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Aminoácidos

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição

Os aminoácidos são os blocos de construção de polipeptídeos e proteínas e desempenham papéis importantes na via metabólica, expressão gênica e regulação da transdução de sinal celular. Uma única molécula de aminoácidos orgânicos contém dois grupos funcionais – amina e carboxil – e uma cadeia lateral única. Os seres humanos requerem vinte aminoácidos diferentes; Onze são sintetizados no corpo e nove obtidos de fontes alimentares.

Benefícios de aminoácidos

Os benefícios de aminoácidos são simples de nomear porque, sem aminoácidos, não podemos existir. Toda característica anatômica e fisiológica de um organismo vivo é possível através da existência de aminoácidos. A síntese de aminoácidos nutricionalmente não essenciais no corpo humano-alanina, arginina, asparagina, ácido aspártico, cisteína, ácido glutâmico, glutamina, glicina, prolina, serina e tirosina-ocorre através da construção de seus esqueletons de carbono. No entanto, estudos recentes mostram que ainda podemos nos beneficiar da ingestão de aminoácidos não essenciais para promover a saúde e o bem-estar ideais. Somente quando quantidades de aminoácidos essenciais e glicose são suficientes e disponíveis podem a taxa de síntese de aminoácidos não essencial aumentar. Portanto, é importante consumir ambos os tipos de aminoácidos na dieta, a fim de se beneficiar de seus muitos efeitos positivos, se não absolutamente essenciais.

Benefícios essenciais de aminoácidos

Os nove aminoácidos essenciais são histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina. Esses aminoácidos não podem ser produzidos no corpo, mas são críticos para uma variedade impressionante de funções fisiológicas.

A histidina é um precursor de vários hormônios e metabólitos importantes para a função renal, secreção gástrica, sistema imunológico e neurotransmissão. Ajuda a produzir glóbulos vermelhos e hemoglobina. Além disso, a histidina catalisa a ação de um grande número de enzimas e auxilia em processos anti-inflamatórios e antioxidantes. A deficiência de histidina leva à anemia, disfunção renal, estresse oxidativo e distúrbios inflamatórios.

A isoleucina é um dos três aminoácidos de cadeia ramificada (BCAAs). Ajuda a aumentar a taxa de síntese de proteínas e promove a formação de tecidos musculares. Além disso, sabe -se que a isoleucina aumenta o consumo de glicose, o desenvolvimento intestinal e a função imunológica, embora muitos estudos tenham analisado o BCAAS como um todo, em vez de um único aminoácido. Isso significa que a leucina e a valina – ambos também aminoácidos essenciais – podem compartilhar esses benefícios.

A lisina tem um papel importante a desempenhar na divisão e crescimento celular, pois é um importante bloco de construção de fatores de crescimento. A cicatrização acelerada de feridas usando solutos à base de lisina leva a menos formação de tecidos de cicatrizes, enquanto locais que recebem pouco oxigênio e nutrientes que são diretamente injetados com fatores de crescimento se beneficiam da angiogênese ou do desenvolvimento de novos vasos sanguíneos ao redor do local da injeção. Além disso, a lisina contribui para o metabolismo da gordura. A deficiência de lisina pode levar à anemia, metabolismo prejudicado por ácidos graxos, cicatrização lenta da ferida, menor massa muscular e produção de tecidos conjuntivos defeituosos; No entanto, altos níveis podem criar distúrbios neurológicos.

A metionina contém o enxofre do elemento, essencial para a saúde e a saúde do fígado e melhora a estrutura do cabelo e a resistência da unha. Distúrbios metabólicos raros podem impedir que o corpo use metionina que pode, a longo prazo, levar a danos graves no fígado por danos oxidativos.

