CARBOIDRATOS, ÁCIDOS NUCLEICOS E LIPÍDIOS

Montes Claros / MGAgosto/ 2012

Universidade Estadual de Montes Claros – Unimontes

PPG Biotecnologia Departamento de Biologia Geral

Disciplina: Bioquímica e Biologia Molecular

Alberto Ferreira BertoAmanda Souto Machado Eduardo Diniz AmaralEloá Mangabeira SantosGracielly Aparecida Soares MendesHeron Walmor Santos Cruz

Lipídios

Lipídios Estruturais em Membranas Lipídios como sinais, co-fatores e

pigmentos Separação e Análise de Lipídios

Lipídios Estruturais em Membranas Membranas biológicas: Camada dupla de

lipídios Barreira: moléculas polares e íons Anfipáticos Três tipos gerais:

Glicerofosfolipídeos [2 ácidos graxos ligados a um glicerol]

Esfingolipídios [1 ácido graxo ligado a 1 amina graxa]

Esteróis [4 anéis hidrocarbônicos fundidos]

Lipídios Estruturais em Membranas

As membranas celulares são elásticas e resistentes devido ás fortes interações hidrofóbicas entre os

grupos apolares dos fosfolipídios. Estas membranas separam o meio intra e extracelular ou formam

vesículas que separam os componentes celulares do meio intercelular

Lipídios Estruturais em Membranas

80% da massa de adipócitos

5 a 10% da massa das células

Glicerofosfolipídios

Compostas por glicerol, ácidos-graxos, fosfato e um álcool. Principais componentes lipídicos das membranas celulares. Ácido fosfatídico: precursor

Glicerofosfolipídios

Glicerofosfolipídios

Ácido graxo saturados no C1 do glicerol, insaturados no C2.

São classificados de acordo com o álcool esterificado ao grupo fosfato

Glicerofosfolipídios

Álcool pode estar negativamente, neutro ou positivamente carregado

Cargas tem contribuição significante nas propriedades das superfícies das membranas.

Alguns dos mais importantes: Fosfatidilinositol (Lecitina); Fosfatidiletanolamina (Cefalina); Fosfatidilinositol; Fosfatidilglicerol;

Esfingolipídios

A segunda maior classe de lipídios de membranas

Grupo-cabeça polar e duas caudas não-polares

Composição: 1 aminoálcool de cadeia longa, esfingosina (ou derivados), 1 molécula de ácido graxo de cadeia longa

Esfingolipídios

Precursor estrutural: Ceramida (ácido graxo + grupo amino no C2 da esfingosina)

Três subclasses: Esfingomielinas Glicoesfingolipídios Gangliosídios

Derivadas da Ceramida com diferentes grupo-cabeça

Esfingolipídios

Esfingomielinas: Presentes nas membranas plasmáticas de

células de animais Mielina: Lâmina membranosa – axônios

Glicoesfingolipídios Ocorrem principalmente na face externa da

membrana plasmática, tecidos neurais Grupo-cabeça com um ou mais açúcares –

OH em C1 da porção ceramida

Esfingolipídios

Gangliosídios Esfingolipídios mais complexos Oligossacarídeos como seus grupos-cabeça

polares Unidades terminais: N-acetilneuramínico

(ácido siálico)

Esfingolipídios

São conhecidos pelo menos 60 tipos de esfingolipídios, poucos com funções definidas Membranas plasmáticas de neurônios Sítios de reconhecimento nas superfícies

celulares Porções de carboidrato – grupos sanguíneos Degradação lisossomos - doenças Investigação constitui terreno fértil para

pesquisas

Esfingolipídios

Esteróis

Lipídios estruturais presentes nas membranas da maioria das células eucarióticas

Estrutura: Quatro anéis hidrocarbonados fundidos

Além de membrana, precursor de vários produtos com atividades biológicas específicas: Hormônios esteroidais (expressão gênica) Ácidos biliares

Esteróis

Lipídios como sinais, co-fatores e pigmentos

Além de armazenamento e estrutura (papel passivo), existe grupo menor com papel ativo: Trânsito metabólico de células (metabólitos

e mensageiros); Co-fatores enzimáticos em reações de

glicosilação ou transferência de elétrons Pigmentação, derivados de membrana

plasmática ou vitaminas lipossolúveis A, D, E e K.

Lipídios como SINAIS

Fosfatidilinositóis agemcomo sinais intracelulares Funciona como um sítio de ligação específico para certas proteínas do citoesqueleto e para algumas proteínas solúveis.

Lipídios como SINAIS

Lipídios como SINAIS

Lipídios como SINAIS

Hormônios esteróides são derivados oxidados dos esteróis;

São transportados pela corrente sanguínea por carreadores protéicos até os tecidos-alvo;

Ligam-se a proteínas receptores altamente específicas e induzem modificações na expressão gênica e no metabolismo.

Lipídios como SINAIS

Lipídios como Co-fatores e Pigmentos

Vitaminas A, D, E e K são compostos lipossolúveis contendo unidades de isopreno. Vitaminas A e D são precursoras de

hormônios Vitamina D – 1-25 diidroxicolecalciferol,

hormônio que regula o metabolismo de Ca2+

nos rins, intestino e ossos. Ausência: Raquitismo

Vitaminas E e K e as quinonas lipídicas são co-fatores de oxidação e redução

Lipídios como Co-fatores e Pigmentos

Lipídios como Co-fatores e Pigmentos

Vitamina A (retinol): pigmento dos cones e bastonetes da retina.

Ácido retinóico: expressão gênica no crescimento do tecido epitelial

Deficiência: secura de pele, olhos, membranas e mucosas, crescimento retardado e cegueira noturna

Lipídios como Co-fatores e Pigmentos

Separação e análise de lipídios Estudo do papel biológico: quais lipídios estão

presentes e em quais proporções A extração dos lipídios requer solventes orgânicos

Lipídios neutros: Éter etílico, clorofórmio ou benzeno: agregação de lipídios não ocorre por interações hidrofóbicas.

Lipídios de membranas: solventes polares como etanol ou metanol

Extrator frequentemente usado: mistura de clorofórmio, metanol e água (1:2:0,8) Lipídios permanecem na camada de clorofórmio,

proteínas e açúcares (apolares) – metanol/água

Separação e análise de lipídios

Separação e análise de lipídios Cromatrografia gás-líquido separa

misturas de derivados voláteis de lipídios

A hidrólise específica ajuda na determinação da estrutura dos lipídios: evita degradação

Espectrometria de massa revela a estrutura completa dos lipídios