Lipídeos e Membranas Biológicas

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1 Disciplina de Bioquímica Estrutural Curso de Ciências Biológicas Lipídeos e Membranas Biológicas Prof. Marcos Túlio de Oliveira mtoliveira@fcav.unesp.br Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho

2 Lipídeos Classe de biomoléculas heterogêneas que são insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos (álcoois, cetonas, etc). Reserva de combustível (armazenamento) Estruturais de membrana Sinalizadores, co-fatores, pigmentos, hormônios, vitaminas, etc...

3 Lipídeos de Reserva Carboidratos e proteínas 1 g ~4 kcal Óleos e gorduras 1 g ~9 kcal (mais que o dobro de energia)

4 Lipídeos de Reserva Óleos e gorduras 1 g ~9 kcal Derivados de ácidos graxos, que por sua vez são derivados de hidrocarbonetos Oxidação de ácidos graxos no interior das células Queima controlada de combustíveis fósseis no interior de motores Altamente exergônica

5 Lipídeos de Reserva Estrutura ácido graxo OH ác. carboxílico hidrocarboneto Ácidos Graxos: são ácidos carboxílicos com cadeias hidrocarbonadas

6 Lipídeos de Reserva Estrutura Cadeia saturada OH ác. carboxílico hidrocarboneto

7 Lipídeos de Reserva Cadeia saturada Cadeia insaturada

8 Alguns ács graxos de ocorrência natural: Estrutura, Propriedades e Nomenclatura Lipídeos de Reserva

9 Lipídeos de Reserva solubilidade

10 Lipídeos de Reserva

11 Lipídeos de Reserva Nomenclatura: especifica o tamanho da cadeia e o n de lig. duplas hidrocarboneto OH carboxila

12 Lipídeos de Reserva

13 Lipídeos de Reserva

14 Lipídeos de Reserva Ponto de fusão

15 Lipídeos de Reserva...Por que o ponto de fusão é variável? Empacotamento dos ács graxos em agregados estáveis (compactos) Interações mais fracas

16 Lipídeos de Reserva Apolar: triacilglicerol, triglicéride ou triglicerídeo

17 Lipídeos de Reserva Glicerol ács. graxos esterificados ao glicerol

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19 Lipídeos de Reserva Vesícula Biliar Ác graxo Duodeno Triacilglicerol ács graxos + glicerol Micelas Corrente sanguínea Triacilglicerol ács graxos (luz intestino) Sist. Linfático Quilomícrom ács graxos Triacilglicerol (epitélio intestinal)

20 Lipídeos de Reserva Quilomícrom: Transporte de Triglicerídeos

21 Lipídeos de Reserva * * * * animais * *Depósitos de energia (triacilglicerol) Plantas (semente)

22 Lipídeos de Reserva e Alimentos

23 Saponificação Triglicerídeo Base forte polar apolar

24 Lipídeos de Reserva e Isolante Térmico Animais que hibernam Grande gota lipídica

25 Lipídeos de Reserva e Isolante Térmico Numerosas gotículas de lipídeo mitocôndria UCP-1 (termogênese)

26 Ceras Biológicas e Proteção contra Água Colméia ác. graxo de cadeia longa álcool de cadeia longa PF: ~60 a 100 C

27 Ceras Biológicas e Proteção contra Água Aves aquáticas Glândulas uropigiais: secreção de ceras

28 Lipídeos de Membrana - Esqueleto: glicerol ou esfingosina - Cabeça: Grupo polar (azul) - Cauda: apolar (amarelo)

29 Lipídeos de Membrana Agregados lipídicos anfipáticos formados na água Unidades individuais têm a forma de cone (secção transversal da cabeça é maior do que a da cadeia lateral) hidrofílica Unidades individuais são cilíndricas (secções transversais da cabeça e da cadeia lateral são iguais) Cavidade aquosa Micela Bicamada Vesícula Porção hidrofóbica

30 Lipídeos de Membrana Bicamada da Membrana - Flexível; - autosselante (endo e exocitose); - Permeabilidade seletiva a solutos polares ou carregados

31 Lipídeos de Membrana Diversidade das funções biológicas

32 Lipídeos de Membrana Distribuição assimétrica dos fosfolipídeos entre as membranas interna e externa

33 Lipídeos de Membrana Estrutura geral de um Glicerofosfolipídeo (são os mais abundantes) Lig. fosfodiéster substituintes polares (álcool polar) Esqueleto dos fosfolipídeos

34 Lipídeos de Membrana galactose 1,2-diacilglicerol Galactolipídeos e Sulfolipídeos (70-80% dos lipídeos de membrana de uma planta vascular) Lig.glicosídica glicose

35 Esfingolipídeos Esfingosina Esqueleto de esfingosina (aminoálcool), e não de glicerol substituintes polares Lig. glicosídicas ou fosfodiéster

36 Lipídeos de Membrana Porções de carboidrato de alguns esfingolipídeos definem grupos sanguíneos

37 Estrutura em bastão (colesterol - animais) Lipídeos de Membrana esteróis Cadeia lateral alquila Outros papéis dos esteróis: -Hormônios esteroides; - Sais biliares (derivados polares do colesterol) Cabeça polar Núcleo esteroide (quase planar e rígido)

38 Membranas não são feitas apenas de lipídeos Fase aquosa Modelo do mosaico fluido: As cadeias acil no interior da membrana formam uma região hidrofóbica fluida. As proteínas integrais flutuam nesse mar de lipídeos, mantidas por interações hidrofóbicas com as cadeias laterais de resíduos de seus aminoácidos apolares. Tanto as proteínas quando os lipídeos são livres para se moverem lateralmente no plano da bicamada, mas o movimento de um lado ao outro da bicamada é restrito. As porções de carboidrato ligadas a algumas proteínas e lipídeos da membrana plasmática são expostas na superfície celular.

39 Proteína integral (domínio hidrofóbico coberto com detergente) Membranas não são feitas apenas de lipídeos Proteínas diferem na sua associação à membrana Proteína periférica

40 Proteínas integrais Membranas não são feitas apenas de lipídeos

41 Membranas não são feitas apenas de lipídeos Porinas Barris β

42 Dinâmica de Membranas Membranas Fluidez (pode ser alterada)

43 Dinâmica de Membranas

44 Dinâmica de Membranas Experimento: Difusão (movimento) lateral rápido das moléculas lipídicas Área descorada Sonda

45 Dinâmica de Membranas

46 Dinâmica de Membranas Microdomínios: Mais espesso e menos fluído - Transdução de sinais externos (resposta celular)

47 Fusão de Membranas

48 Fusão de Membranas Ex.: Fusão de membranas na sinapse

49 Disciplina de Bioquímica Estrutural Curso de Ciências Biológicas Próxima aula: Aula Aminoácidos e Peptídeos