A fenilalanina é um precursor da tirosina hidroxilase, uma enzima que acelera a síntese de catecolamina e, portanto, afeta o humor. A fenilalanina também é necessária para a sinalização da disponibilidade de glicose e da secreção de glucagon e insulina. Ele desempenha um papel adicional na oxidação da gordura. A falta de fenilalanina está associada a confusão, falta de energia, perda de memória e depressão. Doses acima de 5.000 mg por dia são tóxicas e podem causar danos nos nervos.

A disponibilidade de treonina aumenta a captação de outros aminoácidos, como a fenilalanina, mas também contribui para o equilíbrio do neurotransmissor no cérebro, na produção de tecidos musculares e na função do sistema imunológico. Verificou -se que os bebês alimentados por mães que tomam suplementos de treonina apresentaram níveis mais altos de glicina cerebral com risco subsequente de disfunção de neurotransmissores. Como em muitos aminoácidos, os níveis corretos de suplementação ainda não são uma entidade fixa e ainda mais pesquisas ainda precisam ser feitas.

O triptofano é uma molécula precursora de niacina (vitamina B3), melatonina e serotonina e, portanto, essencial para o sono e o humor. Como em todos os aminoácidos, o códon triptofano é um bloco de construção para cadeias e proteínas polipeptídicas. A falta de triptofano é frequentemente experimentada como uma incapacidade de dormir e um humor depressivo.

Benefícios não essenciais de aminoácidos

Os benefícios dos aminoácidos não essenciais produzidos pelo corpo (de novo) são igualmente tão amplos quanto os do grupo essencial. Embora esses aminoácidos sejam produzidos a partir do zero, as fontes alimentares podem aumentar a disponibilidade e, portanto, proporcionar um efeito mais confiável e consistente.

As moléculas de alanina e glutamina são sintetizadas no músculo esquelético usando fontes de piruvato e liberadas para aumentar o suprimento de energia. Ambos são importantes para um sistema nervoso saudável e a alanina é necessária para a síntese de triptofano. Níveis mais altos de alanina protegem o sistema cardiovascular, enquanto baixos níveis de glutamina aumentam a mortalidade em pacientes críticos e contribuem para uma perda de massa muscular significativa. Sabe -se também que a glutamina é uma fonte importante de energia para as células tumorais, perdendo apenas para glicose.

A arginina é categorizada como um aminoácido condicionalmente essencial em recém-nascidos e um aminoácido não essencial no restante da população humana. A arginina é um dos ingredientes mais comuns de polipeptídeos e proteínas e auxilia a garantir um sistema imunológico saudável através do aumento da produção de células T. Ajuda a liberar hormônios da insulina e do crescimento humano, neutralizar a amônia no fígado e melhorar a pele e a cura do tecido conjuntivo. Também é encontrado no fluido seminal.

A asparagina desempenha um papel importante na síntese de glicoproteínas e saúde hepática. Níveis baixos atenuam os sentimentos de fadiga e significa que esse aminoácido é frequentemente rotulado como um pick-me-up. No entanto, sua contribuição para a sinalização e desenvolvimento do sistema nervoso central é tão importante quanto sua capacidade de aumentar os níveis de energia.

O ácido aspártico funciona dentro dos ciclos de ácido cítrico e uréia e é um precursor de outros aminoácidos. Além disso, é também um neurotransmissor de tronco cerebral excitatório e medula espinhal que aumenta a chance de despolarização bem -sucedida da membrana pós -sináptica. Seu parceiro inibitório é a glicina de aminoácidos. Ambos os aminoácidos não essenciais devem estar em equilíbrio para serem benéficos para o sistema nervoso central. A glicina é o aminoácido mais simples e sua ação calmante melhora o sono e reduz os comportamentos de busca de recompensa. Pode ser sintetizado através da degradação do colágeno e é o principal ingrediente do colágeno.

Cisteína, o segundo e último aminoácido contendo enxofre que adiciona um grupo tiol (-SH) aos grupos carboxil e amino. A cisteína é sintetizada a partir da metionina, o outro aminoácido contendo enxofre, mas essencial, via transmetilação para produzir homocisteína e depois via transsulfuração para produzir cisteína. A cisteína é usada para síntese de proteínas, coenzima A e glutationa (um antioxidante) e produção de sulfeto de hidrogênio. É um precursor de piruvato e taurina.

