Disciplina Bioquímica II Disciplina Bioquímica II

FCAV/UNESPFCAV/UNESP

Cristiane Cristiane MorettoMoretto

Doutoranda em Microbiologia AgropecuáriaDoutoranda em Microbiologia Agropecuária

Lipídeos de armazenamento

Substâncias que originam ácidos graxos e usadas como moléculas que armazenam energia nos seres vivos.

(Gorduras e óleos)

seres vivos.

• Não ramificadas

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

EsteáricoÁcido Oleico

Ácido Linoleico

Ácido Linolênico

Ácido graxo

Como a grande maioria dos ácidos graxos se encontram nas plantas e animais?

ESTER DE GLICEROL

Glicerol (álcool)

+Ácido graxo (Ácido carboxílico)

Glicerol (álcool)

Monoglicerídeo (ester)

Di e triglicerídeo

Triacilgliceróisou

Triglicerídeos

DIGESTÃO E TRANSPORTE

DIGESTÃO E TRANSPORTEApoproteínas

Colesterol Triacilgliceróis ésteres do colesterol

Fosfolipídios

TAG + colesterol + proteínas = QUILOMÍCRONS

Gorduras ingeridas na dieta

Vesícula biliar Miócito ou adipócito

Miócito ou adipócito

8. Os ácidos graxos são oxidados como combustíveis

ou reesterificados para armazenamento

DIGESTÃO E TRANSPORTE

Intestinodelgado

1. Os sais biliares emulsificam as gorduras, formando micelas mistas 6. A lipase lipoprotéica

ativada pela apoC-II no

7. Os ácidos graxos penetram nas células

adipócitoadipócito

2. As lipases intestinais degradam os triacilgliceróis

3. Os ácidos graxos são captados pelas células da mucosa intestinal e convertidos em triacilgliceróis 4. Os triacilgliceróis são incorporados nos

quilomícrons, juntamente com colesterol e apolipoproteínas

CapilarMucosa

intestinal

Quilomícron

5. Os quilomícrons movem-se através do sistema linfático e da

corrente sanguínea até os tecidos

ativada pela apoC-II no capilar libera ácidos

graxos e glicerol

β-oxidação

� A oxidação de ácidos graxos de cadeia longa para Ac etil-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 )

Quebra da cadeia carbônica dos ácidos graxos em Ace til-CoA

fertilização (crecimento tubos polínicos )

� Reações e enzimas são as mesmas em todos os tipos de celulas

� Animais ocorre principalmente nas mitocondrias, veg etais peroxissomos (folhas) e glioxissomos (sementes)

OS ÁCIDOS GRAXOS PRECISAM SER ATIVADOS ETRANSPORTADOS PARA O INTERIOR DAS MITOCÔNDRIASOU PEROXISSOMOS PARA SEREM OXIDADOS

1 .Ativação do ácido

graxo - é formado um

Ocorre gasto de ATP

acil-CoA graxo

Acil-CoA graxo nãopassa pela membrana

Pirofosfato≈ 2ATP

Ligação tioésterCarboxila do AG

Tiol da CoA

� 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.

2. Entrada do ácido graxo na mitocôndria ou peroxis somos

� Na matriz, o o grupo acila é transferido de volta p ara o CoA liberando

carnitina (Carnitina Aciltransferase II)

A remoção oxidativa de 2 unidades de C (uma volta) do Acil-CoA graxo requer 4 passos:

OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS SATURADOS COM

NUMERO PAR DE CARBONOS

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) • - clivagem (acetil ligado à CoA) por outra Co-A

A cada ciclo são formados1FADH2, 1NADH e 1 acetil-CoA

OXIDAÇÃO

Palmitoil-CoA

acil-CoA desidrogenase

trans-∆2-enoil-CoA

HIDRATAÇÃO

trans-∆2-enoil-CoA

enoil-CoA hidratase

L-β-hidroxi-acil-CoA

RE-OXIDAÇÃO

L-β-hidroxi-acil-CoA

β-hidroxiacil-CoA desidrogenase

Alta relação entre [NADH]/[NAD] inibe

β-cetoacil-CoA

CLIVAGEM

β-cetoacil-CoAAlta concentração de

β

β-cetoacil-CoA

acil-CoA acetiltransferase

(tiolase)

Alta concentração de acetil-CoA inibe

(C14) acil-CoA

(miristoil-CoA)

acetil-CoA

•Os passos seguintes:

