Lipídios e Proteínas (Metabolismo e Catabolismo) - Bioquímica - Super Material - SanarFlix

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SUMÁRIO
1. Metabolismo ............................................................... 3
2. Catabolismo de aminoácidos e proteínas ........ 8
3. Catabolismo de aminoácidos ..............................13
4. Catabolismo de lipídeos ........................................31
5. Lipogênese e proteogênese ................................48
Referências bibliográficas ........................................65
3LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
1. METABOLISMO 
O metabolismo, a soma de todas as 
transformações químicas que ocor-
rem em um organismo, é uma ativida-
de celular altamente coordenada, em 
que muitos sistemas multienzimáti-
cos (vias metabólicas) cooperam para 
desempenhar suas funções básicas:
• Obter energia química do ambien-
te, por captura de energia solar ou 
por degradação de nutrientes;
• Converter moléculas de nutrien-
tes em moléculas do próprio 
organismo;
• Polimerizar precursores monomé-
ricos em produtos poliméricos (ex.: 
aminoácidos . proteínas);
• Sintetizar e degradar biomoléculas 
requeridas em funções celulares 
especializadas.
O metabolismo pode ser dividido em 
estágios que refletem o grau de com-
plexidade ou tamanho das moléculas 
geradas. No nível 1, temos as reações 
químicas de conversão de metabóli-
tos poliméricos, em seus constituin-
tes monoméricos. No nível 2, esses 
monômeros são quebrados em in-
termediários simples. No nível 3, em 
organismos aeróbicos, a principal via 
é o ciclo de Krebs, onde os intermedi-
ários do nível 2 são degradados com-
pletamente a CO2 e H2O.
ESQUEMA GERAL DOS TRÊS ESTÁGIOS DO METABOLISMO
Estágio 1
Fonte: Bioquímica 2, v.1. / Andrea Thompson Da Poian – Rio de Janeiro : Fundação CECIERJ, 2009
Estágio 2
Carregadores 
de elétrons 
reduzidos e 
ATP
Carregadores 
de elétrons 
reduzidos e 
ATP
2CO2
H2O
Estágio 3
Carregadores de elétrons 
reduzidos e ATP
Acetil - CoA
Glicídeos
Açúcares simples
(principalmente glicose)
Proteínas Gorduras
Aminoácidos Ácidos graxos + glicerol
Piruvato
Ciclo do 
ácido 
cítrico
4LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
A informação necessária para espe-
cificar cada reação vem da estrutura 
da enzima que catalisa aquela reação.
Qualquer participante de uma reação 
metabólica, seja ele substrato, inter-
mediário ou produto, é chamado de 
metabólito, e as moléculas que não 
podem ser mais utilizadas pelo orga-
nismo e, portanto, devem ser elimina-
das, são denominadas catabólitos. 
O metabolismo pode ainda ser dividi-
do em duas principais categorias: 
• Anabolismo (ou biossíntese): Pro-
cessos que envolvem primaria-
mente a síntese de moléculas 
orgânicas complexas a partir de 
precursores pequenos e simples. 
Esses processos necessitam de 
energia, geralmente na forma de 
potencial de transferência do ATP 
e do poder redutor de transporta-
dores de elétrons e baseiam-se na 
redução de moléculas (ganho de 
elétrons). 
• Catabolismo: Processos relacio-
nados à degradação de substân-
cias complexas com concomitante 
geração de energia. Parte dessa 
energia é conservada na forma de 
ATP e de transportadores de elé-
trons reduzidos; o restante é per-
dido como calor. Baseiam-se na 
oxidação de moléculas (Perda de 
elétrons).
5LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DOS PRINCIPAIS ASPECTOS DO CATABOLISMO E DO METABOLISMO
Metabólito reduzido
CATABOLISMO
Energia
Reação energeticamente 
favorável
Fonte: Bioquímica 2, v.1. / Andrea Thompson Da Poian – Rio de Janeiro : Fundação CECIERJ, 2009
Metabólito oxidado
Metabólito reduzido
Metabólito oxidado
NAD OU FAD
NADHH ou FADH2
NADP
NADPH
Energia Energia
ANABOLISMO
Molécula carreadora 
ativada
Reação energeticamente 
desfavorável
6LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
No entanto, é importante considerar 
que muitos substratos das vias anabó-
licas são formados como intermediários 
nos processos catabólicos e vice-versa. 
Algumas vias metabólicas são line-
ares e algumas são ramificadas, ge-
rando múltiplos produtos a partir de 
um único precursor (divergente) ou 
convertendo vários precursores em 
um único produto (convergente). Al-
gumas vias são cíclicas: um compos-
to inicial da via é regenerado em uma 
série de rações que converte outro 
componente inicial em um produto. 
No nosso organismo, existem molécu-
las que auxiliam algumas enzimas nos 
processos de óxido-redução e, por-
tanto, são denominadas coenzimas. 
São exemplos de coenzimas a nicotina 
adenina di-nucleotídeo (NAD) e a flavi-
no-adenino dinucleotídeo (FAD), molé-
culas especializadas no transporte de 
hidrogênio. Quando essas coenzimas 
estão associadas ao hidrogênio, encon-
tram-se “reduzidas” e quando perdem 
esses hidrogênios, são ditas “oxidadas”.
As vias de síntese e degradação de 
uma dada moléculas não são as mes-
mas. Quase sempre os dois caminhos 
são bastante distintos um do outro. 
Embora apresentem reações enzi-
máticas e intermediárias comuns, são 
vias diferentes por possuírem dife-
rentes enzimas catalisando pelo me-
nos parte de suas reações. 
A regulação metabólica é realizada 
em nosso organismo, principalmente, 
pelos seguintes mecanismos: 
• Controle dos níveis de enzimas: 
As concentrações das diversas 
enzimas intracelulares variam de 
modo que aquelas envolvidas nas 
vias centrais de produção de ener-
gia devem ser mais abundantes 
do que as que realizam funções li-
mitadas na célula. Além disso, os 
níveis de uma mesma enzima po-
dem variar em função das necessi-
dades de um dado momento. 
• Controle da atividade da enzima: 
Pode ser controlada pela interação 
com um ligante ou por modificação 
covalente. No primeiro caso, o subs-
trato da enzima em alta concentra-
ção tende a ativá-la, enquanto seu 
produto final na quantidade dese-
jada tende a inibi-la. Já no segundo 
caso, normalmente, ligações cova-
lentes estão associadas com regula-
ções em cascata, ou seja, a modifi-
cação ativa uma enzima, a qual ativa 
uma segunda enzima, que pode ati-
var uma terceira enzima, que final-
mente atua sobre um substrato. 
• Controle por compartimentaliza-
ção: Em geral, a via de síntese de 
uma molécula ocorre em um com-
partimento celular distinto de onde 
ocorre sua via de degradação.
• Regulação hormonal: Hormônios 
são mensageiros químicos que, 
por sinalização celular, induzem 
mudanças no comportamento da 
célula. Estas mudanças são efeti-
vadas por mecanismos regulató-
rios, tais como: mudanças na ativi-
dade ou na concentração de uma 
enzima e mudanças na permea-
bilidade da membrana para um 
substrato em particular.
7LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Controle dos 
níveis de enximas
Síntese de moléculas 
orgânicas complexas
Gasto de energia 
(ATP e transportadores 
de elétrons)
Redução de moléculas 
(ganho de elétrons)
Geração de energia 
(na forma de ATP 
ou de redução dos 
transportadores de 
elétron)
Nível 1 
Nível 2
Conversão das moléculas 
dos nutrientes
Obtenção de 
energia química
METABOLISMO
Funções básicas
EstágiosVias metabólicas
Definição Regulação metabólica
Polimerização de 
monômeros
Síntese e degradação 
de biomoléculas
Nível 3
Conversão de 
metabólicos poliméricos 
em monoméricos
Conversão dos 
monômeros em 
intermediários simples
Degradação completa 
dos intermediários 
(ciclo de Krebs)
Controle da atividade 
enzimática
Controle por 
compartimentalização
Regulação hormonal
Soma de todas 
as transformações 
químicas do organismo
Anabolismo
Catabolismo
Degradação de 
substâncias complexas
Oxidação de moléculas 
(perda de elétrons)
8LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
2. CATABOLISMO 
DE AMINOÁCIDOS E 
PROTEÍNAS
Apesar das proteínas corporais repre-
sentarem uma proporção significativa 
de reservas potenciais de energia, 
elas costumam ser utilizadas na pro-
dução de energia apenas em situa-
ções de jejum prolongado, quando os 
carboidratos já não estão disponíveis 
como combustível. Além da sua fun-
ção como importante fonte de carbo-
no para o metabolismo oxidativo e a 
produção de energia, as proteínas da 
dieta têm de fornecer quantidades 
adequadas dos aminoácidos que não 
podemos sintetizar para sustentara 
síntese normal de novas proteínas.
A fim da proteína da dieta contribuir 
tanto para o metabolismo energético 
quanto para o pool (conjunto) de ami-
noácidos essenciais, a proteína preci-
sa ser digerida a aminoácidos livres 
ou pequenos peptídeos e absorvida 
no intestino. A digestão da proteína 
começa no estômago, por ação da 
pepsina, em pH baixo promovido pela 
secreção de ácido clorídrico no suco 
gástrico, que é secretado por ação do 
hormônio gastrina. Em seguida, con-
tinua no intestino delgado com a in-
serção de secreções pancreáticas. O 
pâncreas libera bicarbonato de sódio 
para neutralizar o conteúdo gástrico, 
aumentando o pH para aproximada-
mente 7. Além disso, são secretadas 
enzimas pancreáticas como a tripsina, 
a quimotripsina e as carboxipeptida-
des em suas formas inativas (zimogê-
nios) e são ativadas no intestino. Com 
o auxílio de algumas enzimas proteo-
líticas localizadas na borda em esco-
va das células do intestino delgado, 
o processo de quebra das proteínas 
em aminoácidos é completado. De-
pois que todos os di- ou tripeptídeos 
remanescentes são degradados nos 
enterócitos, os aminoácidos livres são 
transportados pela veia porta ao fíga-
do para o metabolismo energético, ou 
distribuídos para outros tecidos. 
CORRELAÇÃO CLÍNICA! A pancre-
atite aguda é caracterizada como uma 
doença inflamatória decorrente da ati-
vação anormal das enzimas pancreáti-
cas e liberação de uma série de media-
dores inflamatórios, atingindo, além do 
pâncreas, os tecidos peripancreáticos, 
podendo inclusive afetar outros órgãos. 
