aula 3 metabolismo proteina
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etapas do metabolismo de proteínasTRANSCRIPT
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20/04/2013
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Nutrio Avanada
Aminocidos e protenas
Metabolismo
20/04/2013
Rota metablica dos AA
Origem dos AA circulantes;
Dieta: classificao dos AA
Transaminao
Destino dos AA;
Degradao
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Nutrio Avanada
Stoll et al (2006)
Nutrio Avanada
BiossnteseBiossntese
DegradaoDegradao
Sntese proteicaSntese proteica
Partio aminocidos
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3
Nutrio Avanada
Biossntese
Degradao
Sntese proteicaSntese proteica
Partio aminocidos
AA
AA
AA AA AA
AA
AA
Disponibilidade
Biodisponibilidade
Exigncia lquida
Nutrio Avanada
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Mtodos para estimar exigncias
Dose Resposta
Fatorial
Modeloscrescimento
2. Mtodos para estimar exigncias
Mtodo fatorial
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Mantena Produo
Exigncias Nutricionais dirias
(mg/dia)
Exigncias Nutricionais dieta (%)
Consumo
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Nutrio Avanada
Partio aminocidos
Custo para mantena e
crescimento???
Nutrio Avanada
BiossnteseBiossntese
DegradaoDegradao
Sntese proteicaSntese proteica
Partio aminocidos
Cadeia
carbonos
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Protena como fonte energia
Renovao ou turnover das protenas;
Dieta rica em protenas
Durante o jejum prolongado ou diabetes
melito, as protenas corporais so
hidrolizadas.
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Nutrio Avanada
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Nutrio Avanada
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Nutrio Avanada
Fig. 17.1 A degradao das protenas endgenas e da dieta origina um conjunto de
aminocidos, precursores das protenas endgenas e de todos os outros compostos
nitrogenados. Os aminocidos excedentes so degradados, restando as respectivas
cadeias carbnicas e o grupo amino, que convertido em uria.
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Biossntese
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Nutrio Avanada
Classificao dos AA
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Nutrio Avanada
Classificao dos AA
Biossntese AA
??
Grupo Amina
Precursor metablico
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AA
AA
AA AA AA
AA
AA
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Famlias biossintticas dos aminocidos, agrupadas de
acordo com o precursor metablico
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Precursor metablico Aminocido
-Cetoglutarato Glutamato, glutamina, prolina e
arginina
3-Fosfoglicerato Serina, glicina e cistena
Oxaloacetato Aspartato, asparagina, metionina,
treonina e lisina
Piruvato Alanina, valina, leucina e isoleucina
Fosfoenolpiruvato e eritrose-
4-fosfato
Triptofano, fenilalanina e tirosina (*)
Ribosee-5-fosfato Histidina
Nutrio Avanada
Adaptado de Nelson e Cox (2011).
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Nutrio Avanada
BiossnteseBiossntese
DegradaoDegradao
Sntese proteicaSntese proteica
Partio aminocidos
Nutrio Avanada
Degradao intracelular de protenas
Primeiro processo: Catepsinas
- Protenas de membranas
- Protenas extracelulares
- Protenas de meia-vida longa
Segundo processo: Ubiquitina
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20/04/2013 Sanchez et al, (2012)
Nutrio Avanada
Nutrio Avanada
Degradao intracelular de protenas
Primeiro processo: Catepsinas
- Protenas de membranas
- Protenas extracelulares
- Protenas de meia-vida longa
Segundo processo: Ubiquitina
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Uria
Compostos
Glutamato
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Nutrio Avanada
1. Remoo do Grupo Amino
Aminocido + -Cetoglutarato -Cetocido + Glutamato
Enzimas
transaminases
Glutamato
desidrogenase
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Transaminao:-Cetocido: Cetognicos ou Glicognicos
Nutrio Avanada
AA e reaes especiais
Fig. 17.4 Converso do grupo amino dos aminocidos em uria: o grupo amino de 12 aminocidos coletado,
por meio de transaminases, como glutamato. Do glutamato convertido a NH4 pela glutamato desidrogenase
