aula_lip+¡deos

Estrutura e Função de Lipídios

Lipídios

• Grupo heterogêneo de substâncias

amplamente distribuídas em animais e

vegetais

• Características: insolúvel em água e solúvel

em solventes orgânicos

Importância Biológica e função

• Membranas celulares (fosfolipídios, colesterol e glicolipídios)

• Reserva energética e isolante térmico (acilgliceróis)

• Hormonal (esteróides)

• Impermebilizante (ceras)

• Anti-oxidante (Vitaminas A e E)

• Digestiva (sais biliares)

Classificação

• Ácidos Graxos

• Acilgliceróis

• Fosfolipídios

• Glicolipídios

• Ceras

• Eicosanóides

• Isoprenóides (Terpenos e Esteróides)

Ácidos Graxos

• Ácidos carboxílicos com grupos laterais de longas

cadeias de hidrocarbonetos não ramificadas

• Ocorre na forma esterificada como principais

componentes dos vários lipídios

Molécula anfipática

• Grau de saturação da cadeia lateral

• Tipo de cadeia lateral

• Número de carbonos

• Necessidade na dieta

- par

- ímpar

- cadeia curta (2-8C)

- cadeia média (8-14C)

- cadeia longa (>14C)

Ácidos Graxos - Classificação

- monoinsaturados

- polinsaturados

- Essenciais

- Não essenciais

- linear

- ramificada

- cíclica

- hidroxilada

- saturados

-insaturados

• Saturados

– + de 14C

– Ligações simples

– Sólidos

– Gorduras animais

• Insaturados

– Ligações duplas (cis)

isoladas

– Líquidos

– Óleos Vegetais

Lehninger - Biochemistry, 4th Ed

Ácido Graxo Saturado

Ácido Graxo Insaturado

Ácidos Graxos

18:1 (9)ou

18:1 (D9)ou

18:1-D9

ou18:1;9

Número de carbonos Número de ligas duplas

Posição da liga dupla

• A partir do C1 (carboxila)

18:0

Ácidos Graxos - Notação Simplificada

Pertencem às séries Linoléica

(D9,12) e Linolênica (D9,12,15)

Série linoléica

Série linolênica

Ácidos Graxos Essenciais

• Saturados e monoinsaturados:

síntese humana

• Poliinsaturados: dieta

(vegetais)

– Precursores de

prostaglandinas;

– Contractilidade de

músculo liso;

– Modulações de recepção

de sinal hormonal.

Ácido Graxo X

Doença Cardiovascular

• Ácidos Graxos Saturados: os ácidos láurico, mirístico e

palmítico elevam o colesterol LDL

• Ácidos Graxos w-6: reduzem o colesterol LDL e o HDL

• Ácidos Graxos w-3: reduzem os triacilgliceróis plasmáticos e

reduzem o risco de formação de trombos

• Ácidos Graxos Monoinsaturados: reduzem o colesterol LDL

e elevam o colesterol HDL

Correlação Clínica

http://www.calmainefoods.com/hdl-ldl.jpg

• Físicas: 1. Isomeria geométrica

2. Solubilidade

3. Pontos de fusão e ebulição

• Químicas: Associadas à carboxila

1. caráter ácido

2. detergência

3. formação de ésteres

Associadas à cadeia carbonada

1. oxidação

2. hidrogenação

3. halogenação

Ácidos Graxos - Propriedades

1. Isomeria Geométrica

Ácido Esteárico

Ácido Graxo CisÁcido Oléico

Ácido Graxo TransÁcido Elaídico

Ácido Graxo CisÁcido Linolênico

Ácidos Graxos - Propriedades Físicas

Número de Carbonos

Solu

bilid

ade

2. Solubilidade dos Lipídios em Solução Aquosa

Ácidos Graxos - Propriedades Físicas

3. Pontos de Fusão e Ebulição

Ácidos Graxos Saturados

Mistura de Ácidos Graxos Saturados e Insaturados

Maior interação entre as moléculas

Menor interação entre as moléculas

Ácidos Graxos - Propriedades Físicas

Ponto de Fusão de Ácidos Graxos Insaturados

Nome Nº de

Carbonos

Nº de Ligas

Duplas

Ponto de

Fusão (°C)

Palmitoléico 16 1 0,5

Oléico 18 1 13,4

Linoléico 18 2 -5,0

Linolênico 18 3 -10,0

Araquidônico 20 4 -49,5

( Blanco,A. Química Biológica,1991)

Ácidos Graxos - Propriedades Físicas

Nome Nº de Carbonos Ponto de Fusão

(°C)

