Processo de

obtenção de energia

das células –

respiração celular

Lipídeos de armazenamento (Gorduras e óleos)

+

Os lipideos de armazenamento são

constituidos por ácidos graxos esterificados

ao glicerol - triglicerídeos

• Não ramificadas

• Cadeias saturadas (sem dupla ligação) ou insaturadas (com dupla ligação)

Ácidos graxos = ácidos carboxílicos com cadeias de hidrocarboneto de com 4 a 36 átomos de carbonos.

Ácido Esteárico

Ácido Oleico

Ácido Linoleico

Ácido Linolênico

O que essas moléculas possuem que as caracterizam como produtoras de energia

β-oxidação

Os lipídeos produzem energia através da

Quebra por oxidação do ácido graxo sempre em

seu carbono β

Processo repetitivo – liberando molécula com 2 C

4 enzimas estão envolvidas

A oxidação de ácidos graxos 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 polen) – leva à produção de moléculas precurssoras importantes

Reações e enzimas são as mesmas em todos os tipos de organismos/células

Animais ocorre principalmente nas mitocondrias, vegetais peroxissomos (folhas) e glioxissomos (sementes)

Ativação do acido graxo e

entrada na mitocôndria ou

peroxissomo

Sequência de reações

para a β-oxidação

desidrogenação

oxidação

hidratação

clivagem

4 reações da β-oxidação

Hidrólise dos

triglicerideos

Triglicerídeos - vacúolos ou gotículas de óleo

são quebrados por ação de lipases e o glicerol e

os ácidos graxos liberados

triglicerídeo

3H2O

Lipase

glicerol 3 ácidos graxos

β-oxidação Transformado em Gliceraldeido-3P ou

reutilizado nas reações de síntese

Acil-CoA graxo não passa pela membrana

Ocorre gasto de ATP

Ativação do ácido graxo - é formado um acil-CoA graxo

Entrada do ácido graxo com 14 ou mais C precisam de transportadores para entrar na mitocôndria ou peroxissomos nos animais (carnitina) e nos vegetias (?)

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 acetil-CoA

e um acil-CoA graxo com 2 carbonos a menos

OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS

GRAXOS SATURADOS COM

NÚMERO PAR DE CARBONOS

• O Acil-CoA com 2 C a menos sofre nova sequencia de oxidação

• Liberam mais moléculas 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

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 -Oxidação

OXIDAÇÃO COMPLETA DE

ÁCIDOS GRAXOS COM

NÚMERO ÍMPAR DE

CARBONO

•Ácidos graxos frequentes em

vegetais e organismos marinhos

•Mais três reações são necessárias

para a oxidação completa dessas

moléculas

•A -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

Carboxilação

Rearranjos

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

•Peroxissomos e glioxissomos

entra no

Ciclo do Glioxalato

Ciclo do Glioxilato

Processo importante em

vegetais (sementes)

Não ocorre nos animais

Obtenção carboidratos a

partir de lipídeos

(gliconeogênese) e outras

moléculas

Três organelas parecem

estar em associação em

sementes

Ocorre nos peroxissomos e

glioxissomos

Animais não possuem

as enzimas Isocitrato

liase e Malato sintase

exportado

Uso de duas moléculas

de acetil-CoA (2x2C)

em cada volta do ciclo

e exporta uma

molécula de succinato

(4C) ou o malato

Oxalacetado é

regenerado

exportado

Através do ciclo de

Krebs ocorre a

formação de Malato que

pode ser usado nos

processos de síntese

de glicose

(Gliconeogenese –

inverso da Glicólise)

ou para a síntese de

nucleotídeos e

aminoácidos.

Exporta succinato

para a mitocôndria

Processo de

obtenção de energia

das células –

respiração celular

As proteínas são constituídas de subunidades

monoméricas simples

AMINOÁCIDOS

• Macromolécula mais abundante nas células

• Grande variedade (tamanho e função) Pequenos peptídeos a grandes cadeias com PM alto

Diversidade funcional (enzimas, estruturais, defesa, transportadores, sinais, hormônios, etc)

Degradação das proteínas celulares é um

processo constante e importante nas células

Regulação atividade – meia vida de segundos a dias

dependendo da função

Reciclagem de aminoácidos – incorporação de N mas

moléculas dos seres vivos gasta energia e portanto suas

formas biologicamente ativas devem ser aproveitadas

Regulação qualidade – proteínas sintetizadas com erros

Fonte de energia metabólica – degradação do esqueleto carbonico gera intermediários do TCA

( oxidação depende do organismo e da situação metabólica)

• Carnívoro – após alimentação 90% energia metabólica

vem da oxidação dos aminoácidos

• Microrganismos – normalmente retiram aminoácidos do

meio para oxidá-los (energia), quando falta N o carbono

em excesso é estocado (polihidroxibutirato)

• Plantas – raramente oxidam aminoácidos para obter

energia, usam essas moléculas na síntese de proteínas

e outras moléculas

Aminoácidos exercem um importante papel na células

Oxidação é um processos importantes nas sementes em

germinação e nas plantas em senescência

1/2 do conjunto de proteínas de uma planta é trocado a cada 4 a 7

dias (10.000 proteínas diferentes)

DEGRADAÇÃO DAS PROTEÍNAS TEM ENZIMAS

IMPORTANTES E ESPECÍFICAS

Proteases – enzimas que liberam os aminoácidos das

cadeias polipeptídicas – reação de hidrólise.