ou a aspartato; outros 7 aminocidos originam NH4 e glutamato por vias especiais. O esquema mostra o papel
central do glutamato no caminho do nitrognio dos aminocidos at a uria. T: transaminase; GD: glutamato
desidrogenase.20/04/2013
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Nutrio Avanada
BiossnteseBiossntese
DegradaoDegradao
Sntese proteicaSntese proteica
Partio aminocidos
Glutamato
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Glutamato
N
-
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Nutrio Avanada
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Participao dos AA nas funes fisiolgicas e metablicas
Nutrio Avanada
Reeds (1997, 2000)
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Glutamato
N
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LisLisLisLis
ThrThrThrThr
TrpTrpTrpTrp
M+CM+CM+CM+C
ValValValVal
IleIleIleIleHisHisHisHis
P+TP+TP+TP+T
-
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ThrThrThrThr
LysLysLysLys
TrpTrpTrpTrp
ValValValVal
ArgArgArgArg IleIleIleIleHisHisHisHis
LysLysLysLys
Nutrio Avanada
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Nutrio Avanada
Compostos comuns
BiossnteseBiossntese
DegradaoDegradao
Sntese proteicaSntese proteica
Partio aminocidos
Glutamato
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Nutrio Avanada
Compostos comunsCompostos comuns
BiossnteseBiossntese
DegradaoDegradao
Sntese proteicaSntese proteica
Partio aminocidos
Glutamato
Nutrio Avanada
Degradao intracelular de protenas
Primeiro processo: Catepsinas
- Protenas de membranas
- Protenas extracelulares
- Protenas de meia-vida longa
Segundo processo: Ubiquitina
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Uria
Compostos
Glutamato
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Nutrio Avanada
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EnergiaUreia/ac.urico/amonia
Glutamato
Nutrio Avanada
1. Remoo do Grupo Amino
Aminocido + -Cetoglutarato -Cetocido + Glutamato
Enzimas
transaminases
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Nutrio Avanada
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Glutamato
Transaminao
Degradao
Destino glutamato
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Glutamato
N
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Glutamato
N
XX
XX
XX
XX
XX
XXXX
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Relao ideal de AA
Mantena Dep. proteina Leite Corpo
Reduo proteica com perfil adequado de aminocidos e qualidade de
carcaa (Canh, 1998)
* Alimentados 3 x requerimento de manuteno = 294 kJ EL/kg PV0.75
DesempenhoConsumo *, g/d 2249 2245 2257 NSGanho de peso, g/d 805 805 797 NS
CarcaaEspessura de toucinho, mm 15.2 15.4 15.9 NSCarne magra, % 57.2 57.1 56.7 NS
PB, % 16,5 14,5 12,5
EL, kCal/kg 2245 2245 2245
Aminocidos digestveis Ileal
Lisina, % 0,71 0,71 0,71
Tre / Lis 65% 65% 65%
(Met + Cis) / Lis 65% 65% 65%
Trp / Lis 23% 23% 23%
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Efeito da reduo proteica na emisso amnia no ar
0%
20%
40%
60%
80%
100%
10 12 14 16 18 20 22
PB, % dieta
Mu
da
na
s re
lati
vas
na
em
iss
o
de
am
n
ia (
con
tro
le=
10
0)
Canh, 1998 (55-106kg)
Canh, 1998 (55-106kg)
Latimier, 1993 (31-102kg)
Kay & Lee, 1996 (35-55kg)
Kay & Lee, 1996 (65-90kg)
Reduo de 1% de PB acarreta a reduo da emisso de amnia em 10-13%
Efeito mximo : - 60%
Nutrio Avanada
Degradao de aminocidos
Glutamato >> Aspartato ou Amnia
Fig. 17.3 A ao conjunta das transaminases (T) e da glutamato desidrogenase (GD)
permite canalizar o nitrognio da maioria dos aminocidos para aspartato e NH4.
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Nutrio Avanada
AA e reaes especiais
Fig. 17.4 Converso do grupo amino dos aminocidos em uria: o grupo amino de 12 aminocidos coletado,
por meio de transaminases, como glutamato. Do glutamato convertido a NH4 pela glutamato desidrogenase
ou a aspartato; outros 7 aminocidos originam NH4 e glutamato por vias especiais. O esquema mostra o papel
central do glutamato no caminho do nitrognio dos aminocidos at a uria. T: transaminase; GD: glutamato
desidrogenase.20/04/2013
Desaminao: aminocido perde seu grupo amino e
os -cetocidos formados podem sofrer oxidao
at CO2 e H2O
Metabolismo do esqueleto de Carbono normalmente
fornecem unidades de trs a quatro tomos de
carbonos que so convertidas a glicose.
