aula 3 - FCAV Unesp

Disciplina Bioquímica II
FCAV/UNESP
Cristiane Moretto
Doutoranda em Microbiologia Agropecuária
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)
Triacilgliceróis
ou
Triglicerídeos
DIGESTÃO E TRANSPORTE
DIGESTÃO E TRANSPORTE
Apoproteínas
Colesterol
TAG + colesterol + proteínas =
QUILOMÍCRONS
Fosfolipídios
Triacilgliceróis
ésteres do colesterol
DIGESTÃO E TRANSPORTE
Gorduras ingeridas
na dieta
8. Os ácidos graxos são
oxidados como combustíveis
ou reesterificados para
armazenamento
Miócito ou
Miócito ou
adipócito
adipócito
Vesícula biliar
Intestino
delgado
7. Os ácidos graxos
penetram nas células
1. Os sais biliares
emulsificam as gorduras,
formando micelas mistas
2. As lipases intestinais
degradam os triacilgliceróis
3. Os ácidos graxos são captados pelas
células da mucosa intestinal e
convertidos em triacilgliceróis
Capilar
Mucosa
intestinal
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
β-oxidação
Quebra da cadeia carbônica dos ácidos graxos em Acetil-CoA
A oxidação de ácidos graxos de cadeia longa para AcetilCoA 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)
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
Ligação tioéster
Carboxila do AG
Tiol da CoA
Pirofosfato
≈ 2ATP
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 (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)
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 acetilCoA
OXIDAÇÃO
Palmitoil-CoA
acil-CoA
desidrogenase
trans-∆2-enoilCoA
HIDRATAÇÃO
trans-∆2-enoil-CoA
enoil-CoA
hidratase
L-β-hidroxi-acil-CoA
RE-OXIDAÇÃO
Alta relação entre
[NADH]/[NAD] inibe
L-β-hidroxi-acil-CoA
β-hidroxiacil-CoA
desidrogenase
β-cetoacil-CoA
CLIVAGEM
β
Alta concentração de
acetil-CoA inibe
β-cetoacil-CoA
acil-CoA
acetiltransferase
(tiolase)
(C14) acil-CoA
(miristoil-CoA)
acetil-CoA
•Os passos seguintes:
•Liberam 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
EQUAÇÃO GLOBAL DA
β-OXIDAÇÃO
F ADH2
PARA CADA OXIDAÇÃO
A cetil CoA + Acil CoA Graxo
N ADH + H+
PALMITATO ou ÁCIDO PALMÍTICO
CoA
H3C – C – C – C – C – C – C – C – C – C – C – C – C – C – C – C
O
FAN
FAN FAN
FAN
FAN
FAN FAN
Acetil CoA
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
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 βOxidação
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
Peroxissomo e
Glioxissomo
Aspectos Funcionais
1. Degradação do H2O2
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 e
podem ter mais que uma atividade
catalítica
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
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.
Ciclo do Glioxalato
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
Tipos de peroxissomos
Nome
Ocorrência
Principais enzimas
- Algas
- Isocitrato liase
Glioxissomo - Sementes oleaginosas
- Malato sintetase
- Plantas superiores
Função
- Ciclo do ácido
glioxílico
Peroxissomos Plantas com
de Plantas 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
- H2O2 → 2 H2O + O2
O acetil-CoA produzido dos
ác. graxos podem ser
completamente oxidados a
CO2 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