O ácido glutâmico é mais conhecido por seu papel como precursor do ácido gama-aminobutírico (GABA), onde ocorre uma ação inibitória, embora o próprio ácido glutâmico atue como um neurotransmissor excitatório em todo o sistema nervoso central. Este é um aminoácido dietético extremamente comum que também pode reduzir os níveis de pressão arterial. Às vezes, o glutamato é adicionado como um décimo segundo aminoácido não essencial, mas é um derivado do ácido glutâmico.

A prolina pode ser sintetizada a partir da glutamina ou derivada da degradação do colágeno e oferece uma fonte de energia quando o corpo está sob estresse. A produção de prolina só pode ocorrer com sucesso na presença da enzima prolil -hidroxilase e o oxigênio dos fatores pro, ferro e vitamina C. prolina também são cruciais para a síntese de colágeno. De fato, o colágeno requer a presença de dezoito aminoácidos diferentes em quantidades variadas.

A serina é necessária para a transferência de grupos metil dentro do corpo e, portanto, necessária para a produção de substâncias como creatina, epinefrina, DNA e RNA. Também tem sido associado ao crescimento de células de câncer de mama. De outra forma-D-Serina-desempenha um papel neuromodulatório. Além disso, sem serina, não seria possível formar glicina, cisteína, taurina e fosfolipídios.

A tirosina tem sido fortemente anunciada como um suplemento cognitivo, pois é um precursor da dopamina e noradrenalina, bem como tiroxina e melanina. No entanto, seus efeitos na população em geral não foram comprovados e os resultados tendem a ocorrer em alguns e não em outros. A ação da tirosina deve, portanto, depender da disponibilidade ou ausência de outros produtos químicos. Como em cada aminoácido, a tirosina também é um importante bloco de construção na síntese de polipeptídeos e proteínas.

Estrutura de aminoácidos

A estrutura de aminoácidos está entre as estruturas mais simples a serem reconhecidas, pois toda molécula orgânica apresenta um grupo amino funcional alcalino (ou básico) (―H2), um grupo carboxil funcional ácido (―COOH) e uma cadeia lateral orgânica (cadeia r) exclusiva para cada aminoácido. De fato, o nome deste grupo é um encapsulamento dos ingredientes centrais-alfa-amino [α-amino] e ácido carboxílico.

Todos os aminoácidos contêm um único átomo de carbono central. Os grupos funcionais de amino e carboxil são ligados a esse átomo de carbono central, geralmente chamado de α-carbono. Isso deixa duas das quatro ligações de carbono livres. Um se conectará a um dos abundantes átomos de hidrogênio que estão nas proximidades, o outro se conectará a uma cadeia lateral orgânica ou grupo R. Os grupos R possuem uma variedade de formas, tamanhos, cargas e reações que permitem que os aminoácidos sejam agrupados de acordo com as propriedades químicas produzidas por suas cadeias laterais. Essas cadeias laterais podem ser claramente estudadas na imagem abaixo.

Aminoácidos alifáticos

Os aminoácidos alifáticos são não polares e hidrofóbicos. À medida que o número de átomos de carbono na cadeia lateral aumenta, a hidrofobicidade aumenta. Os aminoácidos alifáticos são alanina, glicina, isoleucina, leucina, prolina e valina; Embora a glicina tenha tão poucos átomos de carbono, não é hidrofílico nem hidrofóbico. Às vezes, a metionina é chamada de membro honorário do grupo alifático. Sua cadeia lateral contém um átomo de enxofre em vez de átomos de carbono e hidrogênio, mas, como o grupo alifático, não reage fortemente na presença de outras moléculas, pois os aminoácidos alifáticos não têm uma distribuição de carga positiva ou negativa, mas igual à molécula.