Desse modo, os zimogênios são con-
vertidos para sua forma ativa ainda nas 
células pancreáticas, causando a pró-
pria destruição da glândula. Isso causa 
dores intensas e lesão ao órgão, o que 
pode ser fatal. É considerada a doença 
pancreática mais comum em crianças e 
adultos, e pode se manifestar com duas 
apresentações clínicas: leve (intersticial) 
– as manifestações cursam com mínima 
repercussão sistêmica, obtendo melhora 
com a reposição de líquidos e eletrólitos 
– ou grave (necrosante) – além das com-
plicações locais, há falência de órgãos e 
sistemas distantes.
9LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
DIGESTÃO DAS PROTEÍNAS
Proteínas
ZIMOGÊNIOS
PEPSINA
Atuam em pH alcalino
Proporcionado pelo 
HCO3-
As enzimas são lançadas 
no intestino em suas 
formas inativas
Resultante da clivagem 
do pepsinogênio
Origina oligopeptídeos de 
diferentes tamanhos
TRIPSINA
Age em pH baixo
QUIMIOTRIPSINA
CARBOXIPEPTIDASES Proporcionado pelo 
HCl
10LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
As proteínas, como os demais com-
postos constituintes de um organis-
mo, não são permanentes, estando 
em contínua degradação e síntese. 
Estima-se que, em um ser humano 
adulto com uma dieta adequada, haja 
uma renovação (turnover) de aproxi-
madamente 400g de proteínas por 
dia. A manutenção da concentração 
de uma determinada proteína é ob-
tida pela síntese desta proteína em 
uma velocidade equivalente à de sua 
degradação e, embora existam varia-
ções de concentrações em tempos 
muitos curtos, em geral, a concentra-
ção proteica mantém-se constante 
no indivíduo adulto e hígido.
Uma consequência importante do 
turnover proteico é restar sempre 
uma certa quantidade de aminoáci-
dos não utilizados, porque o conjunto 
de aminoácidos gerados da degra-
dação de proteínas nunca é igual ao 
conjunto de aminoácidos necessários 
para compor as proteínas a serem 
sintetizadas. Sabendo que não há 
meio de armazenar aminoácidos em 
nosso organismo, satisfeitas as ne-
cessidades de síntese, os excedentes 
são degradados e seu nitrogênio ex-
cretado. O conjunto de aminoácidos é 
utilizado para a síntese de proteínas e 
de outras moléculas nitrogenadas (os 
aminoácidos são precursores de to-
dos os compostos nitrogenados não 
proteicos).
Podemos concluir, então, que os ami-
noácidos sofrem o processo oxidativo 
em três diferentes circunstâncias 
metabólicas:
• Durante a síntese e degradação 
normal de proteínas, alguns ami-
noácidos obtidos pela degradação 
são utilizados para a síntese de 
novas proteínas;
• Quando a dieta é rica em prote-
ínas, e a ingestão excede as ne-
cessidades do corpo a síntese de 
proteínas endógenas, tal excesso 
é degradado, visto que os amino-
ácidos não podem ser estocados;
• Durante o jejum ou em doenças 
como a diabetes melito, quando 
os carboidratos já não estão mais 
disponíveis ou não podem ser uti-
lizados, as proteínas celulares são 
utilizadas como combustível.
Em todas essas condições metabó-
licas, os aminoácidos perdem seus 
grupamentos amino para formar 
α-cetoácidos, os “esqueletos de car-
bono” dos aminoácidos. Os α-cetoá-
cidos sofrem oxidação a CO2 e H2O, 
geralmente mais importante, forne-
cem unidades de 3 e 4 carbonos que 
podem ser convertidas em glicose. 
De um modo geral, as vias de degra-
dação convergem para vias metabóli-
cas centrais. No caso do metabolismo 
dos aminoácidos, todos eles con-
têm um grupamento amino; logo seu 
processo de degradação inclui uma 
etapa chave, na qual o grupamento 
11LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Proteínas
intracelulares
Amino-
ácidos
Proteínas 
da dieta
Esqueletos 
de carbono
α - Cetoácidos
Oxaloacetato
Glicose 
(sintetizada na 
Gliconeogênese)
Ureia (produto de 
excreção do nitrogênio)
Carbamoil –
fosfato
Biossíntese de 
aminoácidos, 
nucleotídeos e 
aminas biológicas
amino é separado do esqueleto de 
carbonos e desviado para vias espe-
cíficas de utilização de aminoácidos. 
A cadeia de carbonos é utilizada em 
rotas metabólicas de gliconeogênese 
e lipogênese, enquanto a parte nitro-
genada dos aminoácidos, na forma 
de amônia, é processada em uma 
vida denomina “ciclo da ureia”.
Figura 1. Visão geral do catabolismo dos aminoácidos 
nos mamíferos. Fonte: NELSON, David L.; COX, Michael 
M.. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto 
Alegre: Artmed, 2014. 1 v
SE LIGA! Quando os aminoácidos são 
metabolizados, o excesso de nitrogênio 
resultante deve ser excretado. Uma vez 
que a forma primária na qual o nitrogênio 
é removido dos aminoácidos é a amônia 
e, por ser a amônia livre muito tóxica, os 
seres humanos convertem a amônia em 
ureia, que é neutra, menos tóxica, muito 
solúvel e excretada na urina. Os animais 
que excretam ureia são denominados 
ureotélicos. Em média entre os indivídu-
os, 80% do nitrogênio excretado estão 
na forma de ureia, e quantidade meno-
res são secretadas na forma de ácido 
úrico, creatinina e íon amônio.
12LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
MAPA MENTAL SOBRE O CONJUNTO DE AMINOÁCIDOS RETIRADO DO LIVRO BIOQUÍMICA ILUSTRADA – PAMELA CHAMPE
Degradação de 
proteínas da dieta
CONJUNTO 
(POOL) DE 
AMINOÁCIDOS
Síntese de aminoácidos 
não – essenciais
Aminoácidos utilizados 
na biossíntese
Metabolismo dos 
aminoácidos
Enzimas 
proteolíticas 
do trato 
gastrointestinal e 
do pâncreas
Requer alfa – 
cetoácidos e 
amônia
Regulada por 
fatores de 
transcrição e 
tradução
Envolve vias 
biossintéticas
Envolve 
metabolismo 
intermediário
São produzidos por
Síntese de proteínas 
corporais
Degradação de 
proteínas corporais
Levam à renovação 
proteica São consumidos por
Todos os aminoácidos livres nas 
células e no fluido extracelular
É definido como
13LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
3. CATABOLISMO DE 
AMINOÁCIDOS
A degradação dos aminoácidos 
compreende a remoção e a excre-
ção do grupo amino e a oxidação 
da cadeia carbônica remanescente 
(α-cetoácido). 
Remoção do grupo amino
O primeiro passo no catabolismo da 
maioria dos aminoácidos (12 deles) é 
a transferência de seus grupos ami-
no para o α-cetoglutarato, formando 
glutamato. 
Aminoácido + α-cetoglutarato ↔ 
α-cetoácido + glutamato
Estas reações são catalisadas por 
aminotransferases, também chama-
das transaminases, enzimas presen-
tes no citosol e na mitocôndria e que 
têm como coenzima piridoxal-fosfato 
(derivada da vitamina B6). Esse gru-
po prostético apresenta-se covalen-
temente ligado ao grupo amino de 
um resíduo específico de lisina no sí-
tio ativo da enzima. As aminotransfe-
rasesdos tecidos de mamíferos acei-
tam diferentes aminoácidos como 
substratos doadores de grupo, mas 
seu nome deriva do aminoácido pelo 
qual a enzima tem mais afinidade. 
Dois exemplos importantes são: as-
partato aminotransferase (1) e alani-
na aminotransferase (2).
Aspartato + α-cetoglutarato ↔ 
Oxaloacetato + Glutamato
Alanina + α-cetoglutarato ↔ Piruvato 
+ Glutamato
O efeito das reações de transami-
nação é coletar grupos amino de di-
ferentes aminoácidos, na forma de 
L-glutamato. O glutamato então fun-
ciona como doador de grupos amino 
para vias biossintéticas ou para vias 
de excreção, que levam à eliminação 
de produtos nitrogenados. 
O glutamato formado é consumi-
do em duas reações importantes: 
uma nova transaminação e uma de-
saminação. Por ação do aspartato 
α - Cetoglutarato L - Glutamato
L - Aminoácido α - Cetoácido
PLP
Amino -
transferase
Figura 2. Transaminações catalisadas por enzimas. 
Fonte: NELSON, David L.; COX, Michael M.. Princípios 
de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Art-
med, 2014. 1 v
14LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
aminotransferase, o grupo amino do 
glutamato é transferido para o oxalo-
acetato, formando aspartato, o se-
gundo depósito do grupo amino dos 
aminoácidos
Glutamato + Oxaloacetato ↔ Aspar-
tato + α-cetoglutarato
SE LIGA! O aspartato aminotransferase 
é a transaminase mais ativa na maioria 
dos tecidos de mamíferos, evidenciando 
a importância dessa reação, e é uma ex-
ceção à regra de que as aminotransfera-
ses funilam os grupos amino para formar 
glutamato. Já a alanina-aminotransfe-
rase, também muito importante, está 
presente em muitos tecidos e catalisa a 
transferências do grupo amino da alani-
na para o α-cetoglutarato, resultando na 
formação de piruvato e glutamato. Des-
se modo, o glutamato atua efetivamente 
como coletor de nitrogênio da alanina. 
Por outro lado, o glutamato pode ser 
desaminado, ou seja, o grupo amino 
pode ser liberado como amônia (íon 
NH4+) em pH fisiológico. Esta reação 
é catalisada pelo glutamato desidro-
genase, uma enzima mitocondrial, 
encontrada principalmente no fígado. 
É a única enzima que utiliza NAD+ ou 
NADP+ como aceptor de equivalen-
tes reduzidos.
Glutamato + NADP+ + H2O ↔ α-ce-
toglutarato + NADPH + H+ + NH4+
A glutamato desidrogenase é es-
pecífica para o glutamato, não se 
conhecem desidrogenases análogas 
para qualquer outro aminoácido.
Glutamato
α - Cetoglutarato
Figura 3. Reação catalisada pela glutamato desidroge-
nase. Fonte: NELSON, David L.; COX, Michael M.. Prin-
cípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: 
Artmed, 2014. 1 v
A ação combinada das aminotrans-
ferases e da glutamato desidrogena-
se resulta na convergência do grupo 
amino na maioria dos aminoácidos 
para dois compostos únicos: NH4+ e 
aspartato. 
15LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Aminoácido α - Cetoglutarato
α - Cetoácido α - CetoglutaratoGlutamato
Oxaloacetato
Aspartato
T
T
GD
NADP+ + H2O 
NADPH + H+
NH4+
α – cetoglutarato Aminoácido+
+
+
Aminotransferase
H2O
Glutamato α – cetoácido
α – cetoglutarato NH4++
OxaloacetatoNADP
+
NADPH + H+
Aspartato α – cetoglutarato+
Figura 4. A ação conjunta das transaminases e da 
glutamato desidrogenase permite canalizar o nitrogênio 
da maioria dos aminoácidos para aspartato e NH4+. 