Animais maioria é produzida na forma inativa – zimogênios – e são

ativadas no momento do uso por fatores especiais

Endoproteases ou

endopeptidases

Aminoprotease ou aminopeptidase

Carboxiprotease ou carboxipeptidase

Classificação proteases de acordo com o local de hidrólise

1 - Grupamentos amino usados síntese de outros aminoácidos (transaminação), transportados para outros tecidos ou excretados (animais).

2 - O esqueleto carbônico deles são transformados em intermediários do TCA – energia ou síntese de outros compostos.

Aminoácidos liberados das proteínas podem

ser usados para a síntese de novas proteínas

ou aminoácidos ou são oxidados (energia)

Oxidação dos aminoácidos

Transaminações Des/carbamilações

Transferência de grupo amino Transferência de Carbono

Piridoxal fosfato

(vitamina B6)

Biotina (CO2)

Tetrahidrofolato (-C)

Adenosilmetionina (-CH3)

Cofatores envolvidos (grupos prostéticos)

TRANSAMINASES OU

AMINO TRANSFERASES CONJUNTO DE ENZIMAS

TRANSAMINAÇÃO – transaminases ou aminotransferases

Ácido carboxílico Aminoácido

Aminoácido Ácido

carboxílico

Uma para cada aminoácido mas com o mesmo mecanismo de

ação e mesmo grupo prostético

Derivado fosforilado da vitamina B6 (Piridoxina) Carreador de grupos amino no sítio ativo das aminotransferases

O que acontece com a amônia/amônio formados se eles não

forem usados ?

Amônio tóxico

para as células –

dissipa gradiente

de prótons

transmembrana

importante na

Fosforilação

oxidativa, na

Fotofosforilação e

no transporte de

diversos íons e

moléculas.

Vegetais praticamente não oxidam os aminoácidos e

portanto não necessitam de eliminar amônio.

Esse íon quando é formado ou absorvido pelas raízes

são incorporados em um a molécula de glutamato

formando a glutamina – podendo ser usados para a

síntese de outros compostos nitrogenados

CICLO UREIA

Animais que

necessitam de

obter energia a

partir de

aminoácidos

precisam eliminar

o nitrogênio em

excesso ingerido.

• Tranforma amônia em uma

molécula inerte com 2 N

• Ocorre na mitocôndria e

citossol

• Gasta ATP

• Ureia importante papel no

ciclo do nitrogênio

Animais que excretam N amínico na forma de uréia são

chamados de ureotélicos – animais vertebrados terrestres e

tubarões

Animais que excretam N amínico na forma de amônia são

chamados de amoniotélicos – peixes ósseos, anfibios e animais

aquáticos

Animais que excretam N amínico na forma de ácido úrico

são chamados de uricotélicos – aves, répteis e insetos

(semi-sólido , baixa disponibilidade de água)

DES/CARBAMILAÇÃO

Reações importantes tanto na oxidação como

na síntese de aminoácidos

3 cofatores importantes:

Biotina - Transfere C na forma de - CO2

Tetrahidrofolato – THF - Transporta grupos com

carbono - CH3, CH2, COH, CNH

Adenosilmetionina - Transferência de metil -CH3

Qual o destino metabólico do esqueleto

carbônico dos aminoácidos?

CADA UM DOS AMINOÁCIDOS TEM UMA VIA

DIFERENTE DE DEGRADAÇÃO

As vias de degradação do

esqueleto carbônico dos

aminoácidos originam

moléculas envolvidas nas vias

glicolíticas e TCA

Esqueleto carbônico dos aminoácidos

As vias de degradação do esqueleto carbônico dos

aminoácidos originam 4 intermediários do TCA

(oxalacetato, α-cetoglutarato, succinil-CoA e fumarato),

piruvato (Glicólise) e acetil-CoA

Gliconeogenese - citossol

Processo de oxidação das

biomoléculas e produção

de transportadores de

elétrons reduzidos (NADH

e FADH2) e um pouco de

ATP

Respiração celular

Produção de ATP usando

os transportadores de

elétrons reduzidos, através

do fluxo de elétrons pela

cadeia respiratória