Biossíntese de Aminoácidos

A biossíntese de aminoácidos é o lado anabólico do metabolismo de aminoácidos: a construção de aminoácidos a partir de precursores mais simples, derivados em grande parte das vias metabólicas centrais. Em humanos, essa capacidade é parcial, razão pela qual alguns aminoácidos são não essenciais e produzidos internamente, enquanto outros são essenciais e devem ser obtidos da dieta.

Definition

A biossíntese de aminoácidos é a síntese de aminoácidos a partir de esqueletos de carbono fornecidos pelo metabolismo central, juntamente com um grupo amino doado por outros transportadores de nitrogênio, produzindo em humanos os aminoácidos não essenciais, enquanto os aminoácidos essenciais devem ser obtidos da dieta.

Scope

Esta entrada aborda como os aminoácidos não essenciais são sintetizados a partir de intermediários da glicólise e do ciclo do ácido cítrico, o papel de doadores de nitrogênio como glutamato e glutamina, e a distinção entre aminoácidos essenciais e não essenciais em humanos. A leitura e montagem de aminoácidos em proteínas são abordadas na entrada de tradução, e sua quebra na entrada de catabolismo.

Core questions

• Quais esqueletos de carbono servem como precursores para os aminoácidos não essenciais?
• Como o nitrogênio é fornecido durante a biossíntese?
• Por que os humanos podem produzir alguns aminoácidos, mas não outros?

Key concepts

• Aminoácidos essenciais versus não essenciais
• Precursores da glicólise e do ciclo do ácido cítrico
• Glutamato e glutamina como doadores de grupo amino
• Transaminação no sentido sintético
• Reações de amidação (síntese de glutamina e asparagina)
• Aminoácidos condicionalmente essenciais

Mechanisms

Os aminoácidos não essenciais são construídos a partir de alguns metabólitos centrais. Piruvato, oxaloacetato e alfa-cetoglutarato são convertidos por transaminação, no sentido sintético, em alanina, aspartato e glutamato, respectivamente, com o glutamato frequentemente servindo como doador do grupo amino. O 3-fosfoglicerato da glicólise é o precursor da serina, da qual podem derivar glicina e cisteína. Reações de amidação adicionam um segundo nitrogênio para formar glutamina a partir de glutamato e asparagina a partir de aspartato, sendo esta última catalisada pela asparagina sintetase. Em contraste, os esqueletos de carbono e as rotas biossintéticas dos aminoácidos essenciais não estão presentes em humanos, portanto, estes devem ser fornecidos pela dieta; o limite pode mudar sob estresse ou em certas condições, dando origem a aminoácidos condicionalmente essenciais.

Clinical relevance

A dependência de alguns tecidos do suprimento de aminoácidos, incluindo a necessidade de aminoácidos essenciais na dieta, fundamenta a ciência da nutrição e ajuda a explicar por que certos tumores que não conseguem produzir aminoácidos específicos são sensíveis à sua depleção. Esta entrada descreve a bioquímica e não é uma base para decisões individuais de dieta ou tratamento.

Evidence & guidelines

As vias biossintéticas são bioquímica estabelecida, consolidada em textos e revisões padrão; este é um tópico de referência, e não um domínio de diretriz clínica.

History

As rotas biossintéticas para aminoácidos individuais foram mapeadas por meio da enzimologia e genética microbiana de meados do século XX, incluindo o uso de mutantes biossintéticos para ordenar as etapas das vias, trabalho que estabeleceu quais esqueletos de carbono e doadores de nitrogênio alimentam cada aminoácido.

Key figures

• David Greenberg
• Bernard Davis

Seminal works

• wu-2009
• lomelino-2017

Frequently asked questions

O que torna um aminoácido essencial?

Um aminoácido é essencial quando o corpo não possui as vias para sintetizá-lo em quantidades adequadas, então ele deve ser obtido da dieta; aminoácidos não essenciais podem ser produzidos internamente a partir de outros metabólitos.

De onde vêm os esqueletos de carbono para os aminoácidos não essenciais?

Eles vêm em grande parte de intermediários da glicólise e do ciclo do ácido cítrico, como piruvato, oxaloacetato, alfa-cetoglutarato e 3-fosfoglicerato, que são convertidos em aminoácidos pela adição de um grupo amino.