Summary

Transaminação é um processo no qual grupos de aminoácidos são removidos dos aminoácidos e transferidos para aceitar ou cetoácidos para gerar a versão cetoácida do aminoácido original.

As células do músculo podem usar aminoácidos como fontes de energia, e o fígado pode desintoxicar os grupos de aminoácidos (como iões de amónio) através do ciclo da ureia. A alanina é um aminoácido predominante na maioria das proteínas. Pode ser transportada na corrente sanguínea dos tecidos periféricos para o fígado, onde pode ser convertida em glicose. A alanina é transaminada para formar piruvato, e a glucose pode ser formada a partir do piruvato através da gluconeogénese. A glicose pode então ser enviada para o músculo (para utilização de energia) através da corrente sanguínea. Este sistema relacionado ao metabolismo muscular e hepático é conhecido como o ciclo da alanina.

Transamidação é a formação catalítica de uma ligação covalente entre um grupo de aminas livres e um grupo de carboxamida gama. As transamidinases catalisam a formação de ligações γ-glutamil-ε-lysine envolvidas na cicatrização dos tecidos. As transamidinases estão envolvidas na síntese de aminoácidos (por exemplo, glucosamina-6-fosfato). Estas enzimas também estão envolvidas na ancoragem de glicosilfosfatidilinositol de proteínas às membranas celulares.

A desaminação de aminoácidos é catalisada por enzimas amoniacais de linase. Exemplos são a desidratase serina e a desidratase treonina, ambas com fosfato piramidoxal como coenzima. A desidratase serina converte serina em piruvato e amônia, e a desidratase treonina converte treonina em α-ketobutyrate e amônia. Outro membro deste grupo de enzimas é a histidase (histidina amonia lyase) que remove o grupo amino da histidina para formar ácido transurocanico no fígado e na pele. A desaminação oxidativa ocorre no fígado por glutamato desidrogenase na qual o glutamato+água+NAD+ forma α-ketglutarate+amónia+NADH+H+.

Aminoácidos podem ser oxidados por d-aminoácido oxidase localizado nos peroxissomas hepáticos e renais. d-Aminoácidos ocorrem na dieta especialmente em alimentos vegetais, uma vez que as plantas não contêm d-aminoácido oxidase. Os produtos catalíticos são um iminoácido e H2O2. O humano também tem a enzima aminoácido racemase que interliga os aminoácidos d-aminoácidos e l-aminoácidos. Os peroxissomas hepáticos e renais contêm pequenas quantidades de l-aminoácidos oxidase que seriam úteis quando houvesse um excesso de l-aminoácidos para biossíntese de proteínas e para outras vias.

l-Aminoácido racemase converte l-aminoácidos (as formas naturais em proteínas) em d-aminoácidos. Esta enzima é especialmente importante no cérebro uma vez que a d-serina está presente em grandes quantidades no corpo caloso e hipocampo.

l-Aminoácido descarboxilase com fosfato piridoxal como coenzima remove o CO2 dos aminoácidos para produzir as aminas correspondentes. O ácido l-amino aromático descarboxilase catalisa a descarboxilase do triptofano, 5-hidroxitriptofano, l-dihidroxifenilalanina, 3,4-dihidroxifenilserina, tirosina, fenilalanina e histidina.

Aminoácidos essenciais são aqueles que estão ausentes no organismo, ou aqueles que estão sintetizados a um ponto que é insuficiente para o crescimento e manutenção. Eles são os seguintes: metionina, triptofano, lisina, fenilalanina, treonina, valina, leucina e isoleucina. Além disso, a histidina e a arginina são essenciais para as crianças. Os aminoácidos não essenciais são os seguintes: glutamato, glutamina, aspartato, asparagina, alanina, cisteína, tirosina, prolina, serina e glicina (e ornitina). A metionina e o triptofano têm códons simples, mas os outros aminoácidos têm dois ou três códons. A maioria das proteínas começa a sua tradução com o códão inicial, AUG. Os códigos AUG para a metionina que é o aminoácido N-terminal de todas as proteínas eucarióticas; contudo, é possível remover a metionina N-terminal por modificação pós-tradução. A homocisteína, que deriva da S-adenosilmetionina, pode gerar cisteína. A taurina é sintetizada da seguinte forma: metionina → cisteína → cisteína sulfinato → hipotaurina → taurina. Embora a taurina seja um aminoácido, ela não é incorporada à proteína. Entretanto, é um conjugado com ácidos biliares e é ativo como um antioxidante, modulador de sinalização de cálcio, estabilizador de membranas, e um inibidor de apoptose.