Aminoácidos aromáticos

Os aminoácidos aromáticos incluem fenilalanina, tirosina e triptofano e não têm pouca carga. Essas moléculas variam entre hidrofóbica (fenilalanina e triptofano) e não hidrofóbica (tirosina).

A palavra aromática refere -se à ligação de um anel aromático altamente estável que não reage facilmente com outros compostos ou elementos. Também conhecidos como compostos de aril, os compostos aromáticos abundam no corpo humano. Todo nucleotídeo em nosso DNA e RNA consiste em moléculas aromáticas.

Às vezes, a histidina é listada incorretamente dentro do grupo aromático. Seus grupos amino podem ser aromáticos, mas são reativos com uma carga positiva fraca e características hidrofílicas.

Aminoácidos básicos

Enquanto seu nome indica que todos os aminoácidos têm propriedades ácidas, alguns possuem cadeias laterais básicas (alcalinas) que contêm nitrogênio. Essas cadeias R básicas se ligam aos prótons disponíveis (moléculas de hidrogênio) e, portanto, ganham uma carga positiva. Os aminoácidos neste grupo são todos hidrofílicos.

Os três aminoácidos básicos são arginina, lisina e histidina. A arginina tem a carga positiva mais forte de todos os aminoácidos devido a três grupos de nitrogênio, essencial para sua capacidade de sintetizar proteínas e catalisar a função enzimática. A lisina também tem uma forte carga positiva, enquanto a histidina tem uma carga positiva muito fraca devido à sua falta de nitrogênio no grupo amino.

Aminoácidos ácidos

Os aminoácidos ácidos são compostos de ácido aspártico e ácido glutâmico. Naturalmente, eles são fáceis de identificar devido à palavra “ácido” no nome do composto, embora às vezes esses dois aminoácidos sejam chamados de aspartato e glutamato que podem ser confusos. Em vez de grupos de nitrogênio, os aminoácidos ácidos apresentam grupos de ácido carboxílico como cadeias laterais. Como ácidos, eles são capazes de perder prótons nas reações com outros compostos ou elementos e, portanto, tornam -se carregados negativamente. Aminoácidos ácidos são hidrofílicos

Aminoácidos hidroxílicos

Outro pequeno grupo com apenas dois aminoácidos é o dos aminoácidos hidroxílicos representados pela serina e treonina. Essas moléculas polares e hidrofílicas não carregadas têm um grupo hidroxil como cadeia R.

Aminoácidos contendo enxofre

Somente cisteína e metionina contêm átomos de enxofre e, portanto, são os únicos membros deste grupo. A cisteína pode se relacionar com a cisteína por meio de uma ponte dissulfeto para formar e oxidado dímero chamado cisteína, que é encontrado em grandes quantidades em tecido conjuntivo, cabelos e dedos e unhas dos pés.

Nos aminoácidos contendo enxofre, a cadeia lateral é composta por um grupo tiol (-SH). Quando você percebe a letra em uma estrutura química de aminoácidos, pode ter certeza de que é cisteína ou metionina. A cisteína é a menor das duas moléculas e é essencialmente uma molécula de alanina com um grupo tiol adicional. A metionina contém um éter de tiol com dois grupos laterais de ambos os lados do átomo de enxofre que o torna extremamente hidrofóbico.

Aminoácidos Amidic

A cadeia lateral dos aminoácidos amídicos possui um grupo amida (-CONH2) e não deve ser confundida com o grupo lateral da amina dos aminoácidos lisina, arginina e histidina.

A amida formada a partir do ácido glutâmico é chamada de glutamina e a amida formada a partir do ácido aspártico é chamado de asparagina. Portanto, é fácil entender por que os aminoácidos amidic são capazes apenas de realizar seu trabalho na presença de ácido glutâmico suficiente e ácido aspártico.

