resumo metabolismo

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INTRODUÇÃO AO METABOLISMO 
- Metabolismo: conjunto de reações químicas que servem para a obtenção, o 
armazenamento e a utilização de energia. 
- Via Metabólica: série de reações metabólicas, catalisadas enzimaticamente. 
- Catabolismo: conjunto de reações de degradação de moléculas orgânicas, que oxidam 
o substrato para a produção de energia, conservada na forma de ATP. 
- Anabolismo: conjunto de reações síntese de moléculas orgânicas, que utilizam a 
energia proveniente da quebra do ATP para a redução do substrato. 
- Coenzimas: moléculas que transportam elétrons e auxiliam as enzimas nas vias 
metabólicas. As principais são NAD, FAD e NADP. 
- O metabolismo é regulado por hormônios (insulina e glucagon), neurotransmissores e 
disponibilidade de nutrientes. 
METABOLISMO DOS CARBOIDRATOS 
Nos vertebrados, a glicose é transportada através do corpo pelo sangue. Quando as 
reservas de energia celular estão baixas, a glicose é degradada pela via glicolítica. As 
moléculas de glicose não necessárias para a imediata produção de energia, são 
armazenadas como glicogênio no fígado e músculo. Dependendo das necessidades 
metabólicas da célula, a glicose pode também ser empregada para sintetizar outros 
monossacarídeos, ácidos graxos e certos aminoácidos. Nos processos metabólicos dos 
carboidratos, algumas etapas (vias metabólicas) são essenciais para a obtenção da 
reserva energética: glicólise (anaeróbia e aeróbia), via das pentoses-fosfato, glicogênese, 
glicogenólise, gliconeogênese, ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico e cadeia 
respiratória ou fosforilação oxidativa. 
TRANSPORTE DA GLICOSE: 
- A glicose não consegue entrar normalmente pelos poros da membrana plasmática, pois 
tem um alto peso molecular. 
- Assim, ela precisa de mecanismos para entrar na célula e ser aproveitada para a síntese 
de ATP, pelo metabolismo. 
Existem dois tipos de mecanismos: transporte facilitado (mediado por transportadores 
de membrana específicos ou GLUTs) e transporte ativo (cotransporte com íon Na+, com 
auxílio do SGLT). 
- Transporte Facilitado: a insulina, liberada pelo pâncreas, deve se ligar ao seu 
receptor específico, do tipo catalítico, gerando alterações conformacionais nesse 
receptor e promovendo a ativação dos resíduos de tirosina-quinase. Essa ativação dá 
início a uma cascata de fosforilações até a ativação da proteína de transporte (GLUT). 
Com isso, essa proteína é transferida do interior da célula para a membrana, permitindo 
o transporte da glicose para dentro da célula. 
- Transporte Ativo: 2 Na+ e 1 glicose se acoplam ao domínio extracelular do 
transportador SGLT e entram na célula ao mesmo tempo. Essa entrada é promovida 
pelo gradiente eletroquímico do sódio (mais concentrado fora do que dentro). 
GLICÓLISE 
- Via catabólica responsável pela quebra da Glicose em 2 moléculas de Piruvato, 
acontece independentemente da presença de oxigênio e ocorre no citoplasma/citosol. 
FASE PREPARATÓRIA: é uma fase de investimento, pois gasta ATP, para que 
depois seja produzido mais ATP. Nessa fase, a glicose sofre duas fosforilações, uma 
isomerização e uma clivagem, produzindo Gliceraldeído-3-fosfato. 
ETAPA 1: Glicose é fosforilada pelo ATP, numa reação irreversível catalisada pela 
enzima Hexoquinase (Glicoquinase no Fígado), produzindo Glicose-6-fosfato, ADP e 
H+. O íon Mg+2 é usado como cofator pra enfraquecer a ligação fosfato terminal do 
ATP, facilitando a transferência de um grupo fosfato do ATP pra Glicose. 
ETAPA 2: Glicose-6-fosfato sofre uma reação de isomerização, catalisada pela enzima 
Fosfo-glico-isomerase, produzindo Frutose-6-fosfato. 
ETAPA 3: Frutose-6-fosfato é fosforilada pelo ATP, numa reação irreversível 
catalisada pela enzima Fosfofrutoquinase, produzindo Frutose-1,6-bifosfato, ADP e H+. 
O íon Mg+2 é usado também como cofator pra enfraquecer a ligação fosfato terminal do 
ATP, facilitando a transferência de um grupo fosfato do ATP pra Frutose-6-fosfato. 