Glutathione (GSH) é um tripeptídeo (glutamilcisteinglicina) mas é sintetizado sem mRNA. Com duas moléculas de GSH, as cisteínas podem ser oxidadas para formar um dissulfeto (-S-S-), e esta interconversão (2GSH ←→ GSSG) representa um agente redox crítico na célula. A família de enzimas glutationa S-transferase protege as células de danos por xenobióticos e certos fármacos ao formar GSH que as solubiliza, incluindo certos carcinogéneos, e permite a sua excreção. O GSH está envolvido no ciclo γ-glutamil que melhora o transporte de aminoácidos do exterior da célula para o interior da célula. A primeira etapa deste ciclo é a transferência do grupo γ-glutamil de GSH para um aminoácido, um peptídeo ou para água por membrana celular γ-glutamiltranspeptidase (γ-l-glutamilpeptídeo+ ácido aminoácido ←→ peptídeo+γ-l-glutamil-aminoácido). Esta via faz parte da síntese e degradação do funcionamento do GSH na desintoxicação de fármacos e xenobióticos. O leucotrieno C4 (LTC4) contém GSH, e este leucotrieno tem actividade contrátil nos tecidos das vias aéreas.

Tirosina é o precursor das catecolaminas (epinefrina e norepinefrina), bem como o principal pigmento corporal, a melanina. A tirosina pode ser formada a partir da fenilalanina pela fenilalanina hidroxilase (PAH) no fígado e no rim. Esta enzima remove qualquer excesso de fenilalanina. Mutações (há mais de 400 mutações do gene que expressa PAH conhecido em crianças) no gene desta enzima levam à fenilcetonúria. As catecolaminas são sintetizadas na medula adrenal: fenilalanina+PAH → tirosina+tirosina hidroxilase → DOPA+ ácido l-amino descarboxilase aromático → dopamina+dopamina β-hidroxilase → norepinefrina+S-adenosilmetionina (SAM, como doador de metilo)+feniletanolamina N-metiltransferase (PNMT) → epinefrina. Em uma reação ao estresse, o cortisol é produzido no córtex adrenal. A caminho da circulação geral, o cortisol flui através da medula adrenal e aí induz o PNMT para aumentar a produção de catecolaminas que também são elevadas em estresse.

Tryptophan, na glândula pineal, é o precursor dos neurotransmissores serotonina (à luz do dia) e melatonina (na escuridão). A N-acetiltransferase converte serotonina em N-acetilserotonina, e a hidroxiindole-O-metiltransferase converte N-acetilserotonina em melatonina. A glândula pineal tem um papel no sono, atividade locomotora e impacta o hipotálamo, paratiróide e pâncreas. O triptofano é convertido em ácido quinolínico através da via da querurenina, e o ácido quinolínico pode ser convertido em pequenas quantidades em niacina, um precursor da nicotinamida nucleotídica coenzima.

Arginina pode ser convertida em creatina. O rim converte arginina em ácido guanidoacetico que é convertido em creatina no fígado. A maior parte da creatina do corpo está no músculo esquelético onde o fosfato de creatina é uma reserva de energia. Quando a demanda de energia é alta (contração muscular) a creatina fosfoquinase com ADP converte o fosfato de creatina em creatina mais ATP. O fosfato de creatina cicliza espontaneamente para creatinina no músculo onde é mantido a um nível constante. A creatinina é excretada pelo rim sem ser reabsorvida para que a sua depuração na urina proporcione uma medida de filtração glomerular do rim. A arginina é um precursor do óxido nítrico (NO) numa reacção catalisada pela óxido nítrico sintase (NOS). Existem três formas de NOS, iNOS, Enos e nNOS. NO é um sinal biológico que controla a pressão arterial, neurotransmissão, aprendizagem e memória.

Histidina, através da ação da histidina descarboxilase, é convertida em histamina. A secreção de ácido gástrico é estimulada pela histamina através dos receptores de histamina H2. Os mastócitos liberam histamina para mediar a resposta alérgica para gerar vasodilatação e broncoconstrição através dos receptores de histamina H1. O grupo imidazol de histidina que pode existir em formas protonadas ou não protonadas é um componente dos sítios ativos de muitas enzimas.

Glutamato gera glutamina através da reação glutamato desidrogenase. Também participa em muitas reacções de transaminase e é um componente do glutatião. O glutamato também forma o γ-aminobutírico (GABA), um importante neurotransmissor inibitório no cérebro. Através das ações do glutamato desidrogenase e glutamato transaminase, o glutamato é transformado em α-ketoglutarato que pode ser um precursor da prolina, bem como ornitina ou pode entrar no ciclo TCA para a produção de energia.

Serina pode dar origem à glicina através da reação serina hidroximetiltransferase que utiliza a coenzima tetrahidrofolato.

Aminoácidos, quando suas concentrações excedem as exigências da síntese protéica, podem ser metabolizados em compostos que podem entrar no ciclo TCA para a produção de ATP. Os aminoácidos que entram no ciclo de TCA são cetogênicos ou glucogênicos, na medida em que os primeiros podem ser convertidos em ácidos graxos, e os segundos podem ser convertidos em glicose. Os aminoácidos de cadeia ramificada não são catabolizados pelo fígado, mas sim pelo músculo, adipose, rim e cérebro. Eles são convertidos aos ácidos ceto correspondentes por aminoácidos de cadeia ramificada aminotransferase. A cadeia ramificada α-keto acid desidrogenase converte os ácidos ceto em derivados de CoA. Se esta enzima não funciona através da mutação de seu gene, os aminoácidos de cadeia ramificada se acumulam no sangue e na urina e produzem “doença do xarope de bordo”

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