02_biossíntese ácidos graxos
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO CURSO: MEDICINA – 2007CURSO: MEDICINA – 2007
MÓDULO: ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL DO CORPO HUMANO MÓDULO: ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL DO CORPO HUMANODISCIPLINA: BIOQUÍMICADISCIPLINA: BIOQUÍMICA
BIOSSÍNTESE DE BIOSSÍNTESE DE
ÁCIDOS GRAXOSÁCIDOS GRAXOS
Professora: Madalena ParesProfessora: Madalena Pares
COLSAN-UNIFESPCOLSAN-UNIFESP
[email protected]@colsan.org.br
ÁCIDOS GRAXOSÁCIDOS GRAXOS
• Lipídeos com cadeia hidrocarbônica Lipídeos com cadeia hidrocarbônica variando entre 4-20 Cvariando entre 4-20 C
• Adquiridos unicamente pela dieta = Adquiridos unicamente pela dieta = ácidos graxos essenciaisácidos graxos essenciais
• Sintetizados pelo organismo = ácidos Sintetizados pelo organismo = ácidos graxos não essenciaisgraxos não essenciais
ÁCIDOS GRAXOSÁCIDOS GRAXOS
Não presentes em lípides
Ac. Graxos cadeia curta
Ac. Graxos
cadeia média
Ácidos graxos essenciais
Número e posição de insaturaçãoNome
ÁCIDOS GRAXOSÁCIDOS GRAXOS
• SaturadosSaturados
Exemplo: capróico, cáprico, caprílico, Exemplo: capróico, cáprico, caprílico, láurico,mirístico, palmítico, esteáricoláurico,mirístico, palmítico, esteárico
• InsaturadosInsaturados
mono ou poliinsaturadosmono ou poliinsaturados
Exemplo: ácido oleico, linolênico*, Exemplo: ácido oleico, linolênico*, linoleico*, araquidônico(*), nervônicolinoleico*, araquidônico(*), nervônico
Estrutura de ácidos graxosEstrutura de ácidos graxos
Isômero cis
Ácido oleico - Oleato 18:1,9
Região apolar
Região polar
Grupo carboxila dissociado em
pH 7
Dupla ligação cis 9
Ácidos graxos insaturadosÁcidos graxos insaturados
““dobra” na cadeia dobra” na cadeia da moléculada molécula
Posição do C em relação ao eixoPosição do C em relação ao eixo
Estrutura de ácidos graxosEstrutura de ácidos graxos
saturadosaturado insaturadoinsaturado
Cadeia
hidrocarbônica
Grupo carboxila
Armazenamento de Ac graxoArmazenamento de Ac graxo
Triacilglicerol Triacilglicerol ADIPÓCITOSADIPÓCITOS
TRI e DIACILGLICEROLTRI e DIACILGLICEROL
GLICEROL
MONOACILGLICEROLMONOACILGLICEROL
Fontes de ácidos graxosFontes de ácidos graxos
• Saturados: Saturados: - Ac. Palmítico (16C) - óleo de palma, carnes - Ac. Palmítico (16C) - óleo de palma, carnes bovina e suína, manteigabovina e suína, manteiga- Ac. Esteárico (18C) - manteiga de cacau, - Ac. Esteárico (18C) - manteiga de cacau, gordura bovina, manteiga – Ac. Oléicogordura bovina, manteiga – Ac. Oléico- Ac. Láurico (12C) – óleo de coco e amêndoa- Ac. Láurico (12C) – óleo de coco e amêndoa
• Monoinsaturado cis: Monoinsaturado cis: - Ac. Oléico (18C: 1,9) óleos de oliva, canola e - Ac. Oléico (18C: 1,9) óleos de oliva, canola e açafrãoaçafrão
• Poliinsaturados: óleos vegetais Poliinsaturados: óleos vegetais
Conteúdo de Conteúdo de ácidos graxos ácidos graxos em alimentosem alimentos
Óleo de oliva
Manteiga sólida
Gordura de carne
C16 e C18 saturado
C4 a C14 saturado
C16 e C18 insaturado
Áci
do
s g
raxo
s (%
do
to
tal)
Fontes de ácidos graxosFontes de ácidos graxos
• Essenciais:Essenciais:
- Ác. Linoleico (18C:2n,6): óleo de - Ác. Linoleico (18C:2n,6): óleo de girassol, milho e sojagirassol, milho e soja
- Ác. Linolênico (18C:3n,3): óleo de - Ác. Linolênico (18C:3n,3): óleo de linhaçalinhaça
- Ác. Arquidônico (20C:4n,6): peixes de - Ác. Arquidônico (20C:4n,6): peixes de água friaágua fria
Síntese de ácidos graxosSíntese de ácidos graxos
• Ocorre no citoplasma célula hepáticaOcorre no citoplasma célula hepática
• Estrutura base: Acetil-CoA proveniente Estrutura base: Acetil-CoA proveniente do metabolismo da glicosedo metabolismo da glicose
• Dependente de biotina (aa)Dependente de biotina (aa)
• Processado por complexo protéico Processado por complexo protéico multifuncional (ácido graxo sintase)multifuncional (ácido graxo sintase)
• Elongação da cadeia: 2CElongação da cadeia: 2C• Ácido Palmítico: ac. graxo inicialÁcido Palmítico: ac. graxo inicial
Localização celular: síntese de ácidos graxosLocalização celular: síntese de ácidos graxos
Células animais
Citosol
Síntese de ácidos graxos
Produção de NADP/NADPH
MitocôndriaElongação cadeia ác graxos
Produção de acetilCoA
Oxidação ác graxos
Retículo endoplasmático
