Reações de transaminação e desaminação oxidativa

As reações de transaminação é a primeira etapa no catabolismo da maioria dos L-aminoácidos, uma vez que  eles alcancem o fígado, é a remoção de seus grupos alfa-amino, realizada por enzimas denominadas aminotransferases ou transaminadas. Nessas reações de transaminação, o grupo alfa-amino é transferido para o carbono alfa do alfa-cetoglutarato, liberando o correspondente alfa-cetoácido, análogo do aminoácido. Não ocorre desaminação (perda de grupos amino) efetiva nessas reações, pois o alfa-cetoglutarato torna-se aminado enquanto o alfa-aminoácido é desaminado. O efeito das reações de transaminação é a coleta de grupos aminos, a partir de diferentes aminoácidos, na forma de L-glutamato. O glutamato então funciona como doador de grupos aminos para vias biossintéticas ou para vias de excreção, que levam à eliminação de produtos nitrogenados não utilizados. Todas as aminotransferases apresentam o mesmo grupo prostético e o mesmo mecanismo de reação. O grupo prostético é o piridoxal-fosfato (PLP), a forma coenzima da piridoxina, ou vitamina B6. O piridoxal-fosfato funciona como um carreador intermediário de grupos aminos, no sítio ativo das aminotransferases. Dependendo do aminoácido transaminado, haverá um tipo diferente de cetoácido formado (p.e.x.: a alanina forma o piruvato; o aspartato forma o oxalacetato) , porém sempre o mesmo aminoácido glutamato é formado. Isso faz com que após essa reação, uma grande quantidade de glutamato seja produzida no fígado. A desaminação oxidativa é a etapa em que o nitrogênio é retirado do glutamato, pela enzima Glutamato desidrogenase, gerando uma molécula inorgânica: a amônia (NH3), que também existe na sua forma protonada: íon amônio (NH4+). A produção de amônia gera um sério problema fisiológico porque essa molécula é extremamente tóxica. Talvez por isso a desaminação oxidativa esteja restrita apenas a um tecido: o fígado. E é exatamente o fígado o único tecido que tem a capacidade de metabolizar essa amônia convertendo-a em uréia uma molécula de baixa toxicidade e de alta solubilidade, muito adequada para a excreção via urina. O processo de retirada do grupamento amino do glutamato envolve dois passos: No primeiro a a oxidação do glutamato é acoplada com a redução de um carreador de hidrogênio, que pode ser o NAD+ ou NADP+. Na segunda etapa ocorre uma hidrólise que resulta na formação de alfa-cetoglutarato e de amônia. A desaminação oxidativa é uma reação intramitocondrial e está acoplada a um processo eficaz de degradação da amônia formada, a síntese da uréia. Essa desaminação mitocondrial, requer NAD+ ou NADP+ como receptor dos elétrons da reação. Com a retirada do grupamento amino do aminoácido, há a formação de um cetoácido. No caso do glutamato (principal aminoácido dessa via) o cetoácido formado é o α-cetoglutarato que sai da mitocôndria e retorna ao citoplasma para servir de substrato para outra reação de transaminação. O α-cetoglutarato é um intermediário do Ciclo de Krebs e a sua saída da mitocôndria só pode ocorrer quando o Ciclo de Krebs não está ativo, caso contrário ele será utilizado como substrato das enzimas. Ambos os processos são importantes para permitir a retirada do grupo amina do aminoácido para que o mesmo possa ser utilizado na oxidação para gerar ATP ou produção de compostos não nitrogenados, como glicose, glicogênio e ácidos graxos.