5 Lipídeos: STRYER, L.; TYMOCZKO, J.L.; BERG, J.M. Bioquímica. 5 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. Capítulos 12-13. A 5 ed. também pode ser utilizada. SOLOMONS, T.W.G.; FRYHLE, C.B. Química orgânica. 9 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009. Cap. 23. BRUICE, P.Y. Química orgânica. 4 ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2006. Cap. 26. 5.1. Definição, estrutura, classificação e propriedades de lipídeos 5.2. Lipídeos de reserva 5.3. Lipídeos de membrana 5.4. Outros lipídeos: eicosanóides, vitaminas lipossolúveis e terpenóides 5.5. Esteróides: Hormônios esteroidais e ácidos biliares
Os lipídeos formam membranas, depósitos de energia, entre outras funções Os lipídeos possuem uma variedade de estruturas e funções
Os ácidos graxos são os constituintes principais dos lipídeos Os ácidos graxos variam em comprimento de cadeia e grau de insaturação
Os ácidos graxos estão presentes em lipídeos de reserva energética Os TAGs sofrem hidrólise originando glicerol e ácidos graxos
As propriedades físicas dos TAGs depende do grau de insaturação Reações dos triacilgliceróis Hidrogenação - Óleos líquidos vegetais podem ser parcialmente hidrogenados para render gorduras alimentícias sólidas - Hidrogenação parcial isomeriza algumas ligações duplas cis para trans
Saponificação - A hidrólise básica de TAGs rende ácidos graxos e glicerol Reações do grupo carboxila dos ácidos graxos Reações do grupo alquenila de ácidos graxos insaturados
Oxidação de ácidos graxos Ceras: são ésteres de ácidos graxos de cadeia longa 14
Há três tipos comuns de lipídeos de membrana: fosfolipídeos, glicolipídeos e colesterol Os fosfolipídeos são a classe principal de lipídeos de membrana
Os esfingolipídeos são fosfolipídeos que não são derivados do glicerol As membranas de Archaea são feitas de éteres lipídicos com cadeias ramificadas
Os glicolipídeos são lipídeos contendo grupos glicidícos O colesterol é um lipídeo com um núcleo esteróide
Terpenos e terpenóides Terpenos e terpenóides são achados em óleos essenciais de plantas: são lipídeos que contém geralmente um esqueleto carbônico de 10, 15, 20 ou 30 carbonos; os terpenóides contém oxigênio Terpenos são formalmente vistos como constituídos por duas ou mais unidades C 5, conhecidas por unidades isoprênicas Unidades isoprênicas em terpenos são usualmente ligadas cabeça e cauda
Carotenos são tetraterpenos (terpenos C 40 ), isto é, dois diterpenos ligados cauda-cauda Esteróides: reguladores biológicos importantes Eles possuem uma estrutura tetracíclica característica formada por 4 anéis Os anéis são designados por letras A-D Os carbonos são numerados como demonstrado abaixo
O colesterol é achado no corpo em agregados com outros lipídeos e proteínas. Estes agregados são chamados de quilomicras, lipoproteínas de alta-densidade (HDL) e lipoproteínas de baixa-densidade (LDL). Os agregados são do tipo micelar e servem para transportar colesterol e outros lipídeos lipofilícos no corpo. HDL ( colesterol bom ) carreia lipídeos dos tecidos para o fígado, onde será degradado e excretado LDL ( colesterol ruim ) carreia colesterol biosintetizado do fígado para os tecidos Quilomícra carreia lipídeos da dieta do intestino para os tecidos O colesterol é precursor de ácidos biliares
O colesterol é precursor de cinco classes de hormônios esteroidais Hormônios sexuais (3 classes): Estrogênios (hormônio sexual feminino) Androgênios (hormônio sexual masculino) Progestagênios (hormônios da gravidez) Hormônios adrenocorticóides (2 classes): Glicocorticóides (como o cortisol) Mineralocorticóides (com a aldosterona)
Hormônios sexuais O androgênio testosterona é o principal hormônio sexual masculino, sendo secretado pelos testículos promovendo o desenvolvimento das características secundárias masculinas; androsterona é a forma metabolizada da testosterona, que é secretada Hormônios sexuais Estrogênios: o estradiol é o principal hormônio sexual feminino; a estrona é a forma metabolizada do estradiol, que é secretada. O estradiol é secretado pelos ovários e promove o desenvolvimento das características secundárias femininas A progesterona, juntamente com os estrogênios, participam do ciclo ovariano e estimulam as glândulas mamárias durante a gravidez.