Elongação cadeia ác graxos
Dessaturação ac graxos da dieta
Origem de acetil-CoAOrigem de acetil-CoAVia da clivagem do citratoVia da clivagem do citrato
glicose
piruvato
Ac-CoA
a.a
matriz citosolMemb extMemb int
citrato
oxaloacetato
malato
piruvato piruvato
citrato
oxaloacetato
malato
Ac-CoA
Síntese AG
Ativa acetil CoA carboxilase
Comprometimento de síntese AGComprometimento de síntese AG
Acetil-CoA Acetil-CoA
carboxilase
Malonil-CoA
Dependente de biotina
Biotina e acetil-CoA carboxilaseBiotina e acetil-CoA carboxilase
Malonil-CoAAcetil-CoA
Braço da Biotina
TranscarboxilaseBiotina carboxilase
Proteína carregadora de Biotina
cadeia lateral de Lisina
Estrutura de acetil CoA carboxilaseEstrutura de acetil CoA carboxilase
Malonil-CoA
Acetil-CoA
Biotina
Transcarboxilase
Biotina carboxilase
Proteína carregadora de Biotina
Complexo ácido graxo sintaseComplexo ácido graxo sintase
BactériasBactérias
LevedurasLeveduras
VertebradosVertebrados
ACP ACP – proteína carregadora acil;
ATAT – acetil-CoA-ACP transferase;
MTMT – malonil-CoA-ACP transferase
KS KS – Beta cetoacil-ACP sintase;
KR KR – Beta acetil-ACP redutase
HD HD – Beta hidroxiacil-ACP desidratase
ER ER – Enoil-ACP redutase
Proteínas do complexo AG sintaseProteínas do complexo AG sintase
Ações:Ações:
ACP – transporta grupo acil em ligações tioésterACP – transporta grupo acil em ligações tioéster
AT – transfere grupo acil da CoA para resíduo de Cisteína AT – transfere grupo acil da CoA para resíduo de Cisteína da KSda KS
MT – transfere grupo malonil da CoA para ACPMT – transfere grupo malonil da CoA para ACP
KS – condensa grupos acil e malonil (3 isoenzimas)KS – condensa grupos acil e malonil (3 isoenzimas)
KR – reduz grupo Beta-ceto a grupo Beta-hidroxiKR – reduz grupo Beta-ceto a grupo Beta-hidroxi
HD – remove H2O de hidroxiacil-ACP, criando dupla ligaçãoHD – remove H2O de hidroxiacil-ACP, criando dupla ligação
ER – reduz dupla ligação, formando acil-ACP saturadaER – reduz dupla ligação, formando acil-ACP saturada
Estrutura de ACPEstrutura de ACP
4’-fosfo-panteteína
Ácido pantotênico
Serina de cadeia lateral
Grupo malonil esterificado a -SH
Ativação inicial síntese AGAtivação inicial síntese AG
+ Pi + H2O
Acetil-CoA carboxilase
Passo limitante da síntese:Passo limitante da síntese:
Ativação: citratoAtivação: citrato
Inibição: acil-CoA cadeia longa (produto); Pi (fosforilação)Inibição: acil-CoA cadeia longa (produto); Pi (fosforilação)
Transferência acetil-CoA para KSTransferência acetil-CoA para KS
Ácetil - CoA
2C
Transferência malonil-CoA para ACPTransferência malonil-CoA para ACP
Malonil - CoA
Sintase caregada com grupo acil e
malonil
Resíduo 4’-Resíduo 4’-fosfopanteteínafosfopanteteína
2C
3C
5C
Acetil - CoA
Condensação acetil/malonilCondensação acetil/malonilAcetil e Malonil
Sintase caregada com grupo acil e
malonil
Beta ceto-acil-ACP
condensação1
5C
4C
Redução IRedução I
Beta cetoacil-ACP
Beta hidroxiacil-ACP
Redução de grupo Beta-ceto
4C
4C
DesidrataçãoDesidratação
Desidratação
Beta hidroxiacil-ACP
Trans 2-butenoil-ACP4C
4C
Redução IIRedução II
Trans 2-butenoil-ACP
butiril-ACP
Redução de dupla ligação
4C
4C
Final 1ª etapa de sínteseFinal 1ª etapa de síntese
Translocação de grupo butiril para Cisteína da Beta-
cetoacil-ACP sintase (KS)
butiril-ACP
butiril-KS
4C
4C
2ª etapa de síntese2ª etapa de síntese
CO2
condensação
Butiril
Malonil-CoA
Beta cetoacil-ACP
4C
3C
7C
6C
Etapas de síntese do Ac palmíticoEtapas de síntese do Ac palmítico
Ácido graxo
sintase
Ácido palmítico
+4 adições
4C 6C 8C
Acetil-CoA inicial
Malonil-CoA inicial
C
C
C
C
Malonil-CoA
Origem do CO2 liberado
Balanço energético para síntese Balanço energético para síntese ácido palmítico (16C)ácido palmítico (16C)
Utilização: 7 ATP (síntese Malonil-CoA), Utilização: 7 ATP (síntese Malonil-CoA),
14 NADPH14 NADPH
Liberação: 7 COLiberação: 7 CO22
RESUMO SÍNTESE ÁCIDOS GRAXOSRESUMO SÍNTESE ÁCIDOS GRAXOSMalonil-CoA
4’ fosfopanteteína da ACP
Grupo-SH da cisteína
Ácido graxo sintase
desidratação redução
Repetir reação várias vezes
Ác. Palmítico
DESTINO ÁCIDOS GRAXOS DESTINO ÁCIDOS GRAXOS SINTETIZADOSSINTETIZADOS
Estoque como triacilglicerol transportados Estoque como triacilglicerol transportados por lipoproteínas para adipócitospor lipoproteínas para adipócitos