Láurico 12 43,9

Mirístico 14 54,1

Palmítico 16 62,7

Esteárico 18 69,9

Araquídico 20 75,4

Ponto de Fusão de Ácidos Graxos Saturados

Ácidos Graxos - Propriedades Físicas

( Blanco,A. Química Biológica,1991)

1. Caráter Ácido

Associadas à Carboxila

2. Detergência

R – COOH + NaOH R – COONa + H2O

R – COONa + H2O R – COO- + Na+ + H2O

Ácidos Graxos - Propriedades Químicas

CH3 – COOH CH3 – COO- + H+

O2

1. Oxidação

2. Hidrogenação

Associadas à Cadeia Carbonada

Ácidos Graxos - Propriedades Químicas

Elevam o colesterol LDL

Associadas à Cadeia Carbonada

Ácidos Graxos - Propriedades Químicas

2. Hidrogenação

3. Halogenação

Associadas à Cadeia Carbonada

Ácidos Graxos - Propriedades Químicas

Formação de Ésteres

Ligação éster

Lipídios - Ácidos Graxos

Gorduras Naturais a 25C

Óleo de oliva, líquido

Manteiga, sólido

(macio)

Gordura bovina, sólido

Ácid

os g

rax

os (

% d

o t

ota

l)

Temperatura de fusão: comprimento da cadeia insaturações

• AG Insaturados:

– + saudáveis;

– evita a formação de coágulos;

– + susceptíveis a ação de

enzimas – metabolismo de AG

• Fontes:

Ácidos Graxos

e Saúde

Lipídios de armazenamento

(neutros)

Lipídios de membrana(polares)

Triacilgliceróis

Fosfolipídios

Glicerofosfolipídios Esfingolipídios Esfingolipídios

Glicolipídios

Ácidos graxos

Ácidos graxos

Ácidos graxos

Ácidos graxos

Ácidos graxos Ácidos graxos Ácidos graxos

Lipídios

Ésteres de ácidos graxos com o álcool glicerol

Ácidos graxos

Ácidos graxos

Ácidos graxos

Acilgliceróis

Triacilglicerol Diacilglicerol1-Monoacilglicerol 2-Monoacilglicerol

• Homoglicerídios: Formado por 3 ácidos graxos

iguais.

Ex: triesteroilglicerol (3 ácidos esteáricos)

• Heteroglicerídios: Formado por 3 ácidos graxos

diferentes.

Ex: 1,3-palmitoil-2-oleil-glicerol (2 palmitato + 1 oleato)

Classificação dos Triacilgliceróis

Acilgliceróis

Triacilglicerol misto

• Reserva Energética

• Isolamento Térmico • Proteção Mecânica

Funções dos Triacilgliceróis

“Orgão esparmaceti”

Acilgliceróis

Hipertrigliceridemias

Causas:

• Genética: hiperlipidemias

• Secundária: diabetes, obesidade, alcoolismo, terapia por estrogênios, enfermidade hepática, pancreatite e estresse

Risco para doença cardiovascular

Disfunções dos Triacilgliceróis

Acilgliceróis Correlação Clínica

Cera de Abelhas - principal

componente: um éster do ácido

palmítico com um álcool

Ácido graxode cadeia longa

Álcool decadeia longa

Indústria farmacêutica e

cosmética

• Lanolina

• Cera de carnaúba

• Cera do óleo de espermacete

• Pássaros

Ceras

Fosfolipídios

Esfingolipídios

Glicerofosfolipídios

Éter Glicerolipídios

Esfingofosfolipídios

Glicolipídios

Ácido graxo

Ácido graxo

Ácido graxo

Ácido graxo

Ácido graxo

P

P

P

Outro Grupo

Glicídio

Outro Grupo

Outro Grupo

Lipídios de Membranas

Possuem:

• álcool = glicerol

• 2 ácidos graxos

• ácido fosfórico

• outro grupo = composto

nitrogenadoou poliálcool

Ácido graxo

Ácido graxo

P Outro Grupo

Estão implicados nos processos que permitem a absorção, o

transporte e as interações das substâncias lipídicas de um modo geral

Lipídios - Glicerofosfolipídeos

Estrutura Fundamental: Ácido Fosfatídico

Glicerol

Ácido Graxo

Ácido Graxo

Ácido Graxo

Ácido Fosfórico

Lipídios - Glicerofosfolipídeos

Fosfatidiletanolamina

Fosfatidilcolina (lecitina)

