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Química

Aminoácidos: classificação, propriedades e significado clínico

Redação WhiteCoat Pro11 de abril de 20263 min de leitura
Sumário · 7 seções
  1. Estrutura geral dos aminoácidos
  2. Classificação pelas propriedades do grupo R
  3. Aminoácidos essenciais
  4. Aminoácidos glicogênicos e cetogênicos
  5. Modificações pós-tradução
  6. Correlações clínicas
  7. Perguntas frequentes

Os aminoácidos são as unidades estruturais das proteínas que determinam suas propriedades e funções. O corpo humano possui 20 aminoácidos proteinogênicos, dos quais 8 são essenciais. O conhecimento da classificação, das propriedades e do metabolismo dos aminoácidos é a base da bioquímica e da medicina clínica. Este artigo apresenta uma sistematização completa com correlações clínicas.

Estrutura geral dos aminoácidos

Todos os aminoácidos proteinogênicos são α-aminoácidos com a fórmula geral:

  • Carbono alfa (quiral, exceto a glicina) — ligado a 4 grupos:
  • Grupo amino (−NH₂)
  • Grupo carboxila (−COOH)
  • Átomo de hidrogênio (−H)
  • Cadeia lateral (grupo R) — determina as propriedades do aminoácido

Em pH fisiológico de 7,4, os aminoácidos existem como zwitterions (−NH₃⁺ e −COO⁻). Todos os aminoácidos proteinogênicos são isômeros L.

Classificação pelas propriedades do grupo R

ClasseAminoácidosCaracterística
Apolar (hidrofóbico)Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Pro, Met, Phe, TrpLocalizam-se no interior das proteínas globulares, estabilizando a estrutura
Polar não carregadoSer, Thr, Cys, Tyr, Asn, GlnFormam ligações de hidrogênio, participam da catálise
Carregado positivamente (básico)Lys, Arg, HisEm pH 7,4, possuem carga (+). A His é a única com pKa ~6, atuando como tampão em pH fisiológico
Carregado negativamente (ácido)Asp, GluEm pH 7,4, possuem carga (−). O glutamato é o principal neurotransmissor excitatório

Aminoácidos essenciais

8 aminoácidos não são sintetizados pelo organismo humano e devem ser obtidos através da dieta:

Nemotécnica: «Phe, Val, Trp, Thr, Ile, Met, His*, Arg*, Leu, Lys» (PVT TIM HALL)

AminoácidoCódigo de uma letraFunção / deficiência
Fenilalanina (Phe)FPrecursor da tirosina → dopamina, noradrenalina. Defeito: fenilcetonúria (FCU)
Valina (Val)VBCAA (de cadeia ramificada) — metabolizado nos músculos
Triptofano (Trp)WPrecursor da serotonina e melatonina, NAD⁺ (niacina). Deficiência → pelagra
Treonina (Thr)TGlicosilação de proteínas, síntese de mucinas
Isoleucina (Ile)IBCAA, simultaneamente cetogênico e glicogênico
Metionina (Met)MDoador de grupos metila (via SAM), AA iniciador na tradução
Leucina (Leu)LBCAA, estritamente cetogênico (junto com a lisina). Ativador do mTOR
Lisina (Lys)KEstritamente cetogênico, hidroxilação → componente do colágeno

*His e Arg são condicionalmente essenciais (essenciais em crianças).

Aminoácidos glicogênicos e cetogênicos

  • Glicogênicos — metabolizados a piruvato ou intermediários do ciclo de Krebs → podem produzir glicose (gliconeogênese). A maioria dos aminoácidos
  • Cetogênicos — metabolizados a acetil-CoA ou acetoacetato → corpos cetônicos. Apenas Leu e Lys são estritamente cetogênicos
  • Mistos (glico e cetogênicos): Ile, Phe, Thr, Trp, Tyr

Mnemônica para os cetogênicos: «Only Leucine and Lysine are purely Ketogenic» → LL.

Modificações pós-tradução

  • Hidroxilação da prolina e lisina (vitamina C!) → colágeno. Deficiência de vitamina C → escorbuto (colágeno frágil)
  • Fosforilação da serina, treonina, tirosina → regulação enzimática (quinases/fosfatases)
  • Carboxilação do glutamato (vitamina K!) → fatores de coagulação (II, VII, IX, X)
  • Metilação da lisina e arginina nas histonas → regulação da expressão gênica
  • Pontes dissulfeto entre cisteínas → estabilização da estrutura terciária (imunoglobulinas, insulina)

Correlações clínicas

DoençaDefeitoAminoácido
Fenilcetonúria (FCU)Deficiência da fenilalanina hidroxilase↑ Phe, ↓ Tyr
Doença do xarope de bordoDeficiência da desidrogenase de α-cetoácidos BCAA↑ Val, Leu, Ile
HomocistinúriaDeficiência de cistationina-β-sintase↑ homocisteína, ↓ cisteína
AlcaptonúriaDeficiência de homogentisato oxidase↑ ácido homogentísico (a partir de Tyr)
EscorbutoDeficiência de vitamina C → alteração da hidroxilaçãoPro, Lys no colágeno

Perguntas frequentes

Por que a leucina e a lisina são puramente cetogênicas?

Seu catabolismo produz apenas acetil-CoA e/ou acetoacetato. O acetil-CoA não pode ser convertido em piruvato ou OAA (os humanos não possuem o ciclo do glioxilato) → não pode gerar glicose. Todos os outros aminoácidos são, ao menos parcialmente, glicogênicos.

Por que a triagem neonatal para fenilcetonúria é necessária?

Fenilcetonúria (1:10000) — sem tratamento, o acúmulo de fenilalanina causa deficiência intelectual grave. O diagnóstico precoce (teste de Guthrie no 4º-5º dia de vida) e uma dieta isenta de fenilalanina evitam danos cerebrais. Este é um dos exemplos mais bem-sucedidos de triagem neonatal.

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