Catabolismo de Aminoácidos e Transaminação

O catabolismo de aminoácidos é o conjunto de vias que desmantelam os aminoácidos quando estão em excesso ou quando as proteínas estão sendo renovadas. O primeiro passo comum para a maioria dos aminoácidos é a transaminação, a transferência do grupo amino para um cetoácido, que separa o nitrogênio do esqueleto de carbono para que cada um possa ser tratado independentemente.

Definition

O catabolismo de aminoácidos é a degradação de aminoácidos, começando com a remoção do grupo alfa-amino (tipicamente por transaminação) e sua subsequente liberação como amônia, seguida pela conversão do esqueleto de carbono em intermediários glicogênicos ou cetogênicos.

Scope

Esta entrada aborda como os grupos amino são removidos e coletados, principalmente por aminotransferases e glutamato desidrogenase, e como os esqueletos de carbono restantes são direcionados para o metabolismo central. Ela trata do lado degradativo do metabolismo de aminoácidos; a síntese é abordada em uma entrada relacionada e o descarte de nitrogênio nas entradas do ciclo da ureia e do nitrogênio.

Core questions

• Como o grupo amino é separado do restante do aminoácido?
• Como o nitrogênio coletado é direcionado para o descarte?
• Em quais metabólitos centrais os esqueletos de carbono se inserem?

Key concepts

• Transaminação
• Aminotransferases (transaminases) e piridoxal fosfato
• Glutamato como transportador central de nitrogênio
• Desaminação oxidativa pela glutamato desidrogenase
• Aminoácidos glicogênicos versus cetogênicos
• Catabolismo de aminoácidos de cadeia ramificada

Mechanisms

Na transaminação, uma aminotransferase move o grupo alfa-amino de um aminoácido para o alfa-cetoglutarato, produzindo glutamato e o cetoácido correspondente; a reação depende de um cofator de piridoxal fosfato que transporta o grupo amino através de um intermediário de base de Schiff. Isso canaliza o nitrogênio de muitos aminoácidos para o glutamato. O glutamato pode então sofrer desaminação oxidativa pela glutamato desidrogenase, regenerando o alfa-cetoglutarato e liberando amônia para descarte. Os esqueletos de carbono desaminados são classificados como glicogênicos, quando produzem piruvato ou intermediários do ciclo do ácido cítrico que podem formar glicose, ou cetogênicos, quando produzem acetil-CoA ou acetoacetato; alguns aminoácidos são ambos. As aspartato e alanina aminotransferases são clinicamente familiares porque seu vazamento para o sangue indica lesão tecidual.

Clinical relevance

As atividades séricas das aminotransferases, como a alanina e a aspartato aminotransferase, são indicadores amplamente medidos de lesão tecidual e, especialmente, hepática, e o destino catabólico dos aminoácidos sustenta como a proteína contribui para o fornecimento de energia e glicose. Esta entrada explica a bioquímica subjacente e não é uma base para diagnóstico ou tratamento individual.

Evidence & guidelines

As reações aqui descritas são enzimologia estabelecida consolidada em textos e revisões padrão de bioquímica; este é um material de referência e não um domínio de diretriz clínica.

History

A transaminação foi caracterizada na década de 1930 por Alexander Braunstein e colegas, e o papel do piridoxal fosfato como cofator das aminotransferases foi esclarecido através do trabalho de meados do século XX por Esmond Snell e outros, estabelecendo a transaminação como a etapa de entrada central da degradação de aminoácidos.

Key figures

• Alexander Braunstein
• Esmond Snell
• Hans Krebs

Seminal works

• wu-2009

Frequently asked questions

Por que a transaminação é geralmente o primeiro passo na quebra de um aminoácido?

Ela separa claramente o grupo amino contendo nitrogênio do esqueleto de carbono, transferindo-o para um cetoácido, para que a célula possa descartar o nitrogênio e reutilizar o carbono independentemente.

Qual é a diferença entre aminoácidos glicogênicos e cetogênicos?

Aminoácidos glicogênicos são degradados a intermediários que podem ser transformados em glicose, enquanto aminoácidos cetogênicos produzem acetil-CoA ou precursores de corpos cetônicos; alguns aminoácidos são ambos.