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Ácido glutâmico

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição

O ácido glutâmico (Glu ou E) é um aminoácido com a fórmula molecular C5H9NO4. É um aminoácido não essencial, o que significa que pode ser sintetizado pelo corpo.

Sob condições fisiológicas, o grupo carboxil de ácido glutâmico perdeu um próton, produzindo uma carga negativa. Essa forma do aminoácido é chamada de glutamato, e essa é a forma que é abundante no corpo humano.

O ácido glutâmico é um bloco de construção essencial de proteínas. Independentemente de seu papel como aminoácido, o glutamato também é um componente de sinalização vital no sistema nervoso central e é altamente abundante no cérebro.

Estrutura e propriedades do ácido glutâmico

O ácido glutâmico é um aminoácido com a fórmula molecular C5H9NO4. Seus símbolos são Glu ou E. Como em todos os aminoácidos, possui uma extremidade do terminal carboxil, uma extremidade amino-terminal e uma cadeia lateral. A cadeia lateral do ácido glutâmico possui um grupo de ácido carboxílico. No código genético, os códons de mRNA que codificam para sua incorporação em uma cadeia polipeptídica são GAA e GAG.

Como em todos os aminoácidos (exceto glicina), o ácido glutâmico tem duas formas: uma forma L e uma forma D. Essas formas são estereoisômeros, diferindo apenas no arranjo espacial de seus átomos. Geralmente, apenas a forma L é encontrada nas células. Consistentemente, o ácido glutâmico é encontrado quase exclusivamente em sua forma L, exceto em alguns casos especiais. Por exemplo, a forma D é encontrada na parede celular de algumas bactérias e nas células do fígado.

O glutamato não pode atravessar a barreira hematoencefálica; portanto, mesmo que seja obtida através da dieta, ele também deve ser sintetizado no cérebro. É sintetizado a partir de α-cetoglutarato, que é uma molécula intermediária gerada durante o ciclo Krebs.

Ácido glutâmico vs. glutamato

Quando o ácido glutâmico perde um íon hidrogênio do seu grupo carboxila, forma o glutamato. Assim, enquanto a cadeia lateral do ácido glutâmico tem a fórmula ch2ch2cooh, o glutamato tem a fórmula ch2ch2cooh. Em resumo, o glutamato é o ânion do ácido glutâmico. Os nomes são frequentemente usados de forma intercambiável.

O ácido glutâmico tem um valor de PKA (uma medida da força relativa de um ácido) de 4,1. Um valor de PKA de 4.1 significa, em ambientes onde o pH está acima de 4.1, perde sua carga positiva e existe principalmente em sua forma negativamente carregada.

Portanto, no corpo humano, o ácido glutâmico é quase sempre glutamato, porque as condições no corpo (pH 7) favorecem essa perda de carga positiva. Como resultado, em condições fisiológicas, é considerado um aminoácido alifático polar, carregado negativamente.

Ácido glutâmico vs. glutamina

O ácido glutâmico e a glutamina são ambos aminoácidos que geralmente são confusos por causa de seus nomes semelhantes. A glutamina (GLN ou Q) possui uma cadeia lateral semelhante à do ácido glutâmico, exceto que o grupo de ácido carboxílico é substituído por um grupo amida (NH2).

O glutamato pode ser sintetizado a partir da glutamina no sistema nervoso central através do ciclo de glutamato-glutamina.

Sabor de umami

O ácido glutâmico também é responsável pelo sabor de umami. Este é o mais novo dos cinco sabores classificados (os outros são salgados, doces, amargos, azedos). Umami é uma palavra japonesa que se traduz livremente em “sabor agradável e saboroso”. Provemos esse sabor em alimentos ricos em glutamatos, como molhos, mariscos, extrato de levedura e molho de soja, através de receptores de glutamato. Como resultado, o gllutamato é usado como intensificador de sabor na forma de glutamato de monossódio (MSG).

