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Metabolismo dos Lipídeos Coordenação do Curso de Química Curso de Licenciatura Plena em Química Disciplina: Bioquímica Professor: Francisca das Chagas Por: Carlos Átila Ézio Raul Francisco Jônatas Josivaldo Mendes Letícia Cabral Robert

Seminário BIOQUÍMICA

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Metabolismo do Colesterol

Metabolismo dos Lipdeos

Coordenao do Curso de QumicaCurso de Licenciatura Plena em QumicaDisciplina: BioqumicaProfessor: Francisca das Chagas

Por: Carlos tila zio Raul Francisco Jnatas Josivaldo Mendes Letcia Cabral Robert RibeiroDIGESTO, ABSORO E TRANSPORTE DE LIPDIOSOs triacilgliceris constituem aproximadamente 90% dos lipdios da dieta e so a principal forma de armazenamento de energia metablica nos seres humanos. Os triacilgliceris so constitudos por tristeres de glicerol e cidos graxos.DIGESTO E ABSOROA taxa de digesto dos triacilgliceris depende da rea de superfcie da interface, a qual bastante aumentada pelos movimentos peristuticos do intestino combinados ao emulsificante dos cidos biliares.Os cidos biliares so molculas anfipticas do tipo detergente que atuam na solubilizao dos glbulos de gordura.So derivados do colesterol, sintetizados pelo fgado e secretados na vescula biliar como conjugados de glicina ou de taurina para armazenamento. Dali so secretados para o intestino delgado, onde ocorre digesto e absoro dos lipdios. Os cidos biliares no apenas auxiliam a digesto de lipdios, so fundamentais para a absoro dos produtos digeridos.TRANSPORTE DE LIPDEOSOs cidos produzidos pela digesto de lipdeos que so absorvidos pela mucosa intestinal se distribuem para outros tecidos para catabolismo ou armazenamento. Como so pouco solveis em solues aquosas, so transportados pela circulao na forma de complexos de protenas.TRANSPORTE DE LIPDEOSAs lipoprotenas so partculas globulares semelhantes a micelas que consistem em um ncleo apolar de triacilgliceris e steres de colesterol envoltas por uma cobertura anfiflica de protenas, fosfolipdeos e colesterol.So lipoprotenas conhecidas: VLDL, IDL, LDL e HDL.TRANSPORTE DE LIPDEOSLDL as clulas animais podem obter colesterol, um componente essencial das membranas celulares, tanto por meio de sntese interna ou por captao de LDL, que so ricas em colesterol e teres de colesteril.Os receptores LDL agrupam-se em cavidades recobertas por clatrina, as quais renem os receptores da superfcie celular destinadas a endocifose, proporo que exclui outras protenas da superfcie da clula.TRANSPORTE DE LIPDEOSHDL desempenha essencialmente a funo oposta da LDL: remove colesterol dos tecidos. A HDL montada no plasma a partir de componentes na sua maioria obtidos pela degradao de outras lipoprotenas. A HDL circulante provavelmente adquire seu colesterol extraindo-o das membranas da superfcie celular. O colesterol ento convertido em ster de colesteril pela enzima associada HDL, funciona como um removedor de colesterol.cidos GraxosDefinio: so cidos monocarboxlicos de longas cadeias de hidrocarbonetos acclicos.Propriedades Gerais

Quanto aos tipos de ligao podem ser:

saturados, monoinsaturados e poliinsaturados.Os mais abundantes contm C16 e C18 tomos.

cidos Graxoso ponto de fuso depende de fatores:Tamanho da cadeia carbnica.Numero de ligaes duplas Aqueles com maior cadeia carbnica so slidos a temperatura ambiente.

Nomenclatura dos cidos Graxos.

Oxidao de cidos GraxosAtivao de cidos graxos.Reao de acilao de dependente de ATP para formar acil-CoA graxa.cido graxo + CoA + ATP acilCoA + AMP + PPi

Mecanismo de ativao dos cidos graxosTransporte atravs da Membrana Mitocondrial

Oxidao.Observe o esquema abaixo.