Fonte: Fonte: MARZZOCO, Anita; TORRES, Bayardo 
Baptista. Bioquímica Básica. 2. ed. Rio de Janeiro: Gua-
nabara Koogan, 1999.
REMOÇÃO DO GRUPO AMINO DOS AMINOÁCIDOS
16LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Lisina
Prolina
Histidina
Glicina
Metionina
Serina
Treonina
Glutamato
Aspartato
UREIA
Alanina
Arginina
Asparagina
Aspartato
Cisteína
Fenilalanina
Glutamina
Isoleucina
Leucina
Tirosina
Triptofano
Valina
NH4+
Alguns aminoácidos que não partici-
pam inicialmente de reações de tran-
saminação com o α-cetoglutarato, 
apresentam vias de degradação que, 
ao contrário dos outros doze apresen-
tam reações particulares a cada um 
deles para remoção do grupo amino. 
De qualquer modo, o grupo amino ou 
é liberado como NH4+ por reações 
de desaminação, ou forma glutama-
to através de transaminação de um 
intermediário aminado com α-ceto-
glutarato. Desta forma, os 
átomos de nitrogênio 
deste conjunto de ami-
noácidos convergem 
para os mesmos pro-
dutos originados pelo 
grupo amino dos outros 
aminoácidos: NH4+ ou 
glutamato, que pode 
gerar aspartato.
Transporte de amônia para o 
fígado
A amônia é bastante tóxica para os 
tecidos animas, mas, como diversos 
processos metabólicos geram amô-
nia livre, a maior parte dela é con-
vertida em um composto não tóxico 
antes de ser exportada dos tecidos 
extra-hepáticos para o sangue e, en-
tão, transportada até o fígado ou até 
os rins. 
Para essa função de 
transporte, o gluta-
mato, essencial para 
o metabolismo intra-
celular do grupo ami-
no, combina-se com a 
amônia livre produzida 
nos tecidos e é conver-
tida em glutamina, por 
ação da glutamina-sin-
tetase. Essa reação re-
quer ATP e ocorre em 
duas etapas.
Figura 5. Conversão do grupo 
amino dos aminoácidos em ureia: 
o grupo amino de 12 aminoáci-
dos é coletado como glutamato, 
que origina NH4+ e aspartato; os 
outros 7 aminoácidos origina NH4+ 
e glutamato por vias especiais. 
Fonte: Fonte: MARZZOCO, Anita; 
TORRES, Bayardo Baptista. Bioquí-
mica Básica. 2. ed. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 1999.
17LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Na maioria dos animais 
terrestres, a glutamina que 
excede as necessidades de 
biossíntese é transportada 
pelo sangue para o intesti-
no, o fígado e os rins, para 
ser processada. Na mito-
côndria desses tecidos, a 
enzima glutaminase con-
verte glutamina em gluta-
mato e NH4+. O NH4+ do 
intestino e dos rins é trans-
portado para o fígado, onde 
a amônia é utilizada na sín-
tese da ureia. 
Parte do glutamato origina-
do na reação da glutamina-
se pode ser adicionalmente 
processada no fígado pela 
glutamato-desidrogena-
se, liberando mais amônia 
e produzindo esqueletos 
de carbono para utilização 
como combustível. Contu-
do, a maior parte do glu-
tamato entra em reações 
de transaminação neces-
sárias para a biossíntese 
de aminoácidos e outros 
processos.
L - Glutamato
γ - Glutamil - fosfato
L - Glutamina
L - Glutamato
Glutamina –
sintetase
Glutamina –
sintetase
Glutaminase
(mitocôndria 
hepática)
Figura 6. Transporte de amônia na forma de glutamina. Fonte: NELSON, 
David L.; COX, Michael M.. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. 
Porto Alegre: Artmed, 2014. 1 v
18LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
O transporte dos grupos amino para 
o fígado também pode ser desempe-
nhado pela alanina, por meio de uma 
via denominada ciclo da glicose-ala-
nina. Nesse ciclo, o glutamato forma-
do no músculo e em alguns outros 
tecidos, na reação de transaminação 
pode transferir seu grupo amino para 
o piruvato, produto da glicólise mus-
cular, pela ação da alanina-amino-
transferase. Assim, a alanina produ-
zida segue para o fígado pelo sangue. 
+
+
+
TECIDOS 
EXTRA - 
HEPÁTICOS
ATP
Intestino, fígado e rins
Glutamina - sintetase
NH4+ Glutamato
Glutamina
Glutamina
Glutaminase
Glutamato Amônia livre Fígado
Síntese da ureia
Reações de 
transaminação
NH4+ Esqueletos de carbono
Glutamato 
desidrogenase
TRANSPORTE DE AMÔNIA PARA O FÍGADO
19LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
No citosol dos hepatóci-
tos, o grupo amino da ala-
nina é transferido para o 
α-cetoglutarato, forman-
do piruvato e glutamato. 
O glutamato então entra 
na mitocôndria, onde a 
reação da glutamato de-
sidrogenase libera NH4+, 
ou sofre transaminação 
com o oxaloacetato para 
formar aspartato, outro 
doador de nitrogênio para 
a síntese de ureia. 
Essa forma de transpor-
te elucida uma economia 
de energia intrínseca dos 
organismos vivos, haja 
vista que o músculo não 
precisa gastar ATP na 
gliconeogênese, função 
desempenhada pelo fíga-
do. Assim, toda a energia 
produzida na glicólise é 
efetivamente utilizada na 
contração muscular.
SAIBA MAIS! 
A toxicidade da amônia – A capacidade do ciclo hepático da ureia excede as velocidades 
normais de produçãode amônia e os níveis de amônia sérica são, normalmente, baixos. No 
entanto, quando a função hepática estiver comprometida, devido a defeitos genéticos no 
ciclo da ureia ou doença hepática, os níveis sanguíneos de amônia podem elevar-se. Essa 
hiperamonemia é uma emergência médica, pois a amônia apresenta efeito neurotóxico dire-
to no SNC, manifestando-se por sintomas como tremores, discurso inarticulado, sonolência, 
vômito, edema cerebral e visão borrada. Em altas concentrações, a amônia pode causar coma 
e morte.
Figura 7. Ciclo da glicose – alanina. Fonte: NELSON, David L.; COX, Michael M.. 
Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. 1 v
20LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Ciclo da Ureia
O processo de formação de um mol 
de ureia requer 4 mols de ATP, envol-
ve a participação de cinco enzimas e 
possui seis aminoácidos (apenas dois 
são aminoácidos proteicos: arginina 
e aspartato) como intermediários. Os 
dois nitrogênios de uma molécula de 
ureia são derivados da amônia livre e 
do grupo amino do aspartato. 
A síntese da ureia inicia-se na matriz 
mitocondrial dos hepatócitos, com 
a formação de carbamoil-fosfato a 
partir de CO2, na forma de íons de 
bicarbonato, e amônio, oriundo dos 
processos de degradação dos amino-
ácidos, e o gasto de duas moléculas 
de ATP. Essa reação é catalisada pela 
carbamoil-fosfato-sintetase I (CPSI). 
O carbamoil-fosfato, que funcio-
na como doador ativado dos grupos 
carbamoila, entra no ciclo da ureia, 
composto de 4 etapas enzimáticas. 
Primeiro, o carbamoil-fosfato con-
densa-se com ornitina, doando seu 
grupo carbamoila, para formar ci-
trulina. A reação é catalisada pela 
ornitina-transcarbamilase e apresen-
ta liberação de fosfato inorgânico (Pi). 
A citrulina é transportada para o ci-
tosol, onde reage com aspartato, pro-
duzido na mitocôndria por transami-
nação e transportado para o citosol, 
formando argininossuccinato. Essa 
reação citosólica é catalisada em pre-
sença de ATP pela arginino-succina-
to-sintetase e envolve a formação in-
termediária de citrulil-AMP. 
O argininossuccinato é então clivado 
pela arginino-succinase, formando 
arginina, que retém o nitrogênio, e fu-
marato. Esta é a única reação rever-
sível do ciclo da ureia. O fumarato é 
convertido, pela adição de água, em 
malato, o qual é oxidado, formando 
oxaloacetato. O oxaloacetato, então, 
é transaminado pelo glutamato, pro-
duzindo novamente o aspartato. Na 
última etapa do ciclo, a arginina é hi-
drolisada pela enzima arginase, re-
generando ornitina, que é transpor-
tada para a mitocôndria para iniciar 
uma nova volta no ciclo, e produzindo 
ureia, que é transportada ao rim e eli-
minada pela urina. 
21LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Aspartato
Ornitina
Arginina
Fumarato Argininossuccinato
Aspartato
Intermediário 
citrulil - AMP
PPi
CitrulinaCitosol
Matriz 
mitocondrial
Ornitina Citrulina
Carbamoil
- fosfato
Carbamoil-
fosfato-
sintetase I
Ureia
Ciclo da 
ureia
Figura 8. Ciclo da ureia. Fonte: NELSON, David L.; COX, Michael M.. Princípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. 
Porto Alegre: Artmed, 2014. 1 v
22LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
+
+
+
CATABOLISMO 
DE AMINOÁCIDOS
Ornitina - 
transcarbamoilase
CO2 HCO3-
Carbamoil – fosfato – 
sintetase I
2 ATP
Carbamoil - fosfatoOrnitina
Pi
Citrulina
Citrulina
Aspartato
Argininossucinato
Arginino - 
succinase
Fumarato
Malato
Oxaloacetato
Arginina
Arginase
Ornitina
Transaminação
Ureia
Eliminação 
pela urina
MAPA MENTAL – CICLO DA UREIA
23LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Mecanismos de regulação do ciclo 
da ureia
O ciclo da ureia é regulado em par-
te pelo controle da concentração de 
N-acetilglutamato, o ativador alosté-
rico essencial da carbamoil-fosfato-
-sintetase I. A arginina é um ativador 
alostérico de N-acetilglutamato sinta-
se e é também uma fonte de ornitina, 
via arginase, para o ciclo da ureia. A 
indução das enzimas do ciclo da ureia 
ocorre também quando a liberação 
de amônia ou de aminoácidos para o 
fígado aumenta. A concentração dos 
intermediários também tem um papel 
importante nessa regulação. Durante 
a acidose, como um mecanismo para 
excretar prótons pela urina, a síntese 
e a excreção da ureia estão diminuí-
das e a excreção de NH4+ aumenta-
da. Um alto teor de proteína na dieta 
(excesso de fornecimento de aminoá-
cidos), bem como situações de jejum 
(aumento da degradação de proteí-
nas endógenas) resultam na indução 
de enzimas do ciclo da ureia.
