oxidação dos acidos graxos e ciclo do glioxilato
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Processo de obtenção de energia das células – respiração celular 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 Como a grande maioria dos ácidos graxos se encontram nas plantas e animais? Ester de glicerol + Glicerol (álcool) Monoglicerídeo (ester) Di e triglicerídeo Ácido graxo (Ácido carboxílico) 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 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 Triglicerídeos - vacúolos ou gotículas de óleo são quebrados por ação de lipases e o glicerol e os ácidos graxos liberados 3H2O Lipase triglicerídeo glicerol 3 ácidos graxos β-oxidação Transformado em Gliceraldeido-3P ou reutilizado nas reações de síntese Sequência de reações da β-oxidação Ativação do acido graxo e entrada na mitocôndria ou peroxissomo desidrogenação hidratação oxidação clivagem 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 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) OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS SATURADOS COM NÚMERO PAR DE CARBONOS 3- A remoção oxidativa de 2 unidades de C (uma volta) do AcilCoA 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 • Os passos seguintes da via liberam mais moléculas de Acetil-CoA até o último par de carbono ser liberado • O acetil-CoA pode entrar no TCA e originar CO2 e transportadores de elétrons reduzidos • 1 FADH2 e 1 NADH formados entram diretamente na cadeia respiratória para a síntese de ATP com redução do O2 a H2O FADH2 e NADH 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 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 •A -oxidação de ácidos graxos contendo número ímpar de carbono produz propionil-CoA no final do ciclo •A propionil-CoA pode então transformado em succinil-CoA, intermediário do ciclo de Krebs ser um Carboxilação Rearranjos 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 As duas vias usam intermediários derivados da CoA e ocorrem em 4 passos Nos vegetais o FADH2 passa os elétrons diretamente para o O2 e produz peróxido de hidrogênio este é transformado em H2O + O2 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 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) Ocorre nos glioxissomos Animais não possuem as enzimas Isocitrato liase e Malato sintase Uso de duas moléculas de acetilCoA (2x2C) em cada volta do ciclo e exporta uma molécula de succinato (4C) Oxalacetado é regenerado exportado 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)