A formao da dupla trans e por meio da desidrogenaro a acil-Coa-desidrogenase.Hidratao da dupla pela enoil-CoA-hidratase formando 3-L-hidroaxil-CoADesidrogenao dependente de NAD +desta hidroxiacil-CoA pela 3-L-hidroxiacil-CoAClivagem da ligao C C em uma reaa de tilise com CoA catalisada pela -cetoacil-CoA-tiolase, formand0 acetil-CoA e acil-CoA.-Oxidao de cidos graxos de cadeia mpar

A maioria do cidos graxos possui um numero par de carbonos, sendo, portanto convertidos por completo em acetil-CoA. Algumas plantas e organismos marinhos, sintetizam cidos graxos com um numero impar de carbonos.

cidos graxos de cadeias mpares so raros nos tecidos da maioria dos mamferos. Em ruminantes, entretanto, podem aparecer em porcentagem considervel. Aps os ciclos de beta-oxidao forma-se, alm das vrias molculas de acetil-CoA, uma de Propionil-CoA, um acil-CoA de trs carbonos que tambm um produto da degradao dos aminocidos valina, isoleucina e metoonina, sendo por esta via convertido a succinil-CoA, para entrar no ciclo do cido citrico intermedirio do Ciclo de Krebs.Apesar de produzirem um acetil-coA a menos em relao a um cido graxo com um nmero a menos de carbono, o propionil-CoA aumenta o nmero de Ciclos de Krebs funcionantes, portanto, embora produzam menos energia diretamente, estes cidos graxos contribuem na utilizao da energia proveniente dos demais acetil-coA.

-Oxidao no Peroxissomo.

Nas clulas de mamferos, a maior parte da -oxidao de cidos graxos ocorre na mitocndria, mas os peroxissomos tambm oxidam os cidos graxos com cadeias muito longas ou ramificadas.A -oxidao peroxissomal que difere pouco da mitocondrial encurta cidos graxos com cadeias muito longas, as quais so ento totalmente degradados na mitocndriaEssas alteraes qumicas requerem apenas trs enzimas:

1- A Acil-CoA-oxidase catalisa a reao Acil-CoA graxa + O2 (trans-D2-enoil-CoA + H2O2)Essa enzima usa o co-fator FAD, mas os eltrons removidos so transferidos diretamente ao O2.2- As atividades da enoil-CoA-hidratase peroxissomal e da 3-L-hidroxiacil-CoA-desidrogenase ocorrem em um nico polipeptideo.3- A tiolase peroxissomal catalisa a etapa final da oxidao.

Oxidao dos cidos graxosBALANO ENERGTICO=> em cada volta da espira => 4 ATPCada acetil-coA oxidado no Ciclo de Krebs => 10 ATP rendimento energtico por cada tomo de carbono => 7ATP e como triglicridos possuem muito mais tomos de carbono por unidade de peso em relao aos glcidos => constituio de reservas energticas com massa muito menor

CONCLUSO: Nos animais superiores e nos microorganismos a oxidao dos cidos gordos fornece grandes quantidades de energia (NADH, ATP e GTP) para a neoglucogneseO facto de as enzimas que intervm na betaoxidao estar , nos animais, localizadas nas mitocndrias, permite a conjugao, com elevado rendimento, dos processos de oxidao dos compostos energticos coma a produo de ATPCorpos CetnicosSo combustveis metablicos importantes para vrios tecido perifricos em particular para o corao e para os msculos esquelticos;Quando predominar a oxidao dos lpidos sobre o catabolismo glucdico => baixa a concentrao de cido oxaloactico e o acetilco-A, no pode entrar no ciclo de Krebs => corpos cetnicos (cido acetoactico, cido betahidroxibutrico e acetona)Nos mamferos, a formao de corpos cetnicos (ou cetognese) ocorre no fgado e a sua acumulao d-se no sangue (cetonemia) e na urina (cetourina)Os cidos cido acetoactico e betahidroxibutrico so indispensveis para o organismo humano porque depois de transportados no sangue so oxidados no ciclo de Krebs e fornecem energia ao crebro, msculo cardaco e ao crtex renal