Estequiometria geral do ciclo da ureia
Aspartato + NH4+ + HCO3- + 3 ATP 
+ H20 . Ureia + Fumarato + 2 ADP + 
AMP + 2 Pi + PPi + 4 H+
Degradação da cadeia carbônica 
dos aminoácidos
Removido o grupo amino do amino-
ácido, resta sua cadeia carbônica, na 
forma de α-cetoácido. As vinte cadeias 
carbônicas diferentes apresentam vias 
específicas de degradação diferentes, 
mas que convergem para a produção 
de apenas alguns compostos: piruvato, 
acetil-CoA ou intermediários do ciclo 
de Krebs (oxaloacetato, α-cetogluta-
rato, succinil-CoA e fumarato). A partir 
deste ponto, o metabolismo da cadeia 
carbônica dos aminoácidos já se con-
funde com o das cadeias carbônicas de 
carboidratos ou de ácidos graxos. 
O destino dos α-cetoácido, a depen-
der do tecido e do estado fisiológico, 
poderá ser: oxidação pelo ciclo de 
Krebs, utilização pela gliconeogêne-
se ou conversão a triacilgliceróis e 
armazenamento.
A maioria dos aminoácidos produz 
piruvato ou intermediários do ciclo 
de Krebs, os glicogênicos. A leucina 
e a lisina originam corpos cetônicos, 
sendo os únicos aminoácidos exclusi-
vamente cetogênicos. Alguns outros 
aminoácidos – isoleucina, fenilala-
nina, tirosina, treonina e triptofano – 
são tanto glicogênicos quanto ceto-
gênicos, isto é, são glicocetogênicos.
SE LIGA! No caso dos cetogênicos, a 
acetoacetil-CoA é convertida em aceto-
acetato no fígado e, então, em acetona 
e β- hidroxibutirato. Sua capacidade de 
produzir corpos cetônicos é especial-
mente evidente no diabetes melito não 
controlado, quando o fígado produz 
grandes quantidades de corpos cetôni-
cos a partir de ácidos graxos e aminoá-
cidos cetogênicos.
24LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Glutamato
Arginina
Glutamina
Histidina
Prolina
Isoleucina
Metionina
Treonina
Valina
Fenialanina
Tirosina
Fumarato
Succinil - CoA
Oxaloacetato
Piruvato
Glicose
Acetil - CoA
Acetoacetil - CoA
Leucina
Lisina
Fenilalanina
Triptofano
Tirosina
Isoleucina
Leucina
Treonina
Triptofano
Alanina
Cisteína
Glicina
Serina
Treonina
Triptofano
Asparagina
Aspartato
Glicogênios
Cetogênicos
Malato
Citrato
Isocitrato
Succinato
Corpos 
cetônicos
α - Cetoglutarato
CO2
Figura 9. Resumo do catabolismo dos aminoácidos. Fonte: NELSON, David L.; COX, Michael M.. Princípios de bioquí-
mica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. 1 v
25LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Digestão
Aminotransferase
Desaminação
Transferência do 
grupo amino para o 
oxaloacetato
Aminotransferase
Músculos 
e alguns 
tecidos
Glutamato 
desidrogenase
Glutamina - 
sintetase
Transporte para 
fígado, rins e intestino
Glutaminase
FígadoDesaminaçãoOutras transaminações
Rim
LEGENDA
Remoção do grupo amino
Transporte de amônia para o fígado
Ciclo da ureia e sua excreção
Destino da cadeia carbôncia
Proteínas da dieta
Aminoácidos
Transferência do 
grupo amino para o
α – cetoglutarato 
Glutamato
Aspartato NH4+
Ciclo da 
glicose - 
alanina
Glutamato
Glutamina
NH4+
Ciclo da ureia
H20
3 ATP
HCO3-
Aspartato
Fumarato
2 ADP
2 Pi
4 H+
AMP
PPi
Ureia
Eliminada na urina
α – cetoácido
Piruvato
Acetil - CoA
Intermediários do 
ciclo de Krebs
ESQUEMA GERAL DO CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
26LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
AMINOÁCIDOS 
E PROTEÍNAS
Hidrólise
Microvilosidades 
intestinais
Digestão
Metabolização Absorção
Ligações peptídicas
Enzimas
Estômago
Intestino delgado
Pepsina
Ação do HCl 
(suco gástrico)
Gastrina
Enzimas pancreáticas
Tripsina
Carboxipeptidases
Ação do HCO3-
Enterócitos Veia porta → Fígado
Metabolização
Excreção do 
grupoamino
Oxidação da cadeia 
carbônica
α – cetoácido
 Ciclo de Krebs
 Gliconeogênese
Corpos cetônicos
Aminoácidos 
glicogênicos
Aminoácidos 
cetogênicos
Excreção na urina
Atóxica
Hidrossolúvel
Transaminações
Transporte 
para o fígado
Aminotransferases
Ciclo da glicose - 
alanina
Glutamina
Ciclo da ureia
Ureia
Atua em pH ácido
Atuam em pH alcalino
Quimiotripsina
ESQUEMA GERAL DO CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
27LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Correlações clínicas com o 
catabolismo de aminoácidos
As doenças hereditárias do meta-
bolismo de aminoácidos (são co-
nhecidas mais de 100) constituem 
a maioria das síndromes genéticas 
metabólicas, refletindo o grande nú-
mero de vias que compõem essa área 
do metabolismo. Um grande número 
dessas doenças é resultante de de-
feitos enzimáticos, os quais têm por 
consequência o acúmulo de um me-
tabólito em todos os fluidos corpóreos 
e a sua excreção na urina. A alteração 
da via metabólica que inclui a enzima 
afetada tem amplos reflexos sobre 
outras vias. Os efeitos globais variam 
de acordo com a enzima defeituosa.
• FENILCETONÚRIA: Caracterizada 
como o defeito hereditário mais fre-
quente do metabolismo de amino-
ácidos, essa doença é causada por 
ausência de fenilalanina hidroxila-
se, a primeira enzima na via cata-
bólica da fenilalanina, ou, mais ra-
ramente, da tetra-hidrobiopterina. 
A fenilalanina hidroxilase converte 
fenilalanina em tirosina e utiliza te-
tra-hidrobiopterina como coenzi-
ma (raramente, a doença também 
pode ser causada por um déficit na 
enzima que regenera a tetra-hidro-
biopterina). Em pessoas com fenil-
cetonúria, uma rota secundária do 
metabolismo da fenilalanina, nor-
malmente pouco utilizada, passa a 
desempenhar um papel mais pro-
eminente. Nessa rota, a fenilala-
nina sofre transaminação com o 
piruvato, produzindo fenilpiruvato. 
Desse modo, a fenilalanina e o fe-
nilpiruvato acumulam-se no san-
gue e nos tecidos e são excretados 
na urina. Nos indivíduos afetados, 
grandes quantidades de fenilpi-
ruvato e de compostos derivados 
dele são excretadas na urina. Uma 
quantidade considerável de fenil-
piruvato não é excretada como tal, 
mas sofre descarboxilação a feni-
lacetato ou redução a fenil-lactato. 
O fenilacetato confere à urina um 
odor característico.
Em recém-nascidos, o diagnósti-
co é realizado pelo teste do pezi-
nho que determina a concentra-
ção de fenilalanina no sangue. O 
diagnóstico nos primeiros dias de 
vida é importante haja vista que 
o tratamento da doença consiste 
em administrar precocemente uma 
dieta contendo um mínimo de feni-
lalanina. Desse modo, a deficiência 
intelectual pode ser prevenida. Os 
indivíduos afetados apresentam, 
além de retardamento mental, pig-
mentação deficiente de pele e ca-
belo, devido à síntese inadequada 
de melanina.
28LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
• ALCAPTONÚRIA: Outra doença 
originada do catabolismo da feni-
lalanina é a alcaptonúria, na qual a 
enzima defeituosa é a homogen-
tisato-dioxigenase, que catalisa 
a oxidação do ácido homogentís-
tico, um intermediário no catabo-
lismo da tirosina e da fenilalani-
na. Essa condição produz poucos 
efeitos adversos, embora grandes 
quantidades da enzima sejam ex-
cretadas e sua oxidação torne a 
urina escura. Pessoas com alcap-
tonúria também são mais suscetí-
veis ao desenvolvimento de uma 
forma de artrite, devido a deposi-
ção do pigmento escuro no tecido 
cartilaginoso, com subsequente 
dano tecidual. Há poucos trata-
mentos disponíveis. 
• HOMOCISTINÚRIA: As homocis-
tinúrias compreendem um grupo 
de doenças envolvendo defeitos 
no metabolismo da homocisteína, 
aminoácido que faz parte do pro-
cesso de catabolismo da aminoáci-
dos sulfurados, como a metionina. 
Caracterizadas por níveis elevados 
de homocisteína e de metionina no 
plasma e na urina e baixos níveis 
de cisteína. A causa mais comum 
é um defeito na enzima cistationi-
na-β-sintetase, que converte ho-
mocisteína em cistationina. São 
caracterizadas por ectopia len-
tis (deslocamento do cristalino do 
olho), anormalidades esqueléticas, 
doença arterial precoce, osteopo-
rose e retardo mental. O tratamen-
to inclui restrição da ingestão de 
metionina e suplementação com 
as vitaminas B6 (cofator da cista-
tionina-β-sintetase) B12 e ácido 
fólico.
Fenilalanina
Alanina
Fenilpiruvato
Fenilacetato Fenil - lactato
PLPAminotransferase
Figura 10. Rotas alternativas para o catabolismo da 
fenilalanina na fenilcetonúria. Fonte: NELSON, David L.; 
COX, Michael M.. Princípios de bioquímica de Lehnin-
ger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. 1 v
29LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
• ALBINISMO: Compreende um 
conjunto de síndromes caracteri-
zadas por pigmentação deficiente 
da pele, cabelo e olhos, devido à 
incapacidade de sintetizar mela-
nina. A síntese de melanina é pre-
judicada pela ausência da enzima 
tirosina hidroxilase, responsável 
pela hidroxilação de tirosina. A 
importância dessa reação é ainda 
maior, porque o produto formado 
– DOPA – origina neurotransmis-
sores e hormônios, como dopami-
na, noradrenalina e adrenalina. Os 
albinos têm visão normal, apesar 
da ausência de pigmentação, mas 
são geralmente muito sensíveis à 
luz brilhante (fotofobia).
