denominadas reações de transaminação. Nestas reações não ocorre uma desaminação líquida final (isto é, perda de grupos amino), pois o alfa-cetoglutarato torna-se aminado à medida que o aa é desaminado.
O efeito das reações de transaminação é coletar os grupos aminos de muitos aa diferentes na forma de apenas um, o glutamato. Um exemplo deste tipo de reação é:
alfa-cetoglutarato + alanina _______________ glutamato + piruvato
As células contêm várias aminotransferases (enzimas) diferentes, muitas específicas para o alfa-cetoglutarato, como o receptor do grupo amino. O PLP (piridoxal fosfato) também é um importante catalisador, pois facilita a transferência do grupo amino para o glutamato.
A energia metabólica derivada dos aa varia para cada organismo: os carnívoros podem obter da oxidação dos aa até 90% das suas necessidades energéticas; os herbívoros obtem apenas uma pequena fração do que necessita; os microorganismos podem retirar os aa do seu ambiente, desde que estejam disponíveis, e estes aa podem ser oxidados como combustível quando requerido pelas condições metabólicas; já as plantas fotossintetizantes não utilizam aa como fonte de energia, uma vez que elas produzem carboidratos, que são utilizados, quase exclusivamente, como fonte de energia.
O catabolismo dos aa, como dos açúcares e dos ácidos graxos, encaminham-se para as vias centrais do metabolismo do carbono. Os esqueletos carbônicos dos aa direcionam-se, em geral, para o ciclo do ácido cítrico e, de lá, são oxidados para produzirem energia química, ou direcionados para a gliconeogênese (síntese de glicose).
Porém, existe uma diferença na degradação dos aa, afinal estes possuem um grupo amino. Dessa forma, cada via degradativa possui um processo no qual o grupo amino é retirado do esqueleto carbônico e, em seguida degradado.
É nesta via, de separação e degradação do grupo amino, que alfa-cetoglutarato entra desempenhando um papel crucial.
Os grupos amino dos aa são, em geral, transferidos para alfa-cetoglutarato no citossol dos hepatócitos para originar glutamato. Este é transportado para o interior da mitocôndria, onde ocorre a redução do grupo amino formando amônia. O excesso de amônia, composto muito tóxico, gerado em diversos tecidos do organismo é convertida em nitrogênio amida da glutamina e transportado para o fígado. Lá, a glutamina se converte em glutamato e amônia, sendo que esta forma uréia num complexo ciclo e, posteriormente, é excretada pelo rim.
As reações, nas quais o grupo amino é transferido para o alfa-cetoglutarato, produzindo o respectivo alfa-cetoácido análogo do aminoácido e o glutamato, são denominadas reações de transaminação. Nestas reações não ocorre uma desaminação líquida final (isto é, perda de grupos amino), pois o alfa-cetoglutarato torna-se aminado à medida que o aa é desaminado.
O efeito das reações de transaminação é coletar os grupos aminos de muitos aa diferentes na forma de apenas um, o glutamato. Um exemplo deste tipo de reação é:
alfa-cetoglutarato + alanina _______________ glutamato + piruvato
As células contêm várias aminotransferases (enzimas) diferentes, muitas específicas para o alfa-cetoglutarato, como o receptor do grupo amino. O PLP (piridoxal fosfato) também é um importante catalisador, pois facilita a transferência do grupo amino para o glutamato.
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