Fosfatidilserina

Lipídios - Glicerofosfolipídeos

Fosfatidilglicerol

Lipídios - Glicerofosfolipídeos

Fosfatidilinositol ou Fosfoinositídio

Cardiolipina

Devido à sua propriedade tensoativa a

fosfatidilcolina (dipalmitol-lecitina) impede a

oclusão dos alvéolos durante a expiração

expiração

inspiração

atelectasia

Alvéolo totalmente expandido no final da

inspiração

Alvéolo parcialmente

vazio no final da expiração normal

Alvéolo colabado por falta de surfactante

Correlação ClínicaLipídios - Glicerofosfolipídeos

PLCGa

Receptor

Ggb

O Fosfatidilinositol participa da transdução de sinal e ancoragem de glicoproteínas

Glicerofosfolipídios

Fofatidilinositol

Ácido graxo

P Outro Grupo

Possuem:

• álcool = glicerol

• ácido graxo

• ácido fosfórico

• outro grupo = composto

nitrogenado

Lipídios – Éter Glicerolipídios

PAF (Fator Ativador Plaquetário)

• estimula a agregação plaquetária

• estimula a liberação de serotonina (vasoconstritor)

pelas plaquetas

• mediador da hipersensibilidade

• mediador de reações inflamatórias

• mediador da resposta alérgica

Plasmalogênio

• constitui a bainha de mielina

• constitui as membranas do músculo cardíaco

Correlação ClínicaLipídios – Éter Glicerolipídios

Funções

Glicolipídios

• álcool = esfingosina

• ácido graxo

• glicídio

Ácido graxo

Glicídio

Esfingofosfolipídios

• álcool = esfingosina

• ácido graxo

• ácido fosfórico

• colina

Ácido graxo

P colina

Lipídios – Esfingolipídios

Ceramida=esfingosina+ácido graxo

Efingomielina forma a

baínha de mielina que

circunda os axônios nas

células nervosas.

Na Esclerose Múltipla a

perda da baínha de

mielina leva à lentidão

ou à interrupção da

transmissão nervosa

Lipídios – Esfingolipídios

Esfingofosfolipídio

Correlação Clínica

Galactocerebrosídio =

ceramida + galactose

Glicocerebrosídio =

ceramida + glicose

Glicolipídios

Gangliosídios = Ceramida + Oligossacarídio

Lipídios – Esfingolipídios

Oligosacarídeos

de glicoesfingolipídeos

são diferentes nos grupos

sanguíneos O, A e B

Correlação Clínica

Lipídios – Esfingolipídios

Glicoesfingolipídios

• Lipídios não saponificáveis

• Os Isoprenóides são sintetizados a partir da

condensação de múltiplas unidades de isopreno

• Compreendem os terpenos e os esteróides

Isoprenóides

Esteróides: hormônios endocrinos

Testosterona: testículo

Estradiol: ovário e placenta

Cortisol: adrenocortex (glicose)

Aldosterona: adrenocortex (sal)

Prednisolone e prednisone: drogas

antiinflamatórias

Isoprenóides - Esteróides Correlação Clínica

b-Caroteno - precursor da Vitamina A

Hidrocarbonetos acíclicos ou que apresentam uma

porção cíclica na molécula

Isoprenóides - Terpenos

Ações do b-caroteno e

seus derivados

Vitamina E é um Importante Anti-oxidante

Forma ativa: a-tocoferol

Vitamina E X Doenças Cardiovasculares

A ingestão de ácidos graxos insaturados deve ser casada com a ingestão de vitamina E

Isoprenóides - Terpenos

Vitamina K: coagulação sangüínea

Protrombina ativa

Ubiquinona: transportador de e- na mitocôndria

Isoprenóides - Terpenos

São derivados cíclicos do isopreno, sendo o ciclopentanoperidrofenantreno a estrutura

fundamental dos esteróides

Isoprenóides - Esteróides

OH em C3

Liga dupla Anel B

Colesterol: esterol precursor dos demais esteróides

OH em C7

OH emC3

OH em C12

Carboxila na cadeia lateral

Isoprenóides - Esteróides

Ácidos Biliares: derivados do colesterol – atuam na

digestão de lipídios

Síntese da forma ativa da Vitamina D3

1,25-dihidroxicolecalciferol

regula o metabolismo do

cálcio e do fósforo junto

com o PTH

(paratohormônio)

Isoprenóides - Esteróides

Antes do

tratamento com

VD3

Após 14 meses

de tratamento

com VD3

Hormônios

e são derivados

de ácido aracadônico

20:4(D5,8,11,14)

Prostaglandinas

-síntese de cAMP

-contração de músculo liso

-fluxo sanguíneo em alguns

órgãos

-ciclo de sono

-sensibilidade de tecidos a

outros hormônios

Tromboxanos

-coagulação sanguínea

-reduzem o fluxo de sangue

ao sítio do coagulo

Leucotrienos

-poderosos sinalizadoras biológicas

secretadas por leucócitos

-contração de músculo liso nos dutos

de pulmão

Superproducão: pode causar ataques

asmáticos e alergias contra drogas

como penicilina e venenos como o da

picada de abelha.