• DOENÇA DA URINA EM XARO-
PE DE BORDO: O metabolismo 
normal dos aminoácidos de cadeia 
ramificada – leucina, isoleucina e 
valina – envolve a perda do grupo 
α-amina, seguida pela descarbo-
xilação oxidativa do α-cetoácido 
resultante. Essa etapa de descar-
boxilação é catalisada pela cetoá-
cido descarboxilase de cadeia ra-
mificada. Um defeito nessa enzima 
leva ao acúmulo do cetoácido 
Figura 11. Metabolismo dos aminoácidos sulfurados. Fonte: 
POLONI, Soraia. HOMOCISTINÚRIA CLÁSSICA NO BRA-
SIL: Um estudo clínico e genético com foco na investigação da 
relação entre composição corporal e metabolismo lipídico em 
pacientes tratados. 2016. 134 f. Tese (Doutorado) - Curso de 
Programa de Pós-graduação em Genética e Biologia Molecu-
lar, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 
2016.
30LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
correspondente a esse aminoáci-
do no sangue. Quando não é tra-
tada ou controlada essa patologia 
pode levar tanto a um retardamen-
to mental quanto físico do recém-
-nascido, problemas alimentares, 
vômitos, acidose metabólica grave 
e ao odor característico de xaro-
pe de bordo na urina. Esse defeito 
pode ser parcialmente controlado 
em um dieta modificada ou pobre 
em proteínas, ou, em alguns casos, 
pela suplementação com altas do-
ses de pirofosfato de tiamina, um 
cofator para essa enzima. 
• ARGININEMIA: É uma desordem 
metabólica caracterizada pela hi-
peramonemia (nível aumentado 
de NH4+ no sangue) secundária 
ao acúmulo de arginina. A argina-
se, normalmente encontrada no 
fígado, nos eritrócitos e nas glân-
dulas salivares, é uma enzima que 
catalisa algumas reações do ciclo 
da ureia, hidrolisando a arginina 
para converter-se em ornitina e 
ureia. Seu déficit causa acúmulo 
de arginina, provocando uma su-
perprodução de amônia. Os níveis 
de amônia podem variar de acor-
do com a idade do paciente, apre-
sentando inicialmente estiramento 
anormal dos músculos, crescimen-
to mais lento e prejuízos ao desen-
volvimento e à cognição, além de 
convulsões, tremores, ataxia e ou-
tros sintomas. 
CONDIÇÃO MÉDICA
PROCESSO 
DEFEITUOSO
ENZIMA DEFEITUOSA SINTOMAS E EFEITOS
Argininemia Síntese de ureia Arginase Deficiência intelectual
Albinismo
Síntese de melanina a 
partir de tirosina
Tirosinase (Tirosina 
– hidroxilase)
Falta de pigmentação; ca-
belo branco; pele rosada
Alcaptonúria Degradação da tiorsina
Homogentisato 
- dioxigenase
Pigmento escuro na uri-
na; artrite se desenvolve 
posteriormente
Deficiência de carbamoil 
– fosfato – sintetase I
Síntese de ureia
Carbamoil – fosfato – sin-
tetase I
Letargia; convulsões; 
morte prematura
Doença do xarope de 
bordo
Degradação de isoleuci-
na, leucina e valina
Complexo da desidroge-
nase dos α – cetoácidos 
de cadeia ramificada
Vômitos; convulsões; 
retardo mental; morte 
prematuraFenilcetonúria
Conversão de fenilalanina 
em tirosina
Fenialanina - hidroxilase
Vômitos no período 
neonatal; deficiência 
intelectual
Homocistinúria Degradação da metionina Cistationina – sintase
Desenvolvimento inade-
quado dos ossos; defici-
ência intelectual
Tabela 1. Algumas doenças genéticas humanas que afetam o catabolismo dos aminoácidos. Fonte: Adaptado de 
NELSON, David L.; COX, Michael M.. Princípios de bioquímica de Lehninger. 
31LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
4. CATABOLISMO DE 
LIPÍDEOS
Os lipídeos da dieta, absorvidos no 
intestinos, e aqueles sintetizados en-
dogenamente são distribuídos aos te-
cidos pelas lipoproteínas plasmáticas, 
para utilização ou armazenamento. 
Os triacilgliceróis são os lipídeos mais 
abundantes da dieta e servem como 
a principal reserva energética do or-
ganismo. Os triacilgliceróis são arma-
zenados nas células adiposas e po-
dem ocupar a maior parte do volume 
celular. Um adulto ingere cerca de 60 
a 150g de lipídeos diariamente, dos 
quais normalmente mais de 90% são 
constituídos por triacilgliceróis. Os áci-
dos graxos liberados dos adipócitos, 
a partir dos triacilgliceróis (compostos 
por 3 ácidos graxos ligados ao glice-
rol), são transportados pelo sangue e 
utilizados efetivamente pela maioria 
dos tecidos como fonte de energia. 
Desse modo, os triacilgliceróis e os 
ácidos graxos são conhecidos como 
os principais lipídeos para o metabo-
lismo energético. 
As células podem obter combustíveis 
de ácidos graxos de três fontes: gor-
duras consumidas na dieta, gorduras 
armazenadas nas células como gotí-
culas de lipídeos e gorduras sintetiza-
das em um órgão para exportação a 
outro. 
Digestão e absorção de lipídeos
A digestão de lipídeos começa no 
estômago, catalisada por uma lipase 
estável meio ácido, que se origina de 
glândulas localizadas na base da lín-
gua (lipase lingual). Moléculas de tria-
cilgliceróis, particularmente aquelas 
que contêm ácidos graxos com me-
nos de 12 carbonos, como aqueles 
encontrados na gordura do leite, são 
os principais alvos dessa enzima. Es-
ses mesmos triacilgliceróis são tam-
bém degradados por outra lipase, a li-
pase gástrica, secretada pela mucosa 
gástrica e estável em um pH ácido. 
SE LIGA! As lipases lingual e gástrica 
desempenham uma função importante 
na digestão de lipídeos em neonatos, 
para os quais a gordura do leite é a prin-
cipal fonte de calorias. Também são im-
portantes para indivíduos com insufici-
ência pancreáticas, como os portadores 
de fibrose cística, para a degradação de 
moléculas de triacilgliceróis, apesar da 
ausência da lipase pancreática.
Antes que os lipídeos possam ser 
absorvidos através da parede intesti-
nal, eles precisam ser convertidos de 
partículas de gordura macroscópicas 
insolúveis em micelas microscópicas 
finamente dispersas e solúveis no 
meio aquoso do lúmen intestinal. Essa 
solubilização/emulsificação é realiza-
da pelos sais biliares, sintetizados a 
partir do colesterol no fígado, arma-
zenados na vesícula biliar e liberados 
no duodeno (intestino delgado). Esse 
32LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
processo aumenta a área de super-
fície das gotículas de lipídeos hidro-
fóbicos, de modo que as enzimas di-
gestivas, as quais atuam na interface 
da gotícula e da solução aquosa que a 
envolve, podem agir eficientemente. 
A ação das lipases pancreáticas so-
bre os triacilgliceróis emulsificados 
os converte em monoacilgliceróis, 
diacilgliceróis, ácidos graxos livres e 
glicerol. Esses produtos se difundem 
para o interior das células da muco-
sa intestinal, onde são reconvertidos 
em triacilgliceróis e empacotados 
com o colesterol da dieta e proteínas 
específicas em lipoproteínas, os qui-
lomícrons. Os quilomícrons, então, se 
deslocam na mucosa intestinal para 
o sistema linfático e então entram no 
sangue, que os carrega para os mús-
culos e o tecido adiposo. Nos capilares 
desses tecidos, a enzima extracelular 
lipase lipoproteica hidrolisa os triacil-
gliceróis em ácidos graxos e glicerol, 
que são absorvidos pelas células nos 
tecidos-alvo. No músculo, os ácidos 
graxos são oxidados para obter ener-
gia; no tecido adiposo, são reesterifi-
cados para armazenamento na forma 
de triacilgliceróis. O glicerol é utilizado 
quase que exclusivamente pelo fíga-
do para produzir glicerol-3-fosfato, 
o qual pode entrar tanto na glicólise 
como na gliconeogênese.
33LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
LIPASE LINGUAL
Emulsificação
Secretada por glândulas 
da base da língua
Ativada no estômago 
em pH ácido
Hidrólise de triacilgliceróis
LIPASE GÁSTRICA
Conversão das gorduras 
em pequenas gotículas
Formada por sais 
biliares, fosfolipídeos 
e colesterol
Produzida pelo 
fígado e armazenada 
na vesícula biliar
Secretada pela 
mucosa gástrica
Atua em pH ácido
LIPASES 
PANCREÁTICAS
Atuam no duodeno
Originam glicerol, 
ácidos graxos livres, 
monoacilgliceróis, 
diacilgliceróis e 
colesterol
Lipídeos
BILE
LIPOPROTEÍNAS
(QUILOMÍCRONS)
Nos enterócitos, os 
triacilgliceróis são 
reconstituídos
ESQUEMA GERAL DO CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
34LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Uso dos ácidos graxos 
armazenados
A utilização do depósito de triacilgli-
ceróis pelo organismo e sua recons-
trução processam-se através de vias 
metabólicas diferentes, localizadas 
em compartimentos celulares di-
ferentes e submetidas a regulação 
antagônica.
Degradação dos triacilgliceróis dos 
adipócitos
Quando hormônios sinalizam a ne-
cessidade de energia metabólica, 
os triacilgliceróis armazenados no 
tecido adiposo são mobilizados e 
transportados aos tecidos (muscu-
latura esquelética, coração, fígado e 
córtex renal) nos quais os ácidos gra-
xos podem ser oxidados para produ-
ção de energia. A mobilização do de-
pósito de triacilgliceróis é obtida por 
ação da lipase dos adipócitos, uma 
enzima sujeita a regulação hormo-
nal, que hidrolisa os triacilgliceróis a 
ácidos graxos e glicerol. Essa enzi-
ma é ativada por ação dos hormônios 
adrenalina e glucagon, secretados em 
resposta aos baixos níveis de glicose 
ou atividade iminente.
CONTINUAÇÃO DO MAPA MENTAL ANTERIOR
O glicerol é utilizado para produzir glicerol – 3 – fosfato 
que participa tanto na glicólise como na gliconeogênese
Sistema linfático
Quilomícrons
MÚSCULOS
Sangue
FÍGADO
Nos capilares, a enzima lipase lipoproteica hidrolisa 
os triacilgliceróis em ácidos graxos e glicerol
Os ácidos graxos são 
oxidados para obter energia
TECIDO ADIPOSO Os ácidos graxos são reesterificados para armazenamento na forma de triacilgliceróis
35LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Os ácidos graxos liberados dos 
adipócitos são transportados pelo 
sangue ligados à albumina e utili-
zados pelos tecidos como fonte de 
energia; o tecido nervoso e as he-
mácias são exceções, pois obtêm 
energia exclusivamente a partir da 
oxidação de glicose. Nos tecidos-
-alvo, os ácidos graxos se disso-
ciam da albumina e são levados 
por transportadores da membrana 
plasmática para dentro das células 
para servir de combustível. 
