Lipídeos de armazenamento. (Gorduras e óleos) Substâncias que originam ácidos graxos e usadas como moléculas que armazenam energia nos seres vivos.

Transcrição

1 Disciplina Bioquímica II FCAV/UNESP Cristiane Moretto Doutoranda em Microbiologia Agropecuária

2 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

3 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

4 Triacilgliceróis ou Triglicerídeos

5 DIGESTÃO E TRANSPORTE

6 DIGESTÃO E TRANSPORTE Apoproteínas Colesterol TAG + colesterol + proteínas = QUILOMÍCRONS Fosfolipídios Triacilgliceróis ésteres do colesterol

7 DIGESTÃO E TRANSPORTE Gorduras ingeridas na dieta 8. Os ácidos graxos são oxidados como combustíveis ou reesterificados para armazenamento Vesícula biliar Miócito Miócito ou adipócito ou adipócito 1. Os sais biliares emulsificam as gorduras, formando micelas mistas 2. As lipases intestinais degradam os triacilgliceróis Intestino delgado 3. Os ácidos graxos são captados pelas células da mucosa intestinal e convertidos em triacilgliceróis Mucosa intestinal Capilar 7. Os ácidos graxos penetram nas células 6. A lipase lipoprotéica ativada pela apoc-ii no capilar libera ácidos graxos e glicerol 5. Os quilomícrons movem-se através do sistema linfático e da corrente sanguínea até os tecidos Quilomícron 4. Os triacilgliceróis são incorporados nos quilomícrons, juntamente com colesterol e apolipoproteínas

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9 β-oxidação Quebra da cadeia carbônica dos ácidos graxos em Acetil-CoA A oxidação de ácidos graxos de cadeia longa para Acetil- CoA 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 polínicos ) Reações e enzimas são as mesmas em todos os tipos de celulas Animais ocorre principalmente nas mitocondrias, vegetais peroxissomos (folhas) e glioxissomos (sementes)

10 OS ÁCIDOS GRAXOS PRECISAM SER ATIVADOS E TRANSPORTADOS PARA O INTERIOR DAS MITOCÔNDRIAS OU PEROXISSOMOS PARA SEREM OXIDADOS Pirofosfato 2ATP Acil-CoA graxo não passa pela membrana 1.Ativação do ácido graxo - é formado um acil-coa graxo Ocorre gasto de ATP Ligação tioéster Carboxila do AG Tiol da CoA

11 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 (Carnitina Aciltransferase 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 (Carnitina Aciltransferase II)

12 OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS SATURADOS COM NUMERO PAR DE CARBONOS 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

13 OXIDAÇÃO Palmitoil-CoA acil-coa desidrogenase trans- 2-enoil- CoA

14 HIDRATAÇÃO enoil-coa hidratase trans- 2-enoil-CoA L-β-hidroxi-acil-CoA

15 RE-OXIDAÇÃO Alta relação entre [NADH]/[NAD] inibe β-hidroxiacil-coa desidrogenase L-β-hidroxi-acil-CoA β-cetoacil-coa

16 CLIVAGEM β Alta concentração de acetil-coa inibe β-cetoacil-coa acil-coa acetiltransferase (tiolase) (C 14 ) acil-coa acetil-coa (miristoil-coa)

17 Os passos seguintes: FADH 2 e NADH Liberam de Acetil-CoA até o último par de carbono ser liberado 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

18 EQUAÇÃO GLOBAL DA β-oxidação F ADH 2 PARA CADA OXIDAÇÃO A cetil CoA N ADH + H + + Acil CoA Graxo PALMITATO ou ÁCIDO PALMÍTICO CoA H3C C C C C C C C C C C C C C C C FAN FAN FAN FAN FAN FAN FAN O Acetil CoA

19 108 ATP 2ATP = 106 ATP

20 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 β- Oxidação

21 OXIDAÇÃO COMPLETA DE ÁCIDOS GRAXOS COM NÚMERO ÍMPAR DE CARBONO Ácidos graxos freqüentes em vegetais e organismos marinhos Carboxilação Mais três reações são necessárias para a oxidação completa dessas moléculas A β-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 Rearranjos

22 Peroxissomo e Glioxissomo Aspectos Funcionais 1. Degradação do H 2 O 2 2. Metabolismo de lipídios -β-oxidação de AG - Síntese de colesterol 3. Degradação do ácido úrico 4. Ciclo do ácido glioxílico 5. Fotorrespiração

23 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

24 Ciclo do Glioxalato ou Ácido Glioxílico Sementes oleaginosas Peroxissomos apresentam todas as enzimas do Ciclo do ácido Glioxílico Glioxissomos Enzimas do ciclo do ácido glioxílico Lipídios de reserva oxidado à acetato o acetato é convertido a carboidratos (gliconeogênese) Germinação da semente

25 Ciclo do Glioxalato Plantas Alguns Micro-organismos Alguns Invertebrados crescerem em meios contendo unicamente acetato como fonte de carbonos. Isocitrato liase e malato sintase (enzimas chaves ) O ciclo do glioxalato ajuda as plantas a crescerem no escuro.

26 Ciclo do Glioxalato

27 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

28 Tipos de peroxissomos Nome Ocorrência Principais enzimas Função Glioxissomo - Algas - Sementes oleaginosas - Plantas superiores - Isocitrato liase - Malato sintetase - Ciclo do ácido glioxílico Peroxissomos de Plantas Plantas com Fotorrespiração - Ácido glicólico oxidase - Fotorrespiração - β-oxidação de AG Peroxissomos Principalmente fígado de Animais e rim de vertebrados - Urato-oxidase - Catalase - D-aminoácido oxidase - β-oxidação de AG - Síntese de colesterol - H 2 O 2 2 H 2 O + O 2

29 O acetil-coa produzido dos ác. graxos podem ser completamente oxidados a CO 2 via o ciclo de Krebs ou entram na sintese de glicose Os elétrons removidos durante a oxidação dos ácidos graxos passam para a cadeia respiratória na mitocôndria, dirigindo a síntese de ATP