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D. Alongases e DessaturasesAs alongases esto presentes na mitocndria e no retculo endoplasmtico, mas os mecanismos de alongamento nos dois locais so diferentes;O alongamento mitocondrial; O alongamento no retculo endoplasmtico;

Os cidos graxos insaturados so produzidos pelas dessaturases terminais. Os sistemas dos mamferos contm quatro dessaturases terminais com especificidades para comprimento de cadeia ampla designadas 9-, 6-, 5- e 4-acil-CoA graxa-dessaturases. Essa enzima contendo ferro no-herme catalisa a reao geral:

Determinados cidos Graxos Poli-insaturados Devem

Ser Obtidos da Dieta

Uma grande variedade de cidos graxos insaturados pode ser sintetizada por combinaes de reaes de alongamento e dessaturao;

O cido linolico um importante constituinte dos esfingolipdeos da epiderme, que funcionam como uma barreira de impermeabilidade da pele, sendo esse um cido graxo essencial.E. Sntese de TriacilglicerisOs triacilgliceris so sintetizados a partir de steres de acil-CoA graxa e de glicerol-3-fosfato ou diidroxiacetona-fosfato;

A Gliceroneognese Importante para a Biossntese do Triacilglicerol

A Gliceroneognese necessria em perodos de jejum, uma vez que aproximadamente 30% dos cidos graxos que chegam ao fgado durante uma refeio so reesterificados a triacilglicerol e exportados em VLDL;

Os adipcitos

Enzima gliconeognica fosfoenolpiruvato-carboxicinase (PEPCK).Regulao do Metabolismo de cidos GraxosAs discusses sobre controle metablico normalmente tratam da regulao do fluxo do metablico atravs de uma rota em resposta s necessidades energticas e aos estados alimentares distintos de um organismo;

No metabolismo de lipdeos, hormnios como a insulina e o glucagon regulam as taxas das rotas opostas;A oxidao de cidos graxos

A ao da triacilglicerol-lipase sensvel a hormnio.

A fosforilao ativa a lipase sensvel a hormnios, elevando a concentrao plasmtica de cidos graxos, ativando a rota de -oxidao em msculo e fgado;

A proporo glucagon:insulina determina a taxa e a direo do metabolismo de cidos graxos;

A regulao de longo prazo do metabolismo de lipdeos inclui a estimulao por insulina da sntese da acetil-CoA-carboxilase e do cido graxo-sintase e a inibio delas por jejum prolongado.BIOSSTESE DE CIDOS GRAXOSA biossntese de cidos graxos ocorre por meio da condensao de unidades C2, o inverso do processo de beta oxidao.Uma investigao mostrou que tanto acetil-CoA como bicarbonato so necessrios, e que um aunidade C3, a manolil-CoA, um intermedirio na biossntese de cidos graxos. BIOSSTESE DE CIDOS GRAXOSA acetil - CoA, material de partida para a sntese de cidos graxos, produzida na mitocndria pela descarboxilao oxidativa de piruvato catalisada pela piruvato -desidrogenase e tambm pela oxidao de cidos graxos. BIOSSTESE DE CIDOS GRAXOSQuando a demanda de ATP baixa, de modo que a oxidao fosforilativa so mnimas, essa acetil CoA mitocondrial pode ser armazenada para uso futuro como gordura. Entretanto a biossntese de cidos graxos ocorre no citosol, e a membrana mitocondrial essencialmente impermevel acetil CoA. A acetil CoA entra no citosol sob a forma de citrato pelo sistema de transporte de tricarboxilato. Ento, a ATP citrato liase catalisa a reao.Citrato + CoA + ATP acetil-CoA + oxaloacetato + ADP + PiBIOSSTESE DE CIDOS GRAXOSA acetil-CoA-carboxilase (ACC) catalisa a primeira etapa comprometida com a biossntese de cidos graxos, sendo uma das etapas controladoras da velocidade. O mecanismo dessa enzima dependente de biotina similar aos da propionil-CoA-carboxilase e da piruvato-carboxilase.BIOSSTESE DE CIDOS GRAXOSO resultado um grupo de trs carbonos (manoil) ligado na forma de tioster CoA.A acetil-CoA-carboxilase de mamferos est sujeita a controle alostrico e hormonal. Por exemplo, o citrato estimula a acetil-CoA-carboxilase, e as acil-CoA graxas de cadeia longa so inibidoras de enzima. O ajuste fino da atividade enzimtica realizado por modificao covalente.BIOSSTESE DE CIDOS GRAXOSExistem duas isoformas princcipais de ACC. A ACC ocorre no tecido adiposo, e a ACC ocore em tecidos que oxidam cidos graxos, mas no os sintetizam, como o msculo cardaco. Os tecidos que sintetizam e oxidam cidos graxos, como o fgado, possuem ambas as isoformas.BIOSSTESE DE CIDOS GRAXOSA sntese de cidos graxos, em especial do cido palmticco, a partir de acetil-CoA e de malonil-CoA envolve sete reaes enzimticas. Tais reaes foram primeiramente estudadas em extratos e E. coli livres de clulas, nos quais as reaes eram catalisadas por enzimas independenetes. Enzimas individuais com essas atividades tambm existem nos cloroplastos.SNTESE DE OUTROS LIPDEOS