ETAPA 4: Frutose-1,6-bifosfato sofre uma reação de quebra ou clivagem, catalisada 
pela enzima Aldolase, produzindo Di-hidroxiacetona-fosfato e Gliceraldeído-3-fosfato. 
ETAPA 5: Di-hidroxiacetona-fosfato sofre uma reação de isomerização, catalisada pela 
enzima Triose-fosfato-isomerase, produzindo mais um Gliceraldeído-3-fosfato. 
FASE DE PAGAMENTO: é a fase de produção de ATP, compensando o gasto de 
ATP na fase preparatória e produzindo mais, deixando um saldo positivo de ATP. 
ETAPA 6: As 2 moléculas de Gliceraldeído-3-fosfato produzidas sofrem uma 
complexa reação de oxidação/fosforilação com Pi, catalisada pela enzima Gliceraldeído-
3-fosfato Desidrogenase, produzindo 2 moléculas de 1,3-bifosfoglicerato e reduzindo 2 
NAD+ em 2 NADH. 
ETAPA 7: As 2 moléculas de 1,3-bifosfoglicerato produzidas são desfosforiladas, 
numa reação catalisada pela enzima Fosfoglicerato-quinase, produzindo 2 ATPs e 2 
moléculas de 3-fosfoglicerato. 
ETAPA 8: O grupo fosfato das 2 moléculas de 3-fosfoglicerato é doado para a enzima 
Fosfoglicerato-mutase, que doa outro grupo fosfato para o carbono 2 do fosfoglicerato, 
produzindo 2-fosfoglicerato. 
ETAPA 9: As 2 moléculas de 2-fosfoglicerato sofrem uma reação de desidratação, 
catalisada pela enzima Enolase, produzindo 2 moléculas de Fosfoenolpiruvato e 
liberando 2 moléculas de água. 
ETAPA 10: As 2 moléculas de Fosfoenolpiruvato produzidas são desfosforiladas, numa 
reação irreversível catalisada pela enzima Piruvato-quinase, produzindo 2 moléculas de 
Piruvato e 2 ATPs. 
- As três enzimas das três reações irreversíveis vão limitar/regular a velocidade da 
glicólise e elas são a Hexoquinase, Fosfofrutoquinase e Piruvato-quinase. 
- Nesse caso, a Hexoquinase é regulada pelo aumento da quantidade de Glicose-6-
fosfato (inibição por feedback negativo) e a Fosfofrutoquinase é inibida alostericamente 
pela quantidade de ATP e de Citrato (primeiro produto do ciclo de Krebs). 
RESUMINDO: a Glicose (6C) produz 2 Piruvatos (3C), gera um saldo final de 2 ATPs 
(4 ATPs produzidos na Fase 2 – 2 ATPs gastos na Fase 1) e 2 NADH (red. de 2 NAD+). 
- O Piruvato formado pela glicólise entra na matriz mitocondrial e pode ter vários 
destinos. 
 
DESTINOS DO PIRUVATO 
1) Formação da Acetil-CoA 
- Em condições aeróbias, o Piruvato é oxidado, perdendo um grupo carboxil na forma 
de CO2 (sofre uma descarboxilação), e reage com a Coenzima A, produzindo Acetil-
CoA e reduzindo NAD+ em NADH, numa reação catalisada pelo complexo enzimático 
Piruvato Desidrogenase. 
- Ou seja, essa reação tem como objetivo a geração de uma coenzima reduzida (NADH) 
e a formação da Acetil-CoA para entrar no Ciclo de Krebs, gerando ainda mais 
coenzimas reduzidas. 
- A energia dessas coenzimas reduzidas vai ser aproveitada pela cadeia transportadora 
de elétrons, para a geração de ATP. 
Piruvato + Coenzima A + NAD+ → Acetil-CoA + CO2 + NADH 
2) Fermentação Láctica 
- Quando o músculo esquelético trabalha em uma contração muito forte, ele fica sob 
condições de baixa concentração de oxigênio (hipóxia – condição anaeróbia) e não 
consegue reoxidar NADH em NAD+. 
- Como NAD+ é necessário para a oxidação do Piruvato, o Piruvato é reduzido pelo 
NADH, produzindo Lactato, numa reação catalisada pela enzima Lactato 
Desidrogenase, e regenerando o NAD+ necessário para a glicólise. 
- Algumas células, como as hemácias e os espermatozoides, convertem o Piruvato da 
glicólise em lactato mesmo em condições aeróbias. 