Eicosanóides

MEMBRANAS BIOLÓGICAS

Lipídios (bicamada) de membrana – anfipáticos

Proteínas

Carboidratos: glicoproteínas ou glicolipídios

Face externa

Face interna

glicolipídio

Cadeias de ácidos graxos não-polares

Cabeças polares dos lipídios de

membrana

Proteína periférica

Proteína integral (hélice única

transmembrana

esterol

Proteína periférica covalentemente ligada ao lipídio

Proteína integral (hélices múltiplas transmembrana

Cadeias de oligossacarídeo da glicoproteína

Bicamada lipídica

MEMBRANAS BIOLÓGICAS

Proteínas – interações hidrofóbicas com lipídios.

Mosaico fluido – sem interações covalentes –

lipídios e proteínas movem lateralmente.

Membranas Biológicas

• Interações hidrofóficas entre grupos apolares:

– Fluidez: modulada pelo colesterol

• Dependente da composição

de fosfolipídeos (caudas)

– Movimentação;

• Flip-flop: salto – raro

• Rotação e difusão lateral

– Flexibilidade (lipossomos).

http://www.ufmt.br/bionet/conteudos/15.09.04/mob_fosfo.jpg

• Assimetria

Membranas Biológicas

Degradação de

Fosfolipídeos de Membrana

Garrett & Grisham - Biochemistry, 2nd Ed

Transporte de soluto através de membranas biológicas

Transporte Passivo

Difusão simples

Difusão facilitada

Transporte Ativo: primário e secundário

ATPase Na+/K+; aminoácidos e açúcaresimpulsionados por Na+ no intestino.

Transporte único

Transporte duplo

Co-Transporte Contra-Transporte

Três classes gerais de sistemas transportadores

Transporte Passivo: Difusão Facilitada

Soluto hidratado

Transportador

Transporte da

glicose para dentro

dos eritrócitos

Transporte passivo: Difusão facilitada

Transportador da glicose: uma proteína integral da membrana

interior

exterior

D-glicose

Passo 1

Passo 2

Passo 3

Passo 4

Transporte ativo secundário

Transporte ativo primário

Energia da hidrólise de ATP direciona

o movimento do soluto contra

gradiente eletroquímico (íons Na+)

Movimento de um íon a favor de seu

gradiente eletroquímico

(estabelecido pelo 1º transporte)

fornece energia para direcionar o

transporte de um segundo soluto

http://bio.winona.msus.edu/berg/ANIMTNS/Na-Kpump.htm

• Defeitos genéticos nos

canais de Na+

dependentes de V dos

miócitos da membrana:

• paralisia periódica

hipercalêmica

• paramiotonia congênita

O transportador liga 3 Na+

do interior da célula

Fosforilação favorece conformação II

O transportador libera 3 Na+ para o exterior e liga 2 K+ do exterior da

célula

Defosforilação favorece a

conformação I

O transportador libera 2 K+ para o interior da célula

INTERIOR EXTERIOR

Transporte Ativo

ATPase Na+/K+

Galactosídeo permease

Lactose (exterior)

Bomba de próton

(inibida por CN-)

Lactose (interior)

combustível

Transporte ativo 1º de H+ para fora direcionado pela oxidação de combustíveis

estabelece gradiente de prótons e potencial elétrico

2º lactose p/ dentro envolve co-transporte de H+ e lactose pelo galactosídeo

Captação da lactose contra o gradiente - dependente do influxo de íons

direcionado pelo gradiente eletroquímico

Reações oxidativas: bloqueadas pelo CN- - transportador permite equilíbrio da

lactose dentro e fora pelo transporte passivo

Formação de glicose na membrana

do Retículo Endoplasmático

Cadeia RespiratóriaCadeia respiratória está localizada na membrana

mitocondrial interna

A perfeição com a qual a vida se apresenta é mantida também

pelos lipídeos e transporte de membranas

Referências- Reginald Garrett and Charles Grisham.

Biochemistry, 2ª edição.

- David L. Nelson e Michael M. Cox. Lehninger

Princípios de bioquímica, 3ª edição.

-Donald Voet, Judith G. Voet e Charlotte W. Pratt.

Fundamentos de bioquímica.

-Campbell e Farrel. 5a edição