A asparagina é uma amida muito hidrofílica e não carregada de ácido aspártico que não reage com outras moléculas. A glutamina também não tem carga e é hidrofílica e é uma amida de ácido glutâmico.

Proteínas e aminoácidos

Proteínas e aminoácidos são, em essência, uma relação dependente. Aminoácidos são monômeros, moléculas que se ligam a outras moléculas para formar polímeros. No caso de aminoácidos, eles se ligam para produzir oligopeptídeos de não mais de vinte aminoácidos ou cadeias polipeptídicas mais longas que podem se dobrar para formar proteínas. As seqüências de aminoácidos são baseadas em uma seção original do código genético retirado do DNA.

A síntese de proteínas ocorre dentro da célula, onde as seções do código genético são copiadas dentro do núcleo celular e transportadas via RNA mensageiro para o citoplasma celular. O RNA mensageiro (mRNA) é copiado quando for fixado entre as partes grandes e pequenas de um ribossomo. Isso é possível através da ação do RNA de transferência.

O RNA de transferência (tRNA) é ligado a um aminoácido. Uma fita de mRNA apresenta dezenas para centenas de códons, cada um dos quais apresenta um grupo de três nucleotídeos que compõem o código para um único aminoácido. Quando o RNA de transferência reconhece um códon, ele deposita seu aminoácido conectado dentro do ribossomo, onde se liga ao aminoácido anterior para formar uma cadeia.

No gráfico acima, cada um dos aminoácidos não essenciais é codificado por vários códons. Por exemplo, o código que diz ao TRNA para trazer Serine possui seis formas diferentes – UCU, UCC, UCA, UCG, AGU e AGC.

Vários TRNA trazem suas entregas de aminoácidos por sua vez e, de acordo com cada códon, apresentado na cadeia do RNA do Mensageiro. O resultado é uma cadeia de oligopeptídeo ou polipeptídeo crescente construída de acordo com uma sequência específica de aminoácidos que corresponde às instruções do código copiado do DNA nuclear. Uma vez concluído, a cadeia é liberada do ribossomo e amadurece em um peptídeo ou proteína funcional, de acordo com seu comprimento e forma.

As estruturas proteicas podem ser primárias, secundárias, terciárias ou quaternárias de acordo com o nível de dobragem que ocorre. A estrutura primária consiste apenas em ligações peptídicas produzidas entre as duas partes do ribossomo. A estrutura secundária refere -se a ligações de hidrogênio que produzem seções de espirais que condensam a estrutura da cadeia original. A estrutura terciária adiciona pontes de sal, outras ligações de hidrogênio e ligações dissulfeto para criar um pacote ainda mais condensado. Finalmente, a estrutura quaternária envolve duas ou mais cadeias polipeptídicas que funcionarão como uma única unidade ou multímero. Essas quatro estruturas são simplesmente representadas na imagem abaixo.

Função de aminoácidos

Os aminoácidos funcionam de várias maneiras. Os últimos anos mostraram que os aminoácidos não são apenas os blocos de construção e as moléculas de sinalização celular, mas também os reguladores de expressão de fosforilação de genes e fosforilação de proteínas. Também sabemos que eles são precursores de hormônios e substâncias nitrogenadas e têm importância biológica sem precedentes. Além disso, alguns aminoácidos regulam as principais vias metabólicas necessárias para manutenção, crescimento, reprodução e imunidade. Mesmo assim, os níveis elevados de aminoácidos e os resultados de sua síntese na forma de amônia e homocisteína podem causar distúrbios neurológicos, estresse oxidativo e doença cardiovascular.