Glicose → 2 Piruvato 
2 Piruvato + 2 NADH + 2 H+ → 2 Lactato + 2 NAD+ 
3) Produção de Etanol 
- Em condições anaeróbias, alguns microrganismos geram a fermentação alcoólica. 
- Produção de pães e cervejas, no caso das leveduras. 
Glicose → 2 Piruvato 
2 Piruvato + 2 H+ → 2 Acetaldeído + 2CO2 
2 Acetaldeído + 2 NADH → 2 Etanol + 2 NAD+ 
- Na primeira reação, a enzima que catalisa é a Piruvato Descarboxilase, com auxílio 
da coenzima TPP. 
- Na segunda reação, a enzima que catalisa é a Álcool Desidrogenase.4) Reação Anaplerótica 
- Piruvato reage com CO2 (sofre uma carboxilação), H2O e ATP para produzir 
Oxaloacetato, que participa do Ciclo de Krebs. 
- Essa reação ocorre como uma forma de compensar um aumento na produção de 
Acetil-CoA, como a β-oxidação (que gera bastante Acetil-CoA). 
Piruvato + CO2 + H2O + ATP → Oxaloacetato + ADP + Pi + 2H+ 
- A enzima que catalisa essa reação é a Piruvato Carboxilase, que usa a biotina como 
cofator. 
 
CICLO DE KREBS 
Trata-se de uma via catabolítica cíclica de oxidação total da glicose a CO2 e H2O, com 
liberação de energia. Tal processo só ocorre em condições aeróbicas, na matriz 
mitocondrial. 
ETAPA 1: Acetil-CoA reage com Oxaloacetato, produzindo Citrato, numa reação 
catalisada pela enzima Citrato Sintase. 
ETAPA 2: Citrato sofre uma reação de isomerização, catalisada pela enzima Aconitase, 
produzindo Isocitrato. 
ETAPA 3: Isocitrato sofre uma reação de oxidação/desidrogenação, catalisada pela 
enzima Isocitrato Desidrogenase, produzindo α-Cetoglutarato e reduzindo NAD+ em 
NADH. 
ETAPA 4: α-Cetoglutarato sofre uma reação de oxidação/desidrogenação, catalisada 
pela enzima α-Cetoglutarato desidrogenase, produzindo Succinil-CoA e reduzindo 
NAD+ em NADH. 
ETAPA 5: Succinil-CoA produz Succinato, em uma reação catalisada pela enzima 
Succinil-CoA Sintetase, e gera 1 molécula de ATP/GTP. 
ETAPA 6: Succinato sofre uma reação de oxidação/desidrogenação, catalisada pela 
enzima Succinato Desidrogenase (Complexo II da Cadeia Transportadora de Elétrons), 
produzindo Fumarato e reduzindo FAD+ em FADH2, que não é liberado pela matriz, 
pois já está presente como grupo prostético no Complexo II da Cadeia. 
ETAPA 7: Fumarato sofre uma reação de hidratação (reage com água), catalisada pela 
enzima Fumarase, produzindo Malato. 
ETAPA 8: Malato sofre uma reação de oxidação/desidrogenação, catalisada pela 
enzima Malato Desidrogenase, produzindo Oxaloacetato (que reage com Acetil-CoA e 
reinicia o ciclo) e reduzindo NAD+ em NADH. 
 
- Formação de coenzimas reduzidas para estas serem reoxidadas na cadeia 
transportadora de elétrons, para gerar ATP (fosforilação oxidativa). 
- Coenzimas Reduzidas: NADH e FADH2. 
- Produto Final do Ciclo: Para cada 1 Acetil-CoA há a produção de 3 NADH, 1 FADH2 
e 1 ATP/GTP. 
- Cada NADH é reoxidado formando 3 ATP na cadeia de transporte de elétrons. 
- Cada FADH2 é reoxidado formando 2 ATP na cadeia de transporte de elétrons. 
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA 
Após o Ciclo de Krebs, este é um processo metabólico de síntese do ATP a partir da 
energia liberada pelo transporte de elétrons na cadeia respiratória. Ocorrendo nas cristas 
mitocondriais, é um sistema de transferência de elétrons provenientes do NADH e 
FADH2 (estas coenzimas são carreadoras do O2, o qual serve como aceptor de H+). 