Lipdeos de Membranas anfipticas de dupla cauda * anfiptico: molcula que tem regies hidrofbicas e hidroflicas; * 1,2-diacilgerol ou N-acilesfingosina (ceramida), ligada a cabea polar.cabea polar pode ser um carboidratos ou um ster de fosfato

GLICEROFOSFOLIPDEOSA sntese dos TRIACIGLICERIS e os GLICEROFOSFOLIPDEOS (lipdeos estruturais de membranas) so sintetizados a partir de precursores comuns

glicerol-3-fosfato e acil CoA-graxo e vrios passos enzimticos.

so sintetizados nas mambranas, principalmente na face citoslica do retculo endoplasmatico, sendo a partir da transportados em vesiculas aos seus destinos celulares.

GLICEROFOSFOLIPDEOSDiacilglicerolfosfolipdeosPrecusores: 1,2-diacil e o cido fosfatdicoOs grupos cabea polar esto ligados ao C3 do glicerol por meio de uma ligao fosfodister; Nos mamferos os grupos da cabea so etanolamina e colina so ativados antes de serem ligados ao lipdeos.

Ativao da colina e etanolaminaCTP: fosfoetanolamina-citidiltransferaseOu fosfocolina-citidiltransferase

CDP- colina: 1,2 diacilglicerol-fosfocolina-transferase

Fgado: stio primrio da sntese de triacilglicerolGlicoseGlicliseDihidroxiacetona fosfatoNADHNAD+Glicerol 3- fosfato desidrogenaseADPATPGlicerolGlicerol quinaseGlicerol fosfatoTecido adiposoGlicoseGlicliseDihidroxiacetona fosfatoNADHNAD+Glicerol 3-fosfato desidrogenaseGlicerol fosfatoSntese de glicerol fosfato: existem duas rotas diferentes para a produo de glicerol fosfato:Uma segunda rota (fgado) converte glicerol livre em glicerolfosfatoOs adipcitos s podem captar glicose na presena de insulina. Quando o nvel de glicose est baixo os adipcitos tm uma capacidade limitada de sintetizar glicerol fosfato e assim no podem produzir triacilgliceris

No primeiro passo ocorre a acilao de duas hidroxilas do glicerol 3fosfato para formar o cido fosfatdico (fosfatidato ou diacilglicerol-3-fosfato), que pode ser convertido em TG ou glicerofosfolipdio.Os cidos graxos so ativados por acil CoA sintase presentes na membrana do retculo.48

Os primeiros passos na sntese dos glicerofosfolipdeos so compartilhados com a via que leva aos triacilgliceris.Na via do TG: o fosfatidato hidrolisado pela fosfatidato fosfatase, formando o DAG.O DAG so convertidos em TAG por transesterificao com um terceiro acil-CoA graxo.49

Sntese de triacilglicerol a partir do cido fosfatdicoO triacilglicerol formado no adipcito armazenado no citosol das clulas na forma quase totalmente anidra. o depsito de gordura. mobilizado quando o corpo necessita de combustvel.