O glicerol liberado pela ação da li-
pase é fosforilado e oxidado a gli-
cerol-fosfato, podendo entrar nas 
vias glicolítica ou gliconeogênica. 
Alternativamente, o glicerol-fos-
fato pode ser usado na síntese de 
triacilgliceróis ou de fosfolipídios. 
Figura 12. Hidrólise dos triacilgliceróis. Fonte: https://slideplayer.com.br/slide/7002601/
Figura 13. O glucagon se liga a um receptor da membrana e 
ativa a lipase. Fonte: Bioquímica 2, v.2. / Andrea Thompson 
Da Poian – Rio de Janeiro: Fundação CECIERJ, 2009
hormônio
adipócito receptor
adenilato ciclase
cAMP
ATP
ácido graxoproteína cinase
lipase
Triacilglicerol
glicerol
albumina
sérica
Corrente 
sanguínea
ATP
Ciclo do ácido cítrico
miócito
36LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Degradação de ácidos graxos
Ativação
Para serem oxidados, ainda no cito-
sol, os ácidos graxos são primeira-
mente convertidos em uma forma 
ativada, uma acil-Coa, em uma rea-
ção catalisada por acil-CoA sintetase, 
associadas à membrana externa da 
mitocôndria. 
Ácido graxo + CoA + ATP .Acil-CoA 
graxo + AMP + PPi
Nesta reação, forma-se uma ligação 
tio éster entre o grupo carboxila do 
ácido graxo e o grupo SH da coenzi-
ma A, produzindo a acil-CoA. É um 
composto rico em energia, haja vista 
que sua ligação tio éster é formada à 
custa da energia derivada da quebra 
de uma ligação anidrido fosfórico – cli-
vagem do ATP em AMP e pirofosfato 
inorgânico. O processo de ativação é 
irreversível, pois ocorre a hidrólise do 
pirofosfato a 2 Pi, um processo tam-
bém irreversível.
OBS.: O prefixo acil– pode se referir a 
qualquer ácido graxo.
Incorporação na mitocôndria
Os ácidos graxos com comprimento 
de cadeia de 12 carbonos ou menos 
entram na mitocôndria passivamente, 
sem a ajuda de transportadores de 
membrana. Aqueles com um número 
maior de carbonos, que constituem a 
maioria dos ácidos graxos livres ob-
tidos na dieta ou liberados do tecido 
adiposo, não conseguem passar li-
vremente através das membranas 
mitocondriais – primeiro eles preci-
sam passar pelo ciclo da carnitina, um 
processo envolvendo três reações 
enzimáticas.
Ciclo da carnitina
Carnitina
Figura 14. Estrutura da carnitina. Fonte: NELSON, 
David L.; COX, Michael M.. Princípios de bioquímica de 
Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. 1 v
Como a membrana interna da mito-
côndria é impermeável a acil-CoA, 
os radicais acila são introduzidos na 
organela apenas ligados à carnitina. 
Para tal, temos um ciclo composto 
das seguintes etapas: 
• A carnitina-acil transferase I trans-
fere o radical acila da coenzima A 
para a carnitina na face externa da 
membrana interna.
• A acil-carnitina resultante é trans-
portada através da membrana inter-
na por uma translocase específica.
• Na face interna, a carnitina-acil 
transferase II doa o grupo acila da 
37LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
acil-carnitina para uma coenzima 
A da matriz mitocondrial, liberando 
a carnitina
• A carnitina retorna ao citosol pela 
mesma translocase e reinicia o ciclo.
Desse modo, o radical acila dos áci-
dos graxos atinge o interior da mito-
côndria, onde ocorre sua oxidação.
Carnitina
CoA - SH
carnitina
aciltransferase I matriz
Carnitina
carnitina
aciltransferase I
Espaço intermembrana
Carnitina
Carnitina
Figura 15. Entrada do ácido graxo na matriz da mitocôndria. Fonte: Bioquímica 2, v.2. / Andrea Thompson Da Poian – 
Rio de Janeiro : Fundação CECIERJ, 2009
A carnitina pode ser obtida da dieta, 
sendo encontrada principalmente em 
carnes. Pode também ser sintetizada 
a partir dos aminoácidos lisina e me-
tionina por enzimas encontradas no 
fígado e nos rins, mas não no mús-
culo esquelético e no cardíaco. Assim, 
esses tecidos são totalmente depen-
dentes da carnitina distribuída pelo 
sangue, proveniente dos hepatóci-
tos ou da dieta. Porém, é importante 
destacar que cerca de 97% de toda a 
carnitina presente no corpo encontra-
-se nos músculos esqueléticos.
SE LIGA! Ainda não há evidências que 
possam afirmar se a acil-Coa passa 
através da membrana externa e é con-
vertida no éster de carnitina (acil-car-
nitina) no espaço intermembrana ou se 
o éster de carnitina é formado na face 
citosólica da membrana externa, e então 
é deslocado para o espaço intermem-
branas. Em qualquer um dos casos, a 
passagem para o espaço intermembra-
na ocorre por meio de grandes poros na 
membrana externa e o éster de carnitina 
entra na matriz por meio do transporta-
dor específico da membrana interna.
Oxidação de ácidos graxos
β-Oxidação de ácidos graxos
Uma vez na matriz mitocondrial, o áci-
do graxo passará por uma sequência 
38LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
de quatro reações, conhecida como 
β-oxidação. Ao final desta via, a acil-
-CoA é encurtada de dois carbo-
nos, liberados sob a forma de acetil-
-CoA, além da produção de NADH e 
FADH2.
Na primeira reação, uma enzima cha-
mada acil-CoA desidrogenase retira 
dois H (hidrogênios) da molécula do 
acil-CoA e os entrega para o FAD, 
ou seja, formando FADH2. Assim, a 
acil-Coa se oxida enquanto o FAD se 
reduz. Como produto desta reação, 
forma-se o trans-∆2-enoil-CoA. Ob-
serve que a nova ligação dupla tem 
configuração trans, enquanto as liga-
ções duplas nos ácidos graxos insatu-
rados que ocorrem naturalmente com 
frequência estão na configuração cis. 
RELEMBRANDO! 
Como visto no material anterior, o ∆ in-
dica a formação de uma dupla ligação 
entre os carbonos 2 e 3.
Na segunda reação, a enzima enoil-
-CoA hidratase hidrata o enoil-CoA, 
formando o L-3- hidroxiacil-CoA. 
Para isso, a dupla ligação se desfaz 
para a inserção da hidroxila da molé-
cula de água.
Na terceira reação, a enzima L-3-hi-
droxiacil-CoA desidrogenase oxida 
mais uma vez a molécula, mas neste 
caso, utiliza NAD+ que recebe os H 
da molécula e passa a NADH + H+. 
Com isso, forma-se uma nova dupla 
ligação, agora entre o carbono 3 e o 
oxigênio. Esse composto se chama 
3-cetoacil-CoA.
Na quarta e última reação da β-oxi-
dação, ocorre a quebra da molécula 
propriamente dita. Esta reação é ca-
talisada pela β-ceto tiolase ou ape-
nas tiolase. Com isso, ocorre a quebra 
da 3-cetoacil-CoA através da reação 
com uma molécula de CoA, formando 
acetil-CoA e uma acil-CoA com dois 
carbonos a menos; esta acil-CoA re-
faz o ciclo várias vezes, até ser total-
mente convertida a acetil-CoA.
Desse modo, ao usar como exemplo 
o palmitato, ácido graxo que apresen-
ta 16 carbonos, podemos dizer sua 
completa β-oxidação gera 8 molécu-
las de acetil-CoA (8 X 2 carbonos por 
acetil-CoA); 7 moléculas de FADH2 e 
7 moléculas de NAD + H+. Em suma, 
temos:
Palmitoil-CoA + 7 FAD + 7 NAD+ + 
7 CoA + 7 H2O . 8 acetil-CoA + 7 
FADH2 + 7NADH + 7 H+
O processo completo da β-oxidação 
ocorre na mitocôndria e os nucleotí-
deos reduzidos (FADH2 e NADH + 
H+) são utilizados diretamente para 
a síntese do ATP pela fosforilação 
oxidativa. 
39LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Palmitoil - CoA
FADH2
FAD
H2O
NAD+
NADH + H+
CoA - SH
Acil – CoA
(miristoil – CoA)
β – Cetoacil - CoA
L - β – Hidroxiacil - CoA
Enoil - CoA
Trans - ∆2-
Acil – CoA -
desidrogenase
Enoil – CoA -
hidratase
β – hidroxiacil – CoA -
desidrogenase
Acil – CoA –
acetiltransferase (tiolase)
Figura 16. A via da β – oxidação. Fonte: NELSON, David L.; COX, Michael M.. Princípios de bioquímica de Lehninger. 
6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. 1 v
40LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
O Acetil-CoA é molécula de partici-
pação fundamental no metabolismo 
celular, atuando como porta de entra-
da do ciclo de Krebs, juntando-se ao 
oxaloacetato para formar citrato logo 
na primeira reação do ciclo. Logo, a 
entrada do acetil-CoA no ciclo de 
Krebs depende da concentração de 
oxaloacetato. O músculo e o fígado 
+
Acil – CoA
Trans - ∆2 - enoil - CoA
Citrato
Oxaloacetato
Acil – CoA - 
desidrogenase
FAD
FADH2
Enoil – CoA hidrataseH2O
L – 3 – hidroxiacil – 
CoA desidrogenase 
NAD+
NADH + H+
L - 3 - hidroxiacil - CoA
3 – cetoacil – CoA
Acil - CoA Acetil - CoA
β – ceto tiolase
Refaz o ciclo 
várias vezes até 
ser convertida 
a acetil - CoA
Ciclo de Krebs
A VIA DA Β – OXIDAÇÃO)
apresentam tecidos capazes de de-
gradar ácidos graxos em jejum ou em 
intenso exercício, quando a demanda 
de energia é muito grande.
41LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
No caso do músculo, o acetil-CoA for-
mado é jogado no ciclo de Krebs, uma 
vez que a concentração de oxaloa-
cetato lá presente permite que isto 
ocorra. Já no fígado, em momentos 
de jejum, esse órgão utiliza o oxalo-
acetato para produzir glicose. Logo 
o acetil-CoA não pode ser jogado no 
ciclo de Krebs, pois não há oxaloace-
tato disponível. Então, o acetil-CoA é 
transformado em corpos cetônicos.
A sequência descrita de β-oxidação 
dos ácidos graxos é típica de ácidos 
graxos saturados. Entretanto, a maioria 
dessas moléculas nos triacilgliceróis e 
fosfolipídeos de animais é insaturada, 
tendo uma ou mais ligações duplas. A 
oxidação de ácidos graxos insatura-
dos produz menos energia que a dos 
saturados, porque eles estão menos 
reduzidos e, portanto, menos equiva-
lentes reduzidos podem ser produzi-
dos a partir desuas estruturas. 