Durante o fluxo de elétrons, há liberação suficiente de energia livre para a síntese de 
ATP nos sítios de fosforilação oxidativa. Neste fluxo, os elétrons são passados de 
molécula para molécula nos citocromos presentes nas cristas mitocondriais. Estes 
“pulam” de um citocromo para outro até chegar no O2 e fazer a liberação de energia 
convertida em ATP. 
- Para cada molécula de glicose → 2 ATP + 2 NADH + 2 Piruvato → 2 Acetil-CoA 
- 1 Piruvato → 1 NADH 
- 1 Acetil-CoA → 9 ATPs + 2 ATPs + 1 ATP → 12 ATPs 
- TOTAL DE ATP: 2 ATP + 2x3 ATPs + 2x3 ATP + 2x12 ATP + → 38 ATPs 
 
GLICONEOGÊNESE 
• Produção de Glicose a partir de compostos que não são carboidratos, em jejum 
prolongado. 
• Processo inverso à Glicólise, que ocorre no fígado e nos rins. 
• Os principais precursores são aminoácidos (provenientes das proteínas), lactato 
(produzido principalmente nos músculos) e glicerol (proveniente dos 
triglicerídeos). 
• Quase todas as etapas são iguais às da Glicólise, com exceção de três, que são 
exatamente o inverso das etapas irreversíveis da Glicólise e consistem nos 3 
desvios da gliconeogênese. 
• 1° Desvio: dividida em duas partes. Na primeira, o Piruvato sofre uma 
carboxilação, catalisada pela enzima Piruvato Carboxilase, utilizando ATP e 
produzindo Oxaloacetato e ADP. Na segunda parte, o Oxaloacetato reage com o 
GTP, sendo fosforilado e sofrendo uma descarboxilação, produzindo CO2, GDP 
e Fosfoenolpiruvato, em uma reação catalisada pela enzima Fosfoenolpiruvato-
carboxiquinase. 
• 2° Desvio: a Frutose-1,6-bifosfato sofre uma hidratação, catalisada pela enzima 
Frutose-1,6-bifosfatase, e libera um grupo fosfato na forma de Pi, produzindo 
Frutose-6-fosfato. 
• 3° Desvio: a Glicose-6-fosfato sofre uma hidratação, catalisada pela enzima 
Glicose-6-fosfatase, e libera um grupo fosfato na forma de Pi, produzindo 
Glicose. 
 
 
VIA DAS PENTOSES FOSFATO 
• Via alternativa à oxidação da Glicose, ou seja, alternativa à Glicólise. 
• Produz dois compostos: ribose-5-fosfato e NADPH, coenzima semelhante ao 
NADH. 
• A ribose-5-fosfato compõe nucleotídeos para fazer parte de ácidos nucleicos. 
• O NADPH é uma coenzima que doa H+ em sínteses redutoras de ácidos graxos 
e de esteroides e auxilia também os antioxidantes na proteção contra o estresse 
oxidativo de espécies reativas de oxigênio, como o peróxido de hidrogênio. 
 
• O NADPH promove a redução da Glutationa-Dissulfeto (GSSG), para que ela 
possa agir como antioxidante novamente (GSH). 
• Produção de NADPH: catalisada pela enzima Glicose-6-fosfato Desidrogenase. 
Glicose-6-fosfato + NADP+ + H2O → Ribulose-5-fosfato + 2 NADPH + 2H+ + CO2 
• A glutationa é importante para os glóbulos vermelhos porque, como eles 
transportam oxigênio, existe o perigo de dano por radicais de oxigênio. 
• Esse dano pode acabar prejudicando a capacidade de transporte de oxigênio pela 
hemoglobina, tornando-a incapaz de se ligar e transportar oxigênio. 
• Assim, o NADPH é essencial para a proteção contra os danos por radicais livres, 
justamente porque ela promove a redução da forma oxidada da glutationa 
(GSSG), permitindo que ela possa agir como antioxidante. 
 
CASOS CLÍNICOS 
Deficiência da enzima Piruvato-quinase: 
• Essa enzima é responsável por converter o Fosfoenolpiruvato em Piruvato. 
• Sua deficiência impede a produção de Piruvato e, com isso, impede a sua 
conversão em Lactato, bloqueando a produção de energia e provocando anemia 
hemolítica, uma vez que as hemácias usam apenas a glicose como fonte de 
energia. 
Deficiência da enzima Glicose-6-fosfato Desidrogenase: 
• Essa enzima catalisa a reação que produz NADPH na via das pentoses fosfato. 