Ainda estamos na infância da pesquisa de aminoácidos e sua gama completa de funções ainda é amplamente desconhecida, assim como a capacidade dos aminoácidos de trabalhar como um grupo ou dentro de um sistema completo. Um equilíbrio ideal de aminoácidos na dieta é crucial, mas em geral, insuficientemente entendido e, portanto, é impossível publicar diretrizes sólidas. Suplementos alimentares de aminoácidos funcionais arginina, cisteína, glutamina, leucina, prolina e triptofano demonstraram ser benéficos para uma variedade de distúrbios relacionados à saúde durante toda a vida, de populações fetais a geriátricas, disfunção intestinal, obesidade, diabetes, doenças cardiovasculares , distúrbios metabólicos e infertilidade. Além disso, os aminoácidos são consumidos por entusiastas e atletas esportivos para aumentar a massa muscular e reduzir o acúmulo de gordura; No entanto, efeitos colaterais cognitivos e danos nos rins foram relatados em associação com a suplementação de aminoácidos.

Exemplos de aminoácidos

Exemplos de aminoácidos podem ser encontrados ao longo deste artigo. Pode ser mais interessante olhar para um dos principais suplementos atuais de aminoácidos no mercado e discutir seus efeitos positivos e adversos.

Um dos suplementos de aminoácidos mais populares é uma mistura de aminoácidos de cadeia ramificada (BCAAs), a saber, leucina, isoleucina e valina. Dizem que os BCAAs estimulam a síntese de proteínas musculares em mais de 30%. Isso simplesmente não é possível. A primeira razão para isso é que deve haver um grau de quebra muscular para liberar aminoácidos essenciais; A taxa de nova produção de tecido muscular depende da taxa de degradação de células musculares antigas. Em segundo lugar, fontes alimentares mais altas de um grupo limitado de aminoácidos não terão um nível alto quando outros níveis de aminoácidos permanecerem normais ou baixos. Como a pesquisa ainda tem um longo caminho a percorrer, qualquer conselho nutricional sobre a ingestão de aminoácidos deve ser tomado pelo valor nominal. Os aminoácidos da cadeia de ramificação estão de fato ligados à síntese de tecidos musculares, mas todo aminoácido, essencial e não essencial, está de alguma forma ligado à mesma função. Embora a proteína muscular esteja em um estado de rotatividade constante, valores e proporções de aminoácidos disponíveis nem sempre podem ser ideais. Além disso, todos os aminoácidos competem pelas mesmas moléculas de transportadora. Os BCAAs usam o mesmo sistema transportador que transporta os aminoácidos aromáticos fenilalanina, tirosina e triptofano. O desempenho do suplemento é, portanto, também limitado à disponibilidade de transporte; A saturação do suplemento pode impedir que outros aminoácidos importantes encontrados em níveis normais atinjam seu alvo. Altos níveis de BCAAs competem com moléculas portadoras por aminoácidos aromáticos que são importantes para a síntese de neurotransmissores. O resultado pode afetar o humor.

Acredita -se que os BCAAs desempenhem um papel importante nas vias de sinalização intracelular envolvidas na síntese de proteínas. Isso foi comprovado de várias maneiras, mas se concentra em uma pequena janela. O que se sabe é que os suplementos da BCAA aliviam os sintomas associados à cirrose hepática e à insuficiência renal crônica. Outras reivindicações ainda não foram comprovadas satisfatoriamente.

Deve -se também considerar o fato de que os diabéticos e os obesos têm níveis naturalmente altos de BCAA e baixos níveis de alanina. Os atletas podem estar interessados em ouvir que níveis aprimorados de amônia no sangue estão presentes após a administração da BCAA durante o exercício, sugerindo que a suplementação pode, em última análise, ter um efeito negativo no desempenho muscular. Outro efeito preocupante foi encontrado em pacientes com câncer, onde os BCAAs alimentam o crescimento do câncer e são usados como fonte de energia por tumores.

Questionário

1. Quais dois aminoácidos são encontrados no grupo de aminoácidos contendo enxofre?

2. Qual das alternativas a seguir não é um aminoácido alifático?

3. O colágeno é composto principalmente de:

4. Qual destes faz parte de um grupo tiol?

5. Qual das alternativas a seguir não é uma característica distintiva dos aminoácidos alifáticos?

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