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Nutrio Avanada
Degradao de aminocidos
1. Remoo do Grupo Amino
Alanina+ -Cetoglutarato Piruvato+ Glutamato
Alanina transaminase
Transaminase glutmico-pirvica
A quebra do glutamato por esta reao representa a desaminao oxidativa que
requer NAD+ ou NADP+
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Nutrio Avanada
Principal site de degradao
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Nutrio Avanada
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Nutrio Avanada
Transporte ammia
Primeiro mecanismo
Segundo mecanismo
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Nutrio Avanada
Ciclo uria
Fig. 17.5 Ciclo da uria as enzimas envolvidas so: (1) carbamoil-fosfato sintetase, (2) ornitina transcarbamoilase, (3) argininossuccinato sintetase, (4)
argininossuccinato liase e (5) arginase. As duas primeiras enzimas so mitocondriais, e as restantes, citoplasmticas. A migrao de ornitina e citrulina entre
estes compartimentos mediada por translocases especficas (indicadas nas setas tracejadas). A enzima 1, a rigor, no faz parte do ciclo da uria.20/04/2013
Deficincia
AA
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Nutrio Avanada
Ciclo uria
Fig. 17.6 Esquema geral da sntese de uria, mostrando o balano energtico do processo. A regenerao do
aspartato a partir de fumarato formado no ciclo da uria envolve a participao das seguintes enzimas
citosslicas: (1) fumarase, (2) malato desidrogenase e (3) transaminase; forma-se um NADH que produz 3 ATP
pela fosforilao oxidativa, reduzindo a energia consumida na sntese da uria.
Importncia NH4Balano eletroltico
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Nutrio Avanada
Ciclo uria
Amnia txica
- Encefalopatia
- Altos nveis de amnia >> -cetoglutarato >>
glutamato>> Reduz ATP
- Prejudica transmisso impulsos nervosos
- Aumento neurotransmissor crebro initrio (GABA)
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Nutrio Avanada
Turnover proteico
20/04/2013
Orgo tem taxas diferenciadas
20 a 25 %/ dia
- Idade
- Estresse, doenas,
nutrio, atividade fisica
-
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Nutrio Avanada
Turnover proteico - Nomeclatura
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1. Sntese: Converso de AA em proteina por um aparato de sntese
proteica no citoplasma;
2. Quebra: Proteolise de peptideos
3. Crescimento: Acumulo liquido de proteina . Taxa Sntese > Quebra
4. Turnover: Envolve sntese e quebra
5. Sntese e Quebra Fracional: Quantificao da sntese e quebra de
protena. Diferenas no organismo.
Nutrio Avanada
Turnover proteico
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Nutrio Avanada
Turnover proteico
20/04/2013
Mecanismos que controlam sntese e quebra so distintos
Quebra tem sido ignorado:
10% reduo Quebra aumenta 23% deposio Proteina
Nutrio Avanada
Degradao proteca
Fatores determinantes:
-Dieta
-Programa alimentar
- Gentica
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20/04/2013 Van Milgen et al, (2008)
Resposta da DP ao aporte de energia
Nutrio Avanada
20/04/2013 Sklan and Noy (2004)
Nutrio Avanada
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20/04/2013 Sklan and Noy (2004)
Nutrio Avanada
20/04/2013 Moehn et al. (2004)
Nutrio Avanada
-
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20/04/2013
0.0300.0500.0700.0900.1100.1300.1500.1700.1900.2100.230
0.27 0.32 0.36 0.41 0.46 0.51 0.56 0.61 0.66 0.71 0.76 0.81 0.86 0.91 0.96Pr
ote
in D
epo
sitio
n (kg
/d)
% of lysine requirement level (Lys:NE, g/MJ)
0.0900.1200.1500.1800.2100.2400.2700.3000.3300.3600.3900.4200.450
0.27 0.32 0.36 0.41 0.46 0.51 0.56 0.61 0.66 0.71 0.76 0.81 0.86 0.91 0.96
Lipi
d De
pos
itio
n (kg
/d)
% of lysine requirement level (Lys:NE, g/MJ)