• O NADPH é essencial para prevenir o dano oxidativo às hemácias (estresse 
oxidativo), já que essa coenzima auxilia a glutationa em sua função como 
antioxidante, promovendo a redução de sua forma oxidada (GSSG). 
• Essa deficiência é hereditária e transmitida como um caráter recessivo ligado ao 
Cromossomo X. 
• Ela foi descoberta quando estudava-se a hemólise após a administração do 
antimalárico Primaquina. 
• Essa deficiência reduz a energia disponível pra manter a integridade da 
membrana das hemácias, diminuindo a sua sobrevida, podendo causar anemia 
hemolítica. 
• Essa lise da hemácia ocorre principalmente por causa do estresse oxidativo, 
causado por infecções virais ou bacterianas, que promovem a oxidação pela 
produção de peróxido de hidrogênio, por exemplo. 
• A anemia hemolítica ocorre quando as hemácias são perdidas e a medula óssea 
não consegue produzir mais hemácias a tempo. 
• O mecanismo de ação da Primaquina envolve o aumento na quantidade de 
peróxido de hidrogênio, que atua como antimicrobiano, pois o plasmódio, 
causador da malária, é sensível a radicais livres. 
• Assim, o aumento de radicais livres provoca o estresse oxidativo das hemácias, 
que, pela deficiência da enzima Glicose-6-fosfato Desidrogenase, não 
conseguem realizar a destoxificação e, por isso, sofrem hemólise. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
METABOLISMO LIPÍDEOS 
Os principais produtos da digestão de lipídeossão o glicerol e ácidos graxos. O glicerol 
é metabolizado na via glicolítica. Para isto ele precisa primeiro ser ativado pela enzima 
glicerol-quinase, que utiliza uma molécula de ATP para converter o glicerol em L-
glicerol-3-fosfato. Em seguida a enzima glicerol-3-fosfato-desidrogenase utiliza o 
NAD+ para converter o L-glicerol-3-fosfato em diidroxiacetona-fosfato. Por fim, a 
enzima triose-fosfato-isomerase converte a diidroxiacetona-fosfato em D-gliceraldeído-
3-fosfato, que segue seu caminho na via glicolítica. 
Já a oxidação mitocondrial dos ácidos graxos ocorre em três etapas (Figura 17-7). Na 
primeira etapa – β-oxidação –, os ácidos graxos sofrem remoção oxidativa de sucessivas 
unidades de dois carbonos na forma de acetil-CoA, começando pela extremidade 
carboxílica da cadeia acil-graxo. Na segunda etapa da oxidação de ácidos graxos, os 
grupos acetil da acetil-CoA são oxidados a CO2 no ciclo do ácido cítrico, que também 
ocorre na matriz mitocondrial. A acetil -CoA derivada dos ácidos graxos então entra em 
uma via de oxidação final comum com a acetil-CoA derivada da glicose precedente da 
glicólise e da oxidação do piruvato. As duas primeiras etapas da oxidação dos ácidos 
graxos produzem os transportadores de elétrons reduzidos NADH e FADH2, que na 
terceira etapa doam elétrons para a cadeia respiratória mitocondrial, por meio da qual os 
elétrons passam para o oxigênio com a fosforilação concomitante de ADP a ATP. A 
energia liberada pela oxidação dos ácidos graxos é, portanto, conservada como ATP. 
 
 
Resumo da oxidação de ácidos graxos 
Na primeira etapa da β-oxidação, quatro reações retiram cada unidade de acetil-Coa da 
extremidade carboxila de um acil-CoA graxo saturado: (1) desidrogenação dos carbonos 
α e β (C-2 e C-3) pelas acil-CoA-desidrogenases ligadas à FAD, (2) hidratação da dupla 
ligação trans-D2 resultante pela enoil-CoA-hidratase, (3) desidrogenação do L- β -
hidroxiacil-CoA resultante pela β -hidroxiacil-CoA-desidrogenase ligada à NAD, e (4) 
clivagem por CoA do β -cetoacil-CoA resultante pela tiolase, para formar acetil-CoA e 
um acil-CoA graxo encurtado em dois carbonos. O acil-CoA graxo encurtado entra de 
novo na sequência de reações. 
Na segunda etapa da oxidação dos ácidos graxos, o acetil-Coa é oxidado a CO2 no ciclo 
do ácido cítrico. Uma grande fração do rendimento teórico de energia livre da oxidação 
dos ácidos graxos é recuperada como ATP pela fosforilação oxidativa, a etapa final da 
via oxidativa. 
