Degradação de Aminoácidos

Fonte de aminoácidos – degradação das proteínas

O valor da fração de energia metabólica derivada dos aminoácidos varia muito com o tipo de organismo considerado e com a situação metabólica em que ele se encontra, e sua contribuição para a geração de energia metabólica está em último lugar entre as biomoléculas.

Em geral, os aminoácidos catabolizados provém de três diferentes fontes:

-proteínas da dieta – característico de animais superiores;

-proteínas de reserva – melhor ilustrado durante a germinação de sementes armazenadoras de proteínas; e

-turnover endógeno - realizado por todas as células, com degradação das proteínas em seus constituintes aminoácidos que podem ser oxidados para produção de energia ou reciclados.

O catabolismo protéico começa com a hidrólise das ligações peptídicas – proteólise – liberando os resíduos de aminoácidos unidos em pequenas cadeias – peptídeos. Para as proteínas ingeridas, a proteólise ocorre no trato gastrointestinal.

Quando não são necessários como fonte de energia, a degradação geralmente prossegue apenas para eliminar os aminoácidos em excesso - como em caso de dieta rica em proteínas, que podem ter efeitos tóxicos pela incapacidade dos animais de armazenar aminoácidos livres. Há ainda a possibilidade de degradação quando os carboidratos são inacessíveis ou não são utilizados corretamente, devido a jejum severo ou diabetes melito.

Degradação dos aminoácidos

Peculiar para estas biomoléculas, é a presença do grupo amino. Portanto, cada via degradativa passa por um passo-chave, no qual o grupo a-amino é separado do esqueleto carbônico e desviado para uma via especializada para o metabolismo do grupamento amino. Os alfa-cetoácidos assim formados, em geral, encaminham-se para o Ciclo do Ácido Cítrico, podendo sofrer oxidação até CO₂ e H₂O, ou ainda, seus esqueletos carbônicos podem fornecer unidades de três e quatro átomos de carbono para a conversão em glicose.

Destino dos esqueletos carbônicos

Embora da existência de 20 diferentes aminoácidos derive a existência de 20 diferentes vias, todas convergem para a formação de poucos produtos.

Os aminoácidos que podem ser convertidos em piruvato, a-cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato e oxaloacetato podem ser utilizados na síntese de glicose, e são ditos glicogênicos. Os demais intermediários do CAC, além do oxaloacetato, atuam estimulando o ciclo para maior formação deste.

Aminoácidos metabolizados a acetoacetato e acetato são considerados cetogêncios, já que nos animais não há uma forma de converter uma molécula de dois carbonos em glicose. O acetil-CoA formado pode ser oxidado a CO₂, ou, quando o ciclo do ácido cítrico está restrito, pode ser convertido a acetoacetato e lipídios, que podem liberar corpos cetônicos no fígado, pela conversão do acetoacetil-CoA em acetona e b-hidróxido butirato.

Remoção e destino do Nitrogênio dos aminoácidos

Este é na verdade o primeiro passo da degradação, após o qual o resíduo nitrogenado produzido deve ser transportado ao fígado para excreção ou reutilização (os grupos amino são utilizados com enorme economia nos sistemas biológicos já que apenas uns poucos microrganismos podem converter N₂ em formas biologicamente úteis). Deste passo, pode resultar a liberação de amônia, que, no entanto, é muito tóxica para os tecidos animais.

Há assim, duas formas de remoção do grupo amino:

Transaminação: A que ocorre nos tecidos com o objetivo apenas de transferir os grupamentos amino dos vários aminoácidos para um ou poucos, que funcionarão como carreadores. Além disso o nitrogênio é carregado para o fígado de uma forma não-tóxica (mantido como grupamento). O aminoácido formado é, em geral, o glutamato – a maioria das enzimas, embora não tenha especificidade para o aminoácido, o tem para o receptor.

Nos músculos, há uma via de transporte alternativa, a cadeia alanina-piruvato.

Deaminação: Apenas no fígado, o grupamento amino de fato será transformado em amônia, regenerando o transportador. Isto ocorre na mitocôndria, onde a amônia produzida será utilizada sem causar danos ao organismo. Parte da amônia assim gerada é reciclada e empregada em uma grande variedade de processos biossintéticos, mas também o fígado faz a conversão na forma apropriada de excreção.

Na verdade, o glutamato pode receber mais um grupamento amino – passando então duas vezes por cada fase – convertendo-se em glutamina, que, na função de transporte pelo organismo, supera o glutamato.

Destino da amônia

Ciclo da Uréia.