Histidina Metabolismo

Histidina é um aminoácido derivado de produtos à base de proteínas e produtos à base de carne. Como um dos 20 aminoácidos, tem um papel importante no organismo. Este artigo examina o metabolismo da histidina e as consequências que isso tem na nossa saúde.

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Estrutura da histidina

Histidina é um aminoácido que pode ser obtido através da hidrólise de proteínas. Uma fonte abundante de histidina é a hemoglobina, que contém 8,5%. O corpo humano é incapaz de sintetizar este aminoácido, por isso deve ser obtido por via alimentar.

Possibilita a ionização dentro da faixa de pH fisiológico do corpo; isto faz da histidina um participante frequente em reações catalisadas por enzimas, uma vez que a forma protonada pode servir como um ácido geral, enquanto que a forma desprotonada pode servir como uma base geral (Veja Figura 1).

Outras vezes, o átomo básico de nitrogênio da histidina pode funcionar como doador de pares de elétrons e, portanto, participar prontamente de reações químicas, através da formação de ligações com átomos pobres em elétrons.

Função histidina

Além das suas propriedades bioquímicas, a histidina tem muitas funções sistémicas no organismo:

• Memória e função cognitiva.
• Precursor de Histamina, o mediador local das reacções alérgicas. A histamina é vasoativa – aumenta o diâmetro dos vasos sanguíneos para melhorar o fluxo sanguíneo.
• Remova o excesso de metais pesados e protege contra a radiação.
• Digestão dos auxiliares de digestão, estimulando a produção de suco gástrico no estômago.

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• Aprimora a eficácia dos medicamentos contra o cancro.

Babolismo da histidina

Todos os aminoácidos, incluindo a histidina, podem ser utilizados para efeitos de produção de energia metabólica. Neste processo, os aminoácidos são decompostos em CO2 e H2O; isto tipicamente responde por 10-15% da energia metabólica gerada pelos animais.

Alternativamente, eles podem ser usados para gluconeogênese. Esta é a via metabólica que gera glicose a partir de compostos não-carboidratos.

Para conseguir isto, os aminoácidos sofrem degradação, onde a perda do seu grupo amino funcional (NH2) produz diferentes produtos chamados alfa-cetoácidos; há 7 destes no total.

Os alfa-cetoácidos são intermediários metabólicos comuns e podem ser categorizados de acordo com o ponto em que entram no ciclo metabólico:

• Os alfa-cetoácidos gluconeogénicos (5 no total) são aqueles que se alimentam no ciclo do ácido cítrico e funcionam como precursores da gluconeogénese. Os aminoácidos que os produzem são subsequentemente denominados gluconeogénicos.
• Os alfa-cetoácidos quetogénicos (2 no total) são aqueles que se alimentam de corpos cetónicos, ácidos gordos e produção de isoprenóides. Os aminoácidos que os produzem são posteriormente denominados cetogênicos.

Histidina é um aminoácido gluconeogênico. Ela é degradada pela conversão em glutamato, e depois oxidada em a-ketoglutarato pelo glutamato desidrogenase.

Histidina é convertida em glutamato em um processo de 4 etapas. É primeiro desaminado (o processo pelo qual o grupo amino é removido), e depois hidratado.

Seguindo este processo, a estrutura em anel pentamericana da histidina, chamada imidazol, é clivada para formar um composto chamado N-formiminoglutamato.

O grupo formimino é então transferido para tetrahidrofolato (THF), formando o glutamato a-cetoácido e formiminotetrahidrofolato. Este é catalisado pela enzima glutamato formiminotransferase ciclodeaminase (FTCD). Estes passos são ilustrados na Figura 2.

Figure 2. Um esquema simplificado descrevendo a degradação da histidina a um-ketoglutarato. Note que a histidina é desaminada (perda de NH4), depois é hidratada (adição de H2O em 2 passos sucessivos), e seu anel imidazol é clivado para formar formiminoglutamato. O grupo formimino é então transferido para THF, para produzir glutamato e N5-formiminotetrahidrofolato por FTCD.

THF é importante nas células, pois funciona como um portador de compostos de um carbono (C1). Muitas reações celulares envolvem a adição de uma unidade de C1 a um precursor metabólico.

Biotina e S-adenosilmetionina também são portadores de C1. O THF, entretanto, é mais versátil, pois pode transferir o carbono em diferentes estados de oxidação – uma propriedade que permite a sua ampla utilização em processos bioquímicos.

Biossíntese de histidina inclui um intermediário na biossíntese de nucleotídeos

Histidina é um dos 9 aminoácidos essenciais. Os aminoácidos essenciais são aqueles que não podem ser sintetizados pelo organismo, ou de novo; suas vias sintéticas estão presentes apenas em microorganismos e plantas. Nestas espécies, a histidina é sintetizada a partir da ribose de açúcar e do trifosfato de adenosina nucleotídica. O processo pelo qual isto ocorre é chamado de biossíntese.

Cinco dos átomos 6 C da histidina são originários do 5-fosforibosil-alfa-pirofosfato (PRPP), um intermediário fosfo-açúcar que também está envolvido na biossíntese dos nucleotídeos purina e pirimidina. O 6º átomo de carbono da histidina tem origem em ATP; os átomos restantes em ATP são eliminados como outro intermediário na biossíntese da purina.

Condensação de ATP e PRPP produz fosforibosil-ATP. A observação deste composto na biossíntese de histidina tem implicações de longo alcance. Ela suporta a noção de que a vida precoce era originalmente RNA, ao invés de baseada em DNA.

Histidina desempenha um papel importante nas enzimas onde ela funciona como um nucleófilo ou um ácido geral ou base. O RNA também possui estas propriedades semelhantes, sugerindo que a histidina também desempenha um papel nas enzimas do RNA.

Consequentemente, as vias biossintéticas da histidina podem ser os restos da transição ao longo da evolução, para formas de vida mais eficientes, codificadas com DNA e baseadas em proteínas!

O metabolismo da histidina é bastante complexo; está na interface de muitas reações biossintéticas e metabólicas na célula. Tem efeitos profundos na fisiologia humana – desde a cognição até às reacções alérgicas. Como um aminoácido essencial, é importante que os seres humanos derivem a histidina de suas dietas.

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Citações