A oxidação de ácidos graxos insaturados requer duas enzimas adicionais: a enoil-CoA-
isomerase e a 2,4-dienoil-CoA-redutase. Ácidos graxos de número ímpar são oxidados 
pela via de β-oxidação gerando acetil-Coa e uma molécula de propionil-CoA. Esta é 
carboxilada a metilmalonil-CoA, que é isomerizada a succinil-CoA em uma reação 
catalisada pela metilmalonil-CoA mutase, enzima que necessita de coenzima B12 
CORPOS CETÔNICOS 
Em humanos, e na maior parte de outros mamíferos, o acetil-CoA formado no fígado 
durante a oxidação dos ácidos graxos pode entrar no ciclo do ácido cítrico ou sofrer 
conversão a “corpos cetônicos”, acetona, acetoacetato e D- β -hidroxibutirato, para 
exportação a outros tecidos. 
Corpos cetônicos são produtos da transformação de lipídios em glicose, apresentam 
grupo funcional cetona, são sintetizados na matriz mitocondrial dos hepatócitos (fígado) 
a partir de um excesso acetil-coA causado pelo excesso de lipólise causado por uma 
baixa glicemia, ou seja, jejum prolongado que aumenta a lipólise. 
No fígado dentro da mitocôndria o acetil-coA acumulado sofrera ação das tiolases e se 
juntarão para a formação dos corpos cetonicos. Estes corpos cetonicos sairão da 
mitocôndria e serão lançados na corrente sanguínea aonde irão para os tecidos neural 
(cérebro) e muscular que são consumidores do mesmo para produção de energia. O 
beta-hidroxibutirato como combustível para os tecidos extra-hepáticos é levado pela 
corrente sanguínea e é convertido em acetoacetato. 
A produção de corpos cetonicos não é um processo patológico, mas sim fisiológico, a 
não ser em caso da produção muito grande de corpos cetonicos, cetose no plasma 
sanguíneo que é um efeito patológico, por exemplo, no diabético a falta de insulina que 
causara cetonuria que é a liberação de corpos cetonicos pela urina principalmente e 
também pelas vias aéreas e pelo suor. 
Como os corpos cetonicos possuem grupo funcional acido liberam íons H+ em solução 
aquosa, então quando em grande quantidade no plasma sanguíneo abaixa o pH do 
sangue que em seus valores normais varia de 7,36 a 7,44 sendo no sangue arterial o pH 
normal de 7,41. Quando o pH abaixa muito para valores inferiores a 7,36 que é o limite 
aceitável começa a ocorrer a desnaturação de enzimas e proteínas o que leva a uma 
acidose metabólica. 
A acetona, produzida em menor quantidade do que os outros corpos cetônicos, é 
exalada. O acetoacetato e o D- β - -hidroxibutirato são transportados pelo sangue para 
outros tecidos que não o fígado (tecidos extra-hepáticos), onde são convertidos a acetil-
CoA e oxidados no ciclo do ácido cítrico, fornecendo muito da energia necessária para 
tecidos como o músculo esquelético e cardíaco e o córtex renal. O cérebro, que usa 
preferencialmente glicose como combustível, pode se adaptar ao uso de acetoacetato ou 
D- β -hidroxibutirato em condições de jejum prolongado, quando a glicose não está 
disponível. A produção e exportação dos corpos cetônicos do fígado para tecidos extra- 
-hepáticos permite a oxidação contínua de ácidos graxos no fígado quando acetil-CoA 
não está sendo oxidada no ciclo do ácido cítrico. 
 
 
 
 
 
 
METABOLISMO DE PROTEÍNAS 
Os aminoácidos são substâncias orgânicas que apresentam uma estrutura geral composta 
por um grupo amina e um grupo carbóxilo, ambos ligados ao carbono α (primeiro 
carbono depois do grupo carboxílico). Esse mesmo carbono α é ligado a um hidrogênio 
e uma cadeia lateral, que é representada pela letra R. O grupo R determina a identidade 
de um aminoácido específico. Dessa forma os aminoácidos podem ser classificados em 
polares, não-polares e neutros, dependendo da natureza dessa cadeira lateral (R). Entre 
os aminoácidos que compõem as proteínas, a única exceção é a prolina, que contém um 
grupo imino no lugar do grupo amino, sendo a rigor um iminoácido. 
