Processo de obtenção de energia das células respiração celular

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1 Processo de obtenção de energia das células respiração celular

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3 Lipídeos de armazenamento (Gorduras e óleos) Substâncias que originam ácidos graxos e usadas como moléculas que armazenam energia nos seres vivos. Ácidos graxos = ácidos carboxílicos com cadeias de hidrocarboneto de com 4 a 36 átomos de carbonos. Não ramificadas Cadeias saturadas (sem dupla ligação) ou insaturadas (com dupla ligação) Ácido Esteárico Ácido Oleico Ácido Linoleico Ácido Linolênico

4 Como a grande maioria dos ácidos graxos se encontram nas plantas e animais? Ester de glicerol + Ácido graxo (Ácido carboxílico) Glicerol (álcool) Monoglicerídeo (ester) Di e triglicerídeo

5 Como os lipídeos produzem energia? Quebra da cadeia carbônica dos ácidos graxos em Acetil-CoA β-oxidação Quebra por oxidação do ácido graxo sempre em seu carbono β Processo repetitivo liberando molécula com 2 C 4 enzimas estão envolvidas

6 A oxidação de ácidos graxos é uma via central para a produção de energia em animais e em algumas bactérias e fungos Importante também em sementes em germinação e na fertilização (crecimento tubos polen) leva à produção de moléculas precurssoras importantes Animais ocorre principalmente nas mitocondrias, vegetais peroxissomos (folhas) e glioxissomos (sementes) Reações e enzimas são as mesmas em todos os tipos de organismos/células

7 Triglicerídeos - vacúolos ou gotículas de óleo são quebrados por ação de lipases e o glicerol e os ácidos graxos liberados triglicerídeo 3H 2 O Lipase glicerol 3 ácidos graxos β-oxidação Transformado em Gliceraldeido-3P ou reutilizado nas reações de síntese

8 Sequência de reações da β-oxidação Ativação do acido graxo e entrada na mitocôndria ou peroxissomo desidrogenação hidratação oxidação clivagem

9 OS ÁCIDOS GRAXOS PRECISAM SER ATIVADOS E TRANSPORTADOS PARA O INTERIOR DAS MITOCÔNDRIAS OU PEROXISSOMOS PARA SEREM OXIDADOS 1.Ativação do ácido graxo - é formado um acil-coa graxo Ocorre gasto de ATP Acil-CoA graxo não passa pela membrana

10 2. Entrada do ácido graxo na mitocôndria ou peroxissomos O acil-coa graxo é ligado à carnitina, libera a CoA e forma um acil graxo carnitina (CAciltransferase I) A acil-carnitina move-se para o interior da matriz por difusão facilitada através do transportador. Na matriz, o o grupo acila é transferido de volta para o CoA liberando carnitina (CAciltransferase II)

11 OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS SATURADOS COM NÚMERO PAR DE CARBONOS 3- A remoção oxidativa de 2 unidades de C (uma volta) do Acil- CoA graxo requer 4 passos: - desidrogenação para formar a dupla ligação (trans) - hidratação de uma dupla ligação para formar 1 álcool - oxidação do álcool para formar 1 cetona e, finalmente - clivagem (acetil ligado à CoA) por outra Co-A A cada ciclo são formados 1FADH2, 1NADH e 1 acetil-coa

12 Os passos seguintes da via liberam mais moléculas de Acetil-CoA até o último par de carbono ser liberado FADH 2 e NADH O acetil-coa pode entrar no TCA e originar CO 2 e transportadores de elétrons reduzidos 1 FADH 2 e 1 NADH formados entram diretamente na cadeia respiratória para a síntese de ATP com redução do O 2 a H 2 O

13 OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS INSATURADOS Normalmente os ácidos graxos insaturados naturais têm configuração cis e não podem sofrer oxidação portanto é necessário a participação de mais enzimas no processo PASSO ADICIONAL uma isomerase que reposiciona a dupla ligação, convertendo o isômero cis em isômero trans, um intermediário normal da -Oxidação

14 OXIDAÇÃO COMPLETA DE ÁCIDOS GRAXOS COM NÚMERO ÍMPAR DE CARBONO Ácidos graxos frequentes em vegetais e organismos marinhos Mais três reações são necessárias para a oxidação completa dessas moléculas Carboxilação Rearranjos A -oxidação de ácidos graxos contendo número ímpar de carbono produz propionil-coa no final do ciclo A propionil-coa pode então ser transformado em succinil-coa, um intermediário do ciclo de Krebs

15 Quais as diferenças fundamentais entre oxidação dos ácidos graxos nas mitocondrias e nos peroxissomos/glioxissomos? Mitocôndria Enzimas solúveis e separadas Peroxissomos/glioxissomos Enzimas formam complexo e podem ter mais que uma atividade catalítica

16 As duas vias usam intermediários derivados da CoA e ocorrem em 4 passos Nos vegetais o FADH 2 passa os elétrons diretamente para o O 2 e produz peróxido de hidrogênio este é transformado em H 2 O + O 2 pela catalase Exportado para o citosol Acetil-CoA mitocondria entra no TCA e cadeia respiratória glioxissomos entra no ciclo do glioxalato é e usado na neoglicogenese

17 Ciclo do Glioxilato Processo importante em vegetais (sementes) Não ocorre nos animais Três organelas parecem estar em associação em sementes Obtenção carboidratos a partir de lipídeos (gliconeogenese)

18 Ocorre nos glioxissomos Animais não possuem as enzimas Isocitrato liase e Malato sintase Uso de duas moléculas de acetil- CoA (2x2C) em cada volta do ciclo e exporta uma molécula de succinato (4C) Oxalacetado é regenerado exportado

19 Exporta succinato para a mitocôndria Através do ciclo de Krebs ocorre a formação de Malato que pode ser usado nos processos de síntese de glicose (Gliconeogenese inverso da Glicólise)

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