Atividade biológica do ácido glutâmico

Glutamato como neurotransmissor

Além de ser um bloco de construção de proteínas, o ácido glutâmico (especificamente, o glutamato) também atua como um neurotransmissor no sistema nervoso central. O glutamato é altamente abundante no cérebro e durante o tecido nervoso, onde é o neurotransmissor excitatório primário.

Os neurotransmissores são produtos químicos no corpo que atuam como moléculas de sinalização em todo o tecido nervoso. Além do glutamato, outros exemplos de neurotransmissores incluem acetilcolina, adrenalina e dopamina.

O glutamato exerce sua ação ligando e ativando receptores que são encontrados principalmente incorporados na membrana celular de neurônios e astrócitos. Esses receptores se enquadram em quatro classes: AMPA, Kainates, NMDA e receptores metabotrópicos.

Como neurotransmissor excitatório, quando o glutamato se liga aos seus receptores, aumenta a probabilidade de o neurônio disparar um potencial de ação. Os potenciais de ação também são conhecidos como “impulsos nervosos” e são a maneira como os neurônios excitatórios passam sinais um para o outro para se comunicar.

O glutamato é armazenado em vesículas em sinapses químicas. Quando um impulso nervoso atinge a sinapse, o glutamato é liberado na fenda sináptica por exocitose, onde pode ativar os receptores de glutamato na próxima célula.

Os receptores AMPA, Kainita e NMDA são receptores ionotrópicos, o que significa que, quando ativados, os canais abertos na membrana que permitem que os íons passem. Os receptores metabotrópicos são mais variáveis e geralmente trabalham por meio de sinalização através de um segundo mensageiro.

Através de sua função como neurotransmissor, o glutamato é muito importante para a plasticidade sináptica, o que é crucial nos processos de aprendizado e memória.

Ácido glutâmico descarboxilase

O ácido glutâmico descarboxilase (também chamado glutamato descarboxilase) é uma enzima que catalisa a conversão de glutamato em ácido gama-aminobutírico (GABA). Portanto, o glutamato atua como um precursor do GABA – o neurotransmissor inibidor de princípios no sistema nervoso.

O GABA se liga e ativa os receptores GABA. Através dessa ligação, o GABA atua como um neurotransmissor inibitório, diminuindo a probabilidade de um neurônio disparar um potencial de ação. Aumentar a atividade dos receptores GABA pode ter um efeito sedativo, pois inibe o disparo de neurônios. Consistentemente, medicamentos como benzodiazepínicos e álcool se ligam e ativam os receptores GABA.

Relevância clinica

Vários distúrbios estão associados à sinalização de glutamato prejudicada no cérebro.

Doença neurodegenerativa

O glutamato é crítico para a maioria das ações do sistema nervoso central. A excitação neuronal crônica por glutamato tem sido associada a distúrbios degenerativos do sistema nervoso central, incluindo doença dos neurônios motores, doença de Huntington e doença de Alzheimer. A razão para isso é um fenômeno conhecido como toxicidade ou excitotoxicidade de glutamato, que pode matar células nervosas e causar doenças crônicas do sistema nervoso.

Distúrbios psiquiátricos

A atividade excessiva do glutamato também tem sido associada a distúrbios psiquiátricos: transtorno depressivo maior, esquizofrenia e transtorno bipolar. Os compostos farmacológicos (por exemplo, cetamina) que têm como alvo o sistema de glutamato estão atualmente em ensaios clínicos para o tratamento de tais distúrbios psiquiátricos.

Abuso de substâncias

O glutamato também tem uma função importante no desenvolvimento e manutenção do vício. Isso é resultado de seu papel em processos cognitivos, como reforço, sensibilização, aprendizado e reforço de hábitos, condicionamento, desejos e recaídas. Portanto, os agentes glutamatérgicos estão sendo explorados como um tratamento potencial para bloquear comportamentos de tomada de drogas, reduzir os sintomas de abstinência e limitar as recaídas.

Questionário

1. Quais são as propriedades do ácido glutâmico?

2. Que tipo de neurotransmissor é o glutamato?

3. Que reação a enzima o ácido glutâmico descarboxilase catalisa?

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Bibliografia

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