A oxidação dos aminoácidos não é efetuada por uma via única, diferentemente do que 
acontece com os carboidratos e lipídios. Como os aminoácidos são constituídos por 
cadeias laterais com estruturas variadas, sua oxidação processa-se por vias também 
variadas. Há, entretanto, um padrão seguido na oxidação de todos eles: inicialmente há 
remoção do grupo amino e, a seguir, oxidação da cadeia carbônica remanescente. Nos 
mamíferos, o grupo amino é convertido à ureia e as cadeias carbônicas são convertidas a 
compostos comuns ao metabolismo de carboidratos e lipídios. 
REMOÇÃO DO GRUPO AMINO – PRIMEIRA ETAPA 
O grupo amino de aminoácidos (Alanina, Arginina, Aspartato, Cisteína, Fenilalanina, 
Glutamato, Isoleucina, Leucina, Tirosina, Triptofano, Valina) é retirado por um 
processo comum, que consiste na transferência deste grupo para o α-cetoglutarato, 
virando glutamato; a cadeia carbônica restante do aminoácido é convertida ao α-
cetoácido correspondente. 
𝐴𝑚𝑖𝑛𝑜á𝑐𝑖𝑑𝑜 + 𝛼 − 𝐶𝑒𝑡𝑜𝑔𝑙𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑡𝑜 ↔ 𝛼 − 𝐶𝑒𝑡𝑜á𝑐𝑖𝑑𝑜 + 𝐺𝑙𝑢𝑡𝑎𝑚𝑎𝑡𝑜 
 Esse tipo de reação é catalisada por aminotransferase, também chamadas 
transaminase, são enzimas presentes no citosol e na mitocôndria e que tem como 
coenzima piridoxal-fosfato (aceptor intermediário do grupo amino). Esta coenzima é 
derivada da vitamina B6 (piridoxina). 
Reação geral da transaminação 
 A reação geral da transaminação ocorre da seguinte maneira: A primeiro 
momento, o grupo amino de um determinado aminoácido é transferido ao piridoxal-
fosfato (coenzima da reação), o presente aminoácidoentão é convertido a 𝛼-cetoácido 
após receber o oxigênio proveniente da coenzima (esse oxigênio faz uma dupla ligação 
com carbono alfa do aminoácido, por isso a nomenclatura 𝛼-cetoácido). A coenzima 
(piridoxal-fosfato) atua como receptor intermediário da reação, e se converte a 
piridoxamina-fosfato ao receber o grupo amino (NH3
+). A seguir esse grupo amino é 
doado ao 𝛼-cetoglutarato, que se converte a glutamato. O coenzima piridoxal-fosfato é 
restaurada quando o 𝛼-cetoglutarato cede o seu oxigênio para a piridoxamina-fosfato, 
formando então a coenzima inicial (piridoxal-fosfato). Toda a reação é catalisada por 
transaminases, ocorrendo transferências de grupos funcionais. 
 
O nome da amino aminotransferase (transaminase) deriva do aminoácido pelo qual a 
enzima tem maior afinidade. Dois exemplos importantes são: alanina aminotransferase, 
também conhecida por alanina transaminase (ALT) ou transaminase glutâmico-
pirúvica (TGP). 
𝐴𝑙𝑎𝑛𝑖𝑛𝑎 + 𝛼 − 𝑐𝑒𝑡𝑜𝑔𝑙𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑡𝑜 ↔ 𝑃𝑖𝑟𝑢𝑣𝑎𝑡𝑜 + 𝐺𝑙𝑢𝑡𝑎𝑚𝑎𝑡𝑜 
 Essa enzima participa da reação reversível do aminoácido alanina a qual reage 
com 𝛼-cetoglutarato para formar piruvato e glutamato. Piridoxal-fosfato, como sempre, 
atua como coenzima da reação sendo então o aceptor intermediário do grupo amino. 
REMOÇÃO DO GRUPO AMINO – SEGUNDA ETAPA 
 O glutamato proveniente da primeira etapa segue dois caminhos importantes: 
uma nova transaminação ou um desaminação. O grupo amino cedido pelo glutamato na 
reação pode originar aspartato (pela transaminação) ou íon amônio (por desaminação). 
Caso o glutamato sofra uma nova transaminação, a enzima que irá atuar é a TGO (AST 
– Aspartato transaminase), o grupo amino do glutamato é transferido para o 
oxaloacetato, que se converterá para aspartato, segundo depositário do grupo amino dos 
aminoácidos. O glutamato com a perda do grupo amino será convertido para 𝛼-
cetoglutarato. A coenzima piridoxal-fosfato atua nessa reação. O aspartato originado na 
reação posteriormente é um dos precursores da ureia junto com o íon amônio 
proveniente da amônia. A AST é a aminotransferase mais ativa na maioria dos tecidos 
de mamíferos, evidenciando sua importância. Essa reação pode ocorrer tanto no citosol 
tanto na mitocôndria. 
