Metabolismo de aminoácidos: síntese, degradação e derivados

Introdução ao Metabolismo de Aminoácidos

1. Os organismos fixadores de nitrogênio convertem N₂ em NH₃ em uma reação consumidora de ATP. O nitrato e o nitrito podem também ser reduzidos a NH₃.
2. A amônia é **incorporada** à glutamina pela ação da enzima *glutamina-sintetase*.
3. A transaminase emprega um grupo prostético **PLP** (Fosfato de Piridoxal) para catalisar a **interconversão** reversível de alfa-aminoácidos e alfa-cetoácidos.

Síntese de Aminoácidos: Essenciais e Não Essenciais

Os organismos variam grandemente em suas capacidades de sintetizar aminoácidos. Alguns organismos (exemplo: plantas e alguns microrganismos) podem produzir todas as moléculas de aminoácidos necessárias a partir da fixação de nitrogênio. Os animais podem produzir apenas alguns aminoácidos. Os aminoácidos **não essenciais** são produzidos a partir de moléculas precursoras, enquanto os aminoácidos **essenciais** devem ser obtidos da dieta.Nas reações de **transaminação** (uma das mais proeminentes dos aminoácidos), novos aminoácidos são produzidos quando os grupos alfa-amino são transferidos do doador alfa-aminoácido ao receptor alfa-cetoácido. Como as reações de transaminação são reversíveis, elas atuam tanto na síntese quanto na degradação. Os íons amônio ou o nitrogênio amida da glutamina podem ser diretamente incorporados aos aminoácidos e, eventualmente, a outros metabólitos.

Destino dos Esqueletos Carbonados: Cetogênicos e Glicogênicos

Os aminoácidos são classificados como **cetogênicos** ou **glicogênicos** com base no destino de seus esqueletos carbonados, ou seja, se são convertidos em ácidos graxos/corpos cetônicos ou glicose. Alguns aminoácidos são classificados como *tanto* cetogênicos *quanto* glicogênicos porque seus esqueletos carbonados são precursores de gorduras e de carboidratos.

Aminoácidos como Precursores e Carreadores de Carbono

Os aminoácidos são precursores de muitas biomoléculas fisiologicamente importantes. Muitos dos processos que sintetizam essas moléculas envolvem a transferência de grupos de monocarbonos (exemplo: metila, metileno, metenil e formil). A **S-adenosilmetionina (SAM)** e o **Tetraidrofolato (THF)** são os mais importantes carreadores de grupos de um carbono.

Derivados Fisiologicamente Importantes

Muitas moléculas derivadas dos aminoácidos incluem:

• Neurotransmissores (exemplo: **GABA**, catecolaminas, serotonina, histamina e óxido nítrico).
• Hormônios (exemplo: ácido indolacético).

A **Glutationa** é um exemplo de derivado de aminoácido que exerce um papel essencial nas células. O **Heme** é um exemplo de um sistema complexo de anéis heterocíclicos derivado da glicina e da *succinil-CoA*. A via biossintética que produz heme é similar àquela que produz as clorofilas nas plantas.

Degradação do Heme e Excreção

A porfirina do heme é degradada para formar o produto de excreção, a **bilirrubina**, em um processo de biotransformação que envolve as enzimas *heme oxigenase*, *biliverdina-redutase* e *UDP-glicurosiltransferase*. Após sofrer reações de conjugação, a bilirrubina é excretada como um componente da bile.