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Anabolismo de Aminoácidos
~ Biossíntese de Aminoácidos
Daiane SantanaFabiano Moura
Reinilda Thomazini
• Aminoácidos Essenciais
• Aminoácidos Não-Essenciais
Essenciais Não-essenciais
Arginina* Alanina
Histidina Asparagina
Isoleucina Aspartato
Leucina Cisteína
Lisina Glutamato
Metionina Glutamina
Fenilalanina Glicina
Treonina Prolina
Triptofano Serina
Valina Tirosina
Biossíntese de Aminoácidos Não-Essenciais
• Exceto a tirosina, são sintetizados a partir de
um dos 4 intermediários metabólicos
comuns;
• TIROSINA: hidroxilação do aminoácido
fenilalanina (Figura 20-24 que eu não tenho
aqui, escaneio de vcs depois)
A) Alanina, Asparagina, Aspartato, Glutamato e Glutamina
• A partir de piruvato, oxaloacetato e α-
cetoglutarato, os α-cetoácidos
correspondentes à alanina, aspartato e
glutamato, respectivamente;
• Reação de transaminação;
* Mecanismo de síntese da alanina,
aspartato e glutamato
A) Alanina, Asparagina, Aspartato, Glutamato e Glutamina
•Asparagina e glutamina: a partir de
aspartato e glutamato;
•Amidação dependente de ATP;
* Mecanismo de Síntese da asparagina e glutamina
Reação da glutamina-sintetase
•Grupo amino na formação de produtos
biossintéticos e reserva de amônia;
•Regulação do metabolismo do nitrogênio;
•Glutamato ativado pela reação com ATP –
> γ-glutamilfosfato;
•NH4+ desloca o grupo fosfato, produzindo
glutamina;
Reação da glutamina-sintetase
• Evita o acúmulo da amônia produzida na
reação;
• Em mamíferos é ativada por α-cetoglutarato;
• A amidação do aspartato pela asparagina-
sintetase na formação de asparagina utiliza
glutamina e hidrolisa ATP a AMP+Ppi 9 NÃO
ENTENDI NADA DOS SLIDES 8 E 9
B) Prolina, Ornitina e Arginina
•Precursor: glutamato;
•Sua conversão em prolina envolve a
redução da γ-carboxila a um aldeído, com
formação de base de Schiff interna,
seguida de redução;
* Conversão do Glutamato em Prolina
• Redução da γ-carboxila é facilitada pela
fosforilação do grupo carboxila cataisada
pela γ- glutamil-cinase;
• Presume-se que o produto, glutamato-5-
fosfato, seja o substrato para a redução a
seguir;
* Conversão do Glutamato em Prolina
• O glutamato-5-semialdeído cicliza de
maneira espontânea para formação da base
de Schiff interna, Δ1-pirrolina-5-
carboxilato.
• Redução final até prolina é catalisada pela
pirrolina-5-carboxilato-redutase;
* Mecanismo de Síntese da Prolina
•Nos seres humanos, uma via de três etapas
vai do glutamato até a ornitina por meio de
uma ramificação da biossíntese de prolina;
•O glutamato-5-semialdeído é transaminado
siretamente, produzindo ormitina;
•A ornitina é convertida em arginina pelas
reações do ciclo da uréia;
* Mecanismo de Síntese da Arginina em Humanos
C) Serina, Cisteína e Glicina
•Derivadas do 3-Fosfoglicerato;
•Serina formada a partir do intermediário
glicolítico em via de três reações;
•Conversão do grupo 2-OH do 3-
fosfoglicerato em cetona, produzindo 3-
fosfoidroxipiruvato;
•Transaminação de 3-fosfoidroxipiruvato a
fosfosserina;
•Hidrólise de fosfosserina a serina;
* Mecanismo de Síntese da Serina
* Participação da serina na síntese da glicina
•Conversão direta pela serina-
hidroximetiltransferase (reação 4, FIGURA 20-
14)
•Condensação de N5.N10-metileno-THF com
CO2 e NH4+ pela glicina-sintase (reação 3,
figura 20-14)
•Em animais, a cisteína é sintetizada a
partir da serina e da homocisteína,
produto da degradação de metionina;
•Uma vez que o grupo sulfidrila da cisteína
é derivado da metionina ela pode ser
considerada um aminoácido essencial;
Biossíntese de Aminoácidos Essenciais
•Vias metabólicas presentes somente em
microorganismos e em plantas;
•Enzimas que sintetizam estes
aminoácidos foram perdidas no início da
evolução animal;
D) Lisina, metionina e treonina
• Em bactérias: Aspartato é o precursor;
• Início com a fosforilação de aspartato catalisada
pela aspartocinase para produzir aspartil-β-
fosfato;
• Cada uma das vias metabólicas é controlada
independentemente;
• A direção da via é controlada nos pontos de
ramificação, pela inibição por retroalimentação
causada pelos aminoácidos produzidos neles;
•A metionina-sintase catalisa a metilação
da homocisteína, usando N5- metil- THF
como doador do grupo;
•Única enzima em mamíferos associada à
coenzima B12 além da metilmalinil-CoA-
mutase;
•Funciona na síntese cíclica de SAM para
uso das metilações biológicas;
* Mecanismo de síntese da lisina e metionina
E) Leucina, Isoleucina e Valina
•Valina e Isoleucina utilizam o piruvato
como composto inicial, através das
mesmas vias biossintéticas;
•Dependente de tiamina-pirofosfato, o
piruvato forma um aduto com TPP, que é
descarboxilado a hidroxietil-TPP;
•O carbânion é adicionado ou ao grupo
ceto de um segundo piruvato, formando
acetolactato na síntese da valina ou ao
grupo ceto do α-cetoburitato para formar
α-ceto-α-hidroxibutirato, da isoleucina;
•A via biossintética da leucina ramifica-se
a partir da via da valina;
•O passo final em cada uma das três rotas,
que se iniciam com piruvato em vez de
aminoácido, é a transferência dependente
de PLP de um grupo amino do glutamato
para formar um aminoácido;
* Mecanismo de síntese da valina, leucina e isoleucina
F) Aminoácidos Aromáticos: Fenilalanina, Tirosina e Triptofano
•Intermediários glicolíticos
fosfoenolpiruvato (PEP) e eritrose-4-
fosfato;
•Sua condensação forma 2-ceto-3-desóxi-D-
arabinoeptulosonato-7-fosfato, que cicliza
e é convetido em corismato, o ponto de
ramificação para a síntese de triptofano;
•O corismato é convertido em antranilato e
daí em triptofano ou em prefenato e em
seguida em tirosina ou em fenilalanina;
•Adição de grupo amino por meio de
transaminação (tirosina e fenilalanina);
•Na síntese de triptofano o grupo amino é
parte da molécula de serina que é
adicionada ao indol;
•Mamíferos: tirosina pela hidroxilação de
fenilalanina
•Microorganismos: tirosina diretamente de
prefenato
* Mecanismo de síntese de aminoácidos aromáticos
G) Histidina
•Cinco de seus seis átomos de carbono são
derivados de 5-fosforribosil-α-pirofosfato
(PRPP), fosfoglicídeo envolvido na
biossíntese de purina e pirimidina;
•Seu sexto carbono origina-se de ATP;
•Os átomos de ATP não incorporados são
eliminados como 5-aminoimidazol-4-
carboxamida-ribonucleotídeo;
Referências Bibliográficas