A progesterona suprime a ovulação; sendo a base para o uso de contraceptivos orais. Ela é degradada no trato gastrointestinal, diferente de progestinas sintéticas, tal como a noretindrona, que são utilizadas como contraceptivos. Estrogênios sintéticos, tal como o etinilestradiol, também são utilizados como contraceptivos orais. Hormônios adrenocorticais As glândulas adrenais (localizadas sobre os rins) produzem muitos hormônios esteroidais. Os mineralcorticóides, tal com a aldosterona, são importantes para regular o balanço eletrolítico Os glicocorticóides, tal como o cortisol, são importantes na regulação do metabolismo de carboidratos, proteínas e lipídeos, e inibem a resposta inflamatória
Vitamina D: é lipossolúvel, sendo importante no metabolismo de cálcio e fósforo. Ela é produzida a partir do 7-desidro colesterol (pró-vitamina D 3 ), que é fotolisado pela luz ultravioleta do sol para pré-vitamina D 3, em seguida isomerizando espontaneamente para vitamina D 3. Prostaglandins são derivadas do ácido aracdônico, um ácido graxo C 20 : possuem um anel de cinco membros e duas caudas hidrocarbônicas, sendo que uma termina em um grupamento ácido carboxílico. Elas mediam inflamação, frequência cardiaca, pressão sanguínea, coagulação, concepção, fertilidade e respostas alérgicas. A biossíntese de prostaglandinas é inibida pela aspirina
Degradação e biossíntese de ácidos graxos Biossíntese de terpenos: são necessários o pirofosfato de isopentenila e o pirofosfato de dimetilalila Isomerização mediada enzimaticamente Biossíntese do pirofosfato de geranila
Biossíntese do pirofosfato de farnesila
Biossíntese do esqualeno, o precursor do colesterol Biossíntese do colesterol
LISTA DE EXERCÍCIOS (Lipídeos) 1. Explique a diferença de pontos de fusão dos seguintes ácidos graxos e triacilgliceróis: a) Ácido palmítico e ácido esteárico b) Ácido palmítico e ácido palmitoléico c) Ácido oléico e ácido linoléico d) Tripalmitoleato de glicerila e tripalmitato de glicerila 2. Uma gordura oticamente ativa, quando completamente hidrolisada, rende duas vezes mais ácido esteárico do que ácido palmítico. Desenhe a estrutura da gordura. 3. Qual das reações químicas abaixo poderia ser utilizada para distinguir entre um óleo vegetal polinsaturado e um óleo derivado do petróleo contendo uma mistura de hidrocarbonetos saturados e insaturados? Explique sua resposta. a) Adição de bromo em CCl 4 b) Hidrogenação c) Saponificação d) Ozonólise 4. Olestra é uma gordura que se tornou disponível em alimentos em 1998. Nesta gordura, a molécula de glicerol é substituída por sacarose e em torno de oito grupos hidroxila estão esterificados com ácidos graxos provenientes de fontes comuns, tais como soja, milho etc. As moléculas são muito grande para passar pelas paredes intestinais e enzimas digestivas não conseguem metabolizá-las. Assim, Olestra é excretada sem mudanças, provendo zero calorias. Desenhe uma estrutura típica para uma molécula de Olestra. 5. O ácido cólico, um dos maiores constituintes da bile, tem a seguinte estrutura. a) Desenhe a estrutura do ácido cólico mostrando os anéis nas suas conformações em cadeira, identifique cada grupo metila e hidroxila como axial ou equatorial. b) Ácido cólico é secretado na bile como uma amida ligada a um grupo amino da glicina. Desenhe a estrutura e explique porque a combinação ácido cólico-glicina é um bom emulsificante. 6. Os compostos abaixo são componentes do Vick Vapo-Rub. Quais são terpenos? 7. Marque as posições das unidades isoprênicas de mentol, zingibereno, -selineno e esqualeno.
8. Proponha um mecanismo para a conversão do isômero E do pirofosfato de geranila para o isômero Z. 9. Proponha os mecanismos de formação do -terpineol e limoneno a partir do pirofosfato de geranila. 10. Em solução aquosa ácida, pirofosfato de farnesila forma o seguinte sesquiterpeno: Proponha o mecanismo para esta reação. 11. Forneça os produtos que serão obtidos da reação do colesterol com cada um dos seguintes reagentes (Dica: por causa de efeitos estéricos, a face é mais susceptível ao ataque do que a face ): a) H 3 O + b) BH 3 em THF, seguido por H 2 O 2 + OH - c) H 2, Pd/C d) Br 2 + H 2 O e) Ácido meta-cloroperbenzóico (mcpba) f) Produto da parte (e) + CH 3 O - 12. Dietilestilbestrol (DES) é utilizado para o tratamento de carcinoma mamário metastático. DES tem uma atividade estradiol mesmo não sendo um esteróide. Desenhe DES de modo que mostre sua semelhança estrutural com o estradiol.