•Liberam de Acetil-CoAaté o último par decarbono ser liberado

FADH2 e NADH

•O acetil-CoA pode entrarno TCA e originar CO 2 etransportadores deelétrons reduzidos

•1 FADH2 e 1 NADHformados entramformados entramdiretamente na cadeiarespiratória para asíntese de ATP comredução do O 2 a H2O

EQUAÇÃO GLOBAL DA

ββββ-OXIDAÇÃOF ADH2

A cetil CoA + Acil CoA Graxo

PALMITATO ou ÁCIDO PALMÍTICO

PARA CADA OXIDAÇÃO A cetil CoA

N ADH + H+

+ Acil CoA Graxo

H3C – C – C – C – C – C – C – C – C – C – C – C – C – C – C – C

O

CoA

Acetil CoAFAN FAN FAN FAN FAN FANFAN

108 ATP – 2ATP = 106 ATP

OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS INSATURADOS

Normalmente os ácidos graxos insaturados naturais têm

configuração cis e não podem sofrer oxidação portanto é sofrer oxidação portanto é

necessário a participação de mais enzimas no processo

PASSO ADICIONAL uma isomerase que reposiciona a isomerase que reposiciona a dupla ligação, convertendo o

isômero cis em isômero trans,um intermediário normal da ββββ-

Oxidação

OXIDAÇÃO COMPLETA DE ÁCIDOS GRAXOS COM NÚMERO

ÍMPAR DE CARBONO

•Ácidos graxos freqüentes emvegetais e organismos marinhos Carboxilação

•Mais três reações sãonecessárias para a oxidaçãocompleta dessas moléculas

•A ββββ-oxidação de ácidos graxoscontendo número ímpar decarbono produz propionil -CoA no

Rearranjos

carbono produz propionil -CoA nofinal do ciclo

•A propionil-CoA pode então sertransformado em succinil-CoA,um intermediário do ciclo deKrebs

Aspectos FuncionaisAspectos Funcionais

1. Degradação do H 2O2

PeroxissomoPeroxissomo e e GlioxissomoGlioxissomo

2. Metabolismo de lipídios

- β-Oxidação de AG

- Síntese de colesterol

3. Degradação do ácido úrico

4. Ciclo do ácido glioxílico

5. Fotorrespiração

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 epodem ter mais que uma atividadecatalítica

Sementes oleaginosas⇓⇓⇓⇓

Ciclo do Glioxalato ou

Ácido Glioxílico

⇓⇓⇓⇓

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)

ácido glioxílico

Germinação da semente

Ciclo do Glioxalato

crescerem em meios contendo unicamente acetato como fonte d e carbonos.

Plantas AlgunsMicro-organismos

Alguns Invertebrados

O ciclo do glioxalato ajuda as plantas a crescerem no escuro.

•Isocitrato liase e malato sintase

•(enzimas chaves )

Ciclo do Glioxalato

As duas vias usamintermediários derivados daCoA e ocorrem em 4 passos

Nos vegetais o FADH 2 passaos elétrons diretamente parao O2 e produz peróxido de2hidrogênio este étransformado em H 2O + O2pela catalase

Exportado para o citosol

Acetil-CoA•mitocondria entra no TCA ecadeia respiratória

•glioxissomos entra no ciclodo glioxalato é e usado naneoglicogenese

Tipos de peroxissomos

Nome Ocorrência Principais enzimas Função

Glioxissomo- Algas- Sementes oleaginosas- Plantas superiores

- Isocitrato liase- Malato sintetase

- Ciclo do ácido glioxílico

Peroxissomosde Plantas

Plantas com Fotorrespiração

- Ácido glicólico oxidase

- Fotorrespiração- β-oxidação de AG

Peroxissomos Principalmente fígado - Urato-oxidase- Catalase

- β-oxidação de AG- Síntese de colesterol

Peroxissomosde Animais

Principalmente fígado e rim de vertebrados

- Catalase- D-aminoácido oxidase

- Síntese de colesterol- H2O2 → 2 H2O + O2

O acetil-CoA produzido dosác. graxos podem sercompletamente oxidados aCO2 via o ciclo de Krebs ouentram na sintese deglicoseglicose

Os elétrons removidosdurante a oxidação dosácidos graxos passam paraa cadeia respiratória naa cadeia respiratória namitocôndria, dirigindo asíntese de ATP