No fgado ocorre pouco armazenamento de triacilglicerol, a maioria exportada, empacotada junto com colesterol e ester de colesterol, fosfolipdios e apoprotenas (apoB-100) para formar partculas chamadas lipoprotenas de muita baixa densidade (VLDL). Ela secretada para o sangue.50Nas clulas eucariticas a sntese de fosfolipdeos ocorre principalmente na face citoslica do retculo endoplasmtico liso. A partir da so transportados em vesculas ao seu destino final.

O grupo cabea fosfolipdico ligado ao diacilglicerol por uma ligao fosfodister, formada quando o cido fosfrico se condensa com dois lcoois, eliminando duas molculas de gua.52ESFINGOLIPDEOSEsfingolipdeos ou esfingomielinas so Lipdeos conjugados presentes entre as clulas nervosas, osneurnios - e funcionam como uma espcie de "lubrificante", acelerando o processo detransmisso de impulso nervoso

Esfingolipdeos54Na sua maioria esfingoglicolipdeos; isto seu grupo da cabaa consiste em unidades de carboidratos A principal diferena entre os esfingolipdios e os fosfolipdios o lcool no qual estes se baseiamESFINGOLIPDEOSExistem 3 subclasses : Esfingomielinas = Possuem a fosfocolina ou a fosfoetanolamina como cabea polar alcolica;

Os Cerebrosdeos = No possuem fosfato, e sim, um acar simples como lcool polar - so glicoesfingolipdios, ou glicolipdios;

Gngliosdeos = Possuem estrutura complexa, com cabeas polares muito grandes formadas por vrias unidades de acar como por exemplo, o cido silico - ceramidas

ESFINGOLIPDEOSCeramidas ( N-acilesfingosina)

Metabolismo do Colesterol

Biossntese do ColesterolSntese do HMG-CoA (-hidrxi--metilglutaril-CoA) a partir de acetil-CoA;Converso do HMG-CoA a esqualeno;Converso do esqualeno em colesterol.1. Sntese do HMG-CoA a partir de acetil-CoACondensao de duas molculas de acetil-CoA para formar acetoacetil-CoA, em reao catalisada pela tiolase;Na reao seguinte, o acetoacetil-CoA condensa com uma terceira molcula de acetil-CoA pra formar -hidrxi--metilglutaril-CoA, reao sintetizada pela HMG-CoA-sintase2. Reduo do HMG-CoA a mevalonatoA HMG-CoA reduzida por 2 NADPH originando mevalonato;Esta reao catalisada pela HMG-CoA redutase, localizada na membrana do retculo endoplasmtico, e a reao limitante da sntese de colesterol.

3. EtapaO mevalonato sofre duas fosforilaes, custa de 3 ATP, e uma descarboxilao, originando isopentenil-pirofosfato (5C).

4.Converso do Esqualeno a ColesterolA esqualeno-monoxigenase acrescenta um tomo de oxignio na extremidade da cadeia, produzindo um epxido e a subsequente formao do lanosterol;(requer NADPH e FAD)O lanosterol liga-se a uma segunda protena e no fim convertido a 7-diidrocolesterol, que reduzido pelo NADPH para formar o colesterol;

Regulao da Sntese de ColesterolA enzima (HMG-CoA-redutase) esta sujeita regulao de curto prazo por inibio competitiva, efeitos alostricos e modificao covalente envolvendo fosforilao competitiva;Controle de longo prazo, por retroalimentao, da quantidade de enzima presente na clula;Obrigada...

Boa Noite!