𝐺𝑙𝑢𝑡𝑎𝑚𝑎𝑡𝑜 + 𝑂𝑥𝑎𝑙𝑜𝑎𝑐𝑒𝑡𝑎𝑡𝑜 ↔ 𝐴𝑠𝑝𝑎𝑟𝑡𝑎𝑡𝑜 + 𝛼 − 𝑐𝑒𝑡𝑜𝑔𝑙𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑡𝑜 
Caso o glutamato sofra uma desaminação, esse composto exclusivamente tem que estar 
na mitocôndria, uma vez que a enzima que catalisa a reação é uma enzima mitocondrial 
(glutamato desidrogenase), encontrada principalmente no fígado, é um exemplo raro de 
enzima que utiliza NAD+ ou NADP+ como coenzima. 
𝐺𝑙𝑢𝑡𝑎𝑚𝑎𝑡𝑜 + 𝑁𝐴𝑃(𝑃)+ + 𝐻2𝑂 ↔ 𝛼 − 𝑐𝑒𝑡𝑜𝑔𝑙𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑡𝑜 + 𝑁𝐴𝐷(𝑃)𝐻 + 𝐻+ + 𝑁𝐻4+ 
 O glutamato libera seu grupo amino e se converte a 𝛼 − 𝑐𝑒𝑡𝑜𝑔𝑙𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑡𝑜, esse 
grupo liberado como NH3 (amônia) se converte em NH4
+ (íon amônio) também um 
precursor da ureia. 
 A glutamato desidrogenase é uma enzima específica para glutamato (uma vez 
que o glutamato é um produto comum da transaminação na primeira etapa), não se 
conhece desidrogenases análogas para qualquer outro aminoácido. 
AMINOÁCIDOS DESAMINADOS POR REAÇÕES ESPECIAIS 
 Nove aminoácidos (Lisina, prolina, histidina, asparagina, glicina, glutamina, 
metionina, serina, treonina) não se iniciam com transaminação com 𝛼 −
𝑐𝑒𝑡𝑜𝑔𝑙𝑢𝑡𝑎𝑟𝑎𝑡𝑜, e seu grupo amino é removido por reações particulares a cada um 
deles, com a participação de enzimas específicas a cada aminoácido. Contudo, um 
aspecto comum do metabolismo destes aminoácidos é a forma da remoção do grupo 
amino: o grupo amino (ou amida, no caso de asparagina e glutamina) ou é liberado 
como NH4
+, ou forma glutamato (através de reações especiais), que pode gerar aspartato 
(já na segunda etapa caso ele sofra uma transaminação pela TGO). 
 De modo geral, na degradação dos 20 aminoácidos, o grupo amino é convertido 
a NH4
+ e aspartato, os precursores da ureia. 
 
DEGRADAÇÃO DA CADEIA CARBÔNICA DOS AMINOÁCIDOS 
 De modo geral a cadeia carbônica dos aminoácidos é degradada a piruvato, 
acetil-CoA ou intermediários do ciclo de Krebs. 
 Ao remover o grupo amino dos aminoácidos, resta sua cadeira carbônica, na 
forma de 𝛼 − 𝐶𝑒𝑡𝑜á𝑐𝑖𝑑𝑜. Essa oxidação é feita por vias próprias, e o destino final desse 
𝛼 − 𝐶𝑒𝑡𝑜á𝑐𝑖𝑑𝑜 dependerá do tecido e do estado fisiológico, podendo ser: oxidado pelo 
ciclo de Krebs, fornecendo energia; poderá ser utilizado pela gliconeogênese, para 
produção de glicose e etc. 
 “Todos os aminoácidos, com exceção de leucina e lisina, produzem piruvato ou 
intermediários do ciclo de Krebs, precursores da gliconeogênese, e são, portanto, 
chamados glicogênicos. A leucina e lisina originam acetoacetato e acetil-CoA, sendo 
aminoácidos cetogênicos. Outros aminoácidos – isoleucina, fenilalanina, tirosina, 
treonina e triptofano – parte é convertida em acetoacetato e acetil-CoA e parte é 
convertida em intermediários do ciclo de Krebs. São tanto glicogênicos quanto 
cetogênicos, isto é, são glicocetogênicos.”