Assim como os saturados, a degra-
dação dos ácidos graxos insaturados 
começa pela conversão a acil-CoA, 
seguida pela entrada na mitocôndria 
por meio do ciclo da carnitina. Usare-
mos como exemplo o oleato, um ácido 
graxo monoinsaturado com 18 áto-
mos de carbono e com uma ligação 
dupla cis entre o C-9 e C-10. A oxida-
ção do oleato requer uma enzima adi-
cional, a 3,2-enoil-CoA-isomerase, 
que converte o derivado cis-∆3 após 
três voltas da β-oxidação em deriva-
do trans-∆2 , que serve de substrato 
para enoil-CoA hidratase, enzima que 
atua apenas sobre ligações trans.
A oxidação de ácidos graxos poli-insa-
turados exige ainda a participação de, 
além da isomerase, um redutase in-
dependente de NADPH. Essa enzima 
reduz uma ligação dupla cis à custa de 
NADPH. Com a ação conjunta dessas 
enzimas, o ácido poli-insaturado pode 
transformar-se em um intermediário 
insaturado para a β-oxidação. 
Oleoil - CoA
3 Acetil - CoA
β - Oxidação
(três ciclos)
cis - ∆3–
Dodecenoil - CoA
trans - ∆2–
Dodecenoil - CoA
β – Oxidação
(cinco ciclos)
6 Acetil - CoA
Figura 17. Oxidação de um ácido graxo monoinsatura-
do. Fonte: NELSON, David L.; COX, Michael M.. Prin-
cípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: 
Artmed, 2014. 1 v
42LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Além dos ácidos graxos insaturados, 
ainda temos os ácidos graxos com 
número ímpar de átomos de carbo-
no. Nesses casos, o que vai diferir é 
o produto da última volta da β-oxida-
ção. Depois de passar por esse ciclo 
diversas vezes, restará um propio-
nil-CoA, com 3 átomos de carbono 
que não pode passar por uma nova 
rodada de oxidação. Nesse caso, ele 
será convertido a succinil-CoA, que 
contém 4 carbonos, e assim, poderá 
completar a β-oxidação.
SE LIGA! O succinil-CoA é um interme-
diário do ciclo de Krebs. Dessa forma, 
quando um ácido graxo com número 
ímpar de carbonos é metabolizado, há 
um aumento na concentração dos inter-
mediários do ciclo de Krebs e, por con-
seguinte, de oxaloacetato. Logo, con-
cluímos que o excesso de oxaloacetato 
produzido por esse ácido graxo reduz a 
produção de corpos cetônicos.
Ciclo do ácido cítrico (ou ciclo de 
Krebs)
Após a β-oxidação, os grupos acetil 
da acetil-CoA são oxidados a no ciclo 
do ácido cítrico, que também ocorre 
na matriz mitocondrial. A acetil-CoA 
derivada dos ácidos graxos entra 
numa via de oxidação final comum 
com a acetil-CoA derivada da glicose 
procedente da glicólise e da oxidação 
do piruvato. Juntamente com β-oxi-
dação, essa etapa do catabolismo dos 
ácidos graxos produz os transporta-
dores de elétrons reduzidos NADH e 
FADH2, que entrarão na terceira eta-
pa do processo, onde há a fosforilação 
de AMP em ATP resultante da passa-
gem de oxigênio com esses elétrons 
pela cadeia respiratória mitocondrial.
∆3, ∆2 - enoil – CoA -
isomerase
2,4 – dienoil – CoA -
redutase
Enoil – CoA -
isomerase
Linoleoil – CoA cis 
- ∆9, cis - ∆12
cis - ∆3, cis - ∆6
trans - ∆2, cis - ∆6
trans - ∆2, cis - ∆4
trans - ∆2
trans - ∆3
5 Acetil - CoA
β – Oxidação
(quatro ciclos)
β – Oxidação
(um ciclo e 
primeira oxidação 
do segundo ciclo)
β – Oxidação
(três ciclos) 3 – Acetil - CoA
Acetil - CoA
NADPH + H+
NADP+
Figura 18. Oxidação de um ácido graxo poli - insatura-
do. Fonte: NELSON, David L.; COX, Michael M.. Prin-
cípios de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: 
Artmed, 2014. 1 v
43LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Cadeia Transportadora de Elétrons
A estratégia adotada pelas células 
para produção de energia consiste na 
transformação da energia contida nas 
coenzimas reduzidas em um gradien-
te de prótons e utilizá-lo para a síntese 
de ATP. A produção desse gradiente 
é conseguida pela transferência 
dos elétrons das coenzimas para 
o oxigênio indiretamente através 
de passagens intermediárias por 
vários compostos, que constituem 
uma cadeia transportadora de elé-
trons. Esses compostos corres-
pondem a complexos proteicos 
organizados na membrana inter-
na mitocondrial de forma crescen-
te em relação ao seu potencial de 
oxirredução. Os quatro complexos 
proteicos nessa membrana são: 
• Complexo I – também chamado 
NADH desidrogenase ou NA-
DH-CoQ oxidorredutase.
Nesse complexo, o NADH é 
utilizado como substrato para 
uma reação de desidrogenação. 
Apresenta como cofator, flavina 
mononucleotídeo (FMN), além 
de centros ferro-enxofre (Fe-S). 
O complexo transporta dois elé-
trons para a ubiquinona e quatro 
prótons da matriz mitocondrial 
para o espaço intermembranas. 
• Complexo II – também chamado 
succinato desidrogenase ou succi-
nato-CoQ oxidorredutase.
É um complexo independente, que 
aceita elétrons apenas do FADH2 
e os transfere também para a ubi-
quinona. Apresenta duas proteínas 
ferro-enxofre e flavoproteínas 2 
onde o FAD encontra-se covalen-
temente ligado. 
β Oxidação
8 Acetil - CoA
NADH, FADH2
Cadeia respiratória 
(transferência de 
elétrons)
Etapa 1 Etapa 2
Etapa 3
Figura 19. Etapas da oxidação de ácidos graxos. Fon-
te: NELSON, David L.; COX, Michael M.. Princípios de 
bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 
2014. 1 v
44LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
• Complexo III – também chamado 
citocromo bc1.
Catalisa a transferência de elé-
trons da ubiquinona ao citocromo 
c, acompanhada de movimentação 
de quatro prótons. 
SE LIGA! Além desses complexos pro-
teicos, existem dois componentes mó-
veis da cadeia: a ubiquinona (também 
chamada coenzima Q e representada 
como UQ ou CoQ) e o citocromo c. A 
ubiquinona passa seus elétrons para o 
citocromo c num ciclo redox único cha-
mado ciclo Q, além de bombear prótons. 
Ela tem a capacidade de aceitar um par 
de elétrons e passá-los, um de cada vez, 
até o complexo III. Já o citocromo C cons-
titui um componente móvel da cadeia 
que sofrerá oxidação, enquanto passam 
seus elétrons para o próximo compo-
nente, o complexo IV.
• Complexo IV – também chamado 
citocromo oxidase.
Ao chegar nessa etapa da cadeia, 
iremos encontrar dois citocromos 
reduzidos pela transferência de 
elétrons. O papel da citocromo 
oxidase é aceitar elétrons do cito-
cromo c e usá-los para reduzir o 
oxigênio, formando duas molécu-
las de água. Além disso, esse com-
plexo também é responsável pelo 
último ponto de bombeamento de 
prótons.
SE LIGA! A redução de uma molécula de 
oxigênio para formar duas moléculas de 
água requer quatro elétrons. Entretan-
to, o citocromo c, como vimos anterior-
mente, transporta apenas um elétron de 
cada vez. A redução incompleta do oxi-
gênio pode gerar peróxidos ou radicais 
livres de oxigênio, espécies altamente 
reativas. O funcionamento eficiente da 
citocromo oxidase impede a formação 
desses radicais.
A utilização de oxigênio pelo comple-
xo IV corresponde a cerca de 95% de 
todo o oxigênio consumido pelo orga-
nismo humano; a produção de água 
nesse processo chega a 300mL diá-
rios e é, muitas vezes, referida como 
água metabólica.
Concluindo, as principais funções da 
cadeia transportadora de elétrons 
são: regenerar os transportadores de 
elétrons, NAD+ e FAD que deixaram 
seus elétrons e retornam para cum-
prir suas funções como carreadores 
de elétrons no metabolismo, e produ-
zir um gradiente de prótons, com uma 
concentração maior de H+ no espaço 
intermembrana e uma concentração 
menor na matriz mitocondrial. Esse 
gradiente representa uma forma ar-
mazenada de energia que pode ser 
utilizada para produzir energia por 
fosforilação oxidativa.
45LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Fosforilação Oxidativa 
– Quimiosmose
Os complexos I, III e IV da 
cadeia transportadora de 
elétrons são bombas de 
prótons. À medida que os 
elétrons se movem para 
níveis de energia mais 
baixos, os complexos cap-
turam a energia liberada e 
a utilizam para bombear 
íons H+ da matriz para o 
espaço intermembrana. 
Este bombeamento forma um gra-
diente eletroquímico através da mem-
brana mitocondrial interna. 
Na membrana mitocondrial interna, 
íons H+ têm apenas um canal dis-
ponível, o complexo V, também co-
nhecido como ATP sintetase. Ela se 
assemelha a um turbinade 
usina hidroelétrica. Porém, 
ao invés de ser acionada por 
água, é acionada pelo fluxo 
de íons H+ movendo-se a fa-
vor do seu gradiente eletro-
químico. À medida que a ATP 
sintase transforma a energia, 
ela catalisa a fosforilação, ou 
seja, adição de um fosfato, ao 
ADP, capturando a energia 
do gradiente de prótons na 
forma de ATP. 
Cadeia Transportadora de Elétrons
Espaço intermembranas
Matriz mitocondrial Membrana mitocondrial interna
Cit C
Figura 20. Cadeia Transportadora de Elétrons. Fonte: 
https://pt.khanacademy.org/science/biology/cellular-res-
piration-and-fermentation/oxidative-phosphorylation/a/
oxidative-phosphorylation-etc
Ciclo do
ácido 
cítrico
Espaço intermembranas
Matriz
ATP
sintase
Cit C
Figura 21. Cadeia transportadora de elétrons 
acoplada ao transporte de prótons para fosfori-
lação oxidativa. Fonte: https://pt.khanacademy.
org/science/biology/cellular-respiration-and-
-fermentation/oxidative-phosphorylation/a/
oxidative-phosphorylation-etc
46LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
CATABOLISMO DE LIPÍDEOS
Ligam – se para o 
transporte no sangue
Oxidado a 
Ação da 
lipase dos 
adipócitos
Hormônios adrenalina e 
glucagon estimulam
Ácido graxo → Acil - CoA
< 12 carbonos
> 12 carbonos
Glicólise
Gliconeogênese
Síntese de lipídeos
Glicerol - fosfato
Albumina
Glicerol
Ácidos graxos
Triacilgliceróis 
nos adipócitos
Nos tecidos - alvo
Ativação
Entrada na mitocôndria
Oxidação Beta - oxidação Ciclo do ácido cítrico Cadeia Transportadora de elétrons Fosforilação Oxidativa
Ciclo da carnitina
Não precisam de transportadores de membrana
47LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
LIPÍDEOS
Tecido adiposoArmazenamento
Digestão Produtos
Reserva energética
Glicerol
Ácidos graxos
Via gliconeogênica
Via glicolítica
Ativação
Entrada na mitocôndria
Acil - CoA
β - Oxidação
< 12 carbonos
> 12 carbonosCiclo da carnitina
Transporte 
passivo
Ciclo de Krebs
Cadeia transportadora 
de elétrons Fosforilação oxidativa
Transporte
Lipoproteínas
Hidrólise dos 
triacilgliceróis
Órgãos
Lipases pancreáticas
Atuam no duodeno
Liberam mono e 
diacilgliceróis, ácidos graxos, 
glicerol e colesterol
Fígado
Bile
Armazenada na 
vesícula biliar
Emulsificação 
das gorduras
Pâncreas
Estômago
Lipase lingual
Lipase gástrica
Atuam em pH ácido
CATABOLISMO DE LIPÍDEOS
48LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
5. LIPOGÊNESE E 
PROTEOGÊNESE
A maioria dos ácidos graxos de que 
os humanos necessitam provém da 
alimentação; no entanto, a via para 
sua síntese – lipogênese – a partir de 
compostos de 2 carbonos está pre-
sente em muitos tecidos como fígado, 
cérebro, rim, glândulas mamárias e 
tecido adiposo. Em geral, a via de sín-
tese se encontra ativa principalmente 
em situações de excesso de consumo 
energético, sobretudo na forma de 
excesso de carboidrato e proteínas. 
Síntese de ácidos graxos
O acetil-CoA é um composto mitocon-
drial, precursor da síntese de ácidos 
graxos e originado do catabolismo de 
carboidratos e proteínas. No entanto, 
esse processo ocorre no citoplasma 
das células. Então é importante sa-
lientar que a saída do acetil-CoA da 
mitocôndria se dá por meio do citrato, 
um intermediário do ciclo de Krebs, que 
ocorre na mitocôndria, formado pela 
união do aceti-CoA e do oxaloacetato. 
Em situações de excesso de glicose, a 
concentração de citrato também au-
menta e ele acaba saindo da organela 
através de um translocador de citrato 
localizado na membrana mitocondrial 
interna. No meio citoplasmático, o ci-
trato é quebrado pela citrato liase em 
acetil-CoA e oxaloacetato.
SE LIGA! E para onde vai o oxaloace-
tato? Essa molécula pode ser convertida 
em malato, pela malato desidrogenase, 
que utiliza NADH. O malato formado 
pode ser convertido em piruvato pela 
enzima málica, resultando na formação 
de NADPH. Esse NADPH terá função 
importante na síntese dos ácidos gra-
xos, como veremos a seguir. Tanto o 
piruvato quanto o malato podem voltar 
para a mitocôndria sendo reconvertidos 
em oxaloacetato.
Membrana 
interna
Membrana 
externa Citosol
citratocitrato
oxaloacetato Acetil - CoA+
CoA
Acetil - CoA
Para síntese de 
palmitatoOxaloacetato
Volta para a mitocôndria
Citrato 
liase
Figura 22. Saída do citrato na mitocôndria e formação de acetil – CoA no citoplasma. Fonte: Bioquímica 2, v.2. / An-
drea Thompson Da Poian – Rio de Janeiro : Fundação CECIERJ, 2009
49LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
No primeiro estágio da biossíntese 
de ácido graxo, o acetil-CoA, deriva-
do principalmente do metabolismo de 
carboidratos, é convertido em malonil-
-CoA por ação da enzima acetil-CoA 
carboxilase, uma enzima dependente 
de biotina (vitamina B7). Assim, essa 
reação se dá em estágios: primeiro, 
há a carboxilação da biotina, envol-
vendo ATP, seguida da transferência 
do grupo carboxila para o acetil-CoA, 
produzindo o malonil-CoA.
acetilCoA + + ATP . malonil-CoA + 
ADP + Pi
SE LIGA! As células animais não são ca-
pazes de realizar anabolismo com mo-
léculas tão pequenas como o . Então a 
molécula apresentada na reação acima 
será liberada na condensação apresen-
tada a seguir, funcionando apenas como 
um intermediário, mas que não é incor-
porada da biossíntese.
A segunda enzima que participa da 
síntese de lipídeos é o complexo do 
ácido graxo sintase (AGS). É uma en-
zima grande e capaz de desempe-
nhar diversas funções. A fosfopanto-
teína e a cisteína, presentes em sua 
estrutura, possuem grupamentos SH 
que servem para ligar os diversos 
substratos dessa enzima.
Primeiro, um acetil-CoA se liga à cis-
teína e, em seguida, o malonil-CoA se 
liga à fosfopantoteína. Para tal, am-
bos perdem a CoA e se ligam como 
acetato e malonato. Depois, há ação 
de duas enzimas sobre esses subs-
tratos, uma enzima de condensação, 
que une os carbonos das duas mo-
léculas, e uma enzima de descar-
boxilação, que retira um carbono do 
produto formado, originando, ao fi-
nal, um composto de quatro carbo-
nos. É um composto formado sobre 
a fosfopantoteína que recebe o nome 
acetoacetil-PCA.
Em seguida, essa nova molécula so-
fre uma redução dependente de NA-
DPH, catalisada por uma redutase 
do complexo AGS. O NADPH cede 
seu H, formando NADP+ e forma-
-se o produto hidroxibutiril-PCA, que 
passa por uma desidratação catali-
sada por uma desidratase do com-
plexo AGS. O produto desta reação é 
butenenoil-PCA.
A quarta reação é uma redução ca-
talisada por um outra redutase que 
também utiliza NADPH, formando 
NADP+ e butiril-PCA. Esse composto 
é transferido da fosfopantoteína para 
a cisteína, deixando a primeira livre 
para a entrada de um novo malonato. 
Na segunda rodada do processo, o 
butiril, composto de 4 carbonos li-
gado à cisteína, passa pelas reações 
de condensação e descarboxilação 
com o novo malonato que encontra-
-se ligado à fosfopantoteína. Da mes-
ma forma, esse composto vai sofrer 
uma redução, seguida de uma desi-
dratação e uma nova redução. Ago-
ra, o composto formado apresenta 6 
50LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
carbonos (4 do butiril + 2 
do malonato) e é trans-
ferido de volta à cisteína 
para deixar a fosfopanto-
teína livre para que essa 
via reinicie.
Grupo malonila
Grupo acetila 
(primeiro grupo 
acila)
Ácido graxo -
sintaseCondensação
Redução
Desidratação
Redução
Grupo acila saturado, 
aumentado em dois 
carbonos
Figura 22. Adição de dois carbonos a 
uma cadeia acil graxo em crescimento: 
uma sequência de quatro etapas. Fon-
te: NELSON, David L.; COX, Michael 
M.. Princípios de bioquímica de Lehnin-
ger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2014. 
1 v
51LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Acetil - CoA
Acetil - CoA Malonil - CoA
Malonato Acetato
Acetoacetil - PCA
Butiril - PCAButenenoil - PCA
Hidroxibutiril - PCA
Acetil - CoA
+
+
Oxaloacetato
Oxaloacetato
Citrato Citrato
MITOCÔNDRIA
Citosol
Condensação e 
descarboxilação
NADP+ 
NADP+ 
NADPH 
NADPH 
Acetil – CoA 
carboxilase
Fosfopanteína
Complexo do ácido 
graxo sintase (AGS)
Cisteína
Citrato liase
Desidratação
Redução
Redução
ADIÇÃO DE DOIS CARBONOS A UMA CADEIA ACIL GRAXO EM CRESCIMENTO:UMA SEQUÊNCIA DE QUATRO ETAPAS
52LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Esse processo repete-se 7 vezes, até 
a formação do palmitato (molécula 
de 16 carbonos) no complexo AGS. 
O palmitato, ou ácido palmítico, é o 
precursor utilizado para a formação 
ácidos graxos mais longos. Ele é, en-
tão, transportado ao tecido adiposo 
onde será armazenado como reserva 
energética.
Acetil-CoA + 7 malonil-CoA + 14 
NADPH + 14 H+ . Palmitato + 7 
CO2 + 8 CoA + 14 NADP+ + 6 H2O
SE LIGA! Como já foi explicado anterior-
mente, parte do NADPH utilizados nes-
se processo advém da ação da enzima 
málica, convertendo malato em piruvato. 
No entanto, esse NADPH não é o sufi-
ciente, sendo necessária a complemen-
tação a partir do NADPH produzido na 
via das pentoses fosfato.
Para síntese de ácidos graxos mais 
longos, é necessária a participação 
de um outro complexo multienzimáti-
co, a ácido-graxo alongasse, que atua 
no retículo endoplasmático. O alon-
gamento da cadeia ocorre através 
da adição de novos fragmentos de 2 
carbonos derivados do malonil-CoA. 
Os ácidos graxos também podem ser 
alongados na mitocôndria por outro 
sistema dependente de NADH que 
utiliza acetil-CoA como fonte de frag-
mentos de dois carbonos. 
Regulação da biossíntese de 
ácidos graxos
A reação catalisada pela acetil-CoA-
-carboxilase é a etapa limite do ana-
bolismo de ácidos graxos, de modo 
que essa enzima atua como um im-
portante ponto de regulação. A ace-
til-CoA-carboxilase sofre dois con-
troles. O primeiro é exercido pelo 
citrato, que atua como modulador da 
atividade dessa enzima, ao orientar 
o metabolismo celular de consumo 
de combustível metabólico para o de 
armazenamento de combustível na 
forma de ácidos graxos. Quando as 
concentrações mitocondriais de ace-
til-CoA e ATP aumentam, o citrato é 
transportado para fora da mitocôn-
dria, onde funciona como precursor 
de acetil-CoA e como sinal alostérico 
para a polimerização e ativação da 
acetil-CoA-carboxilase. 
O segundo controle exercido sobre 
a acetil-CoA-carboxilase é a fosfo-
rilação promovida pelas ações dos 
hormônios glucagon e adrenalina, li-
berados em situações de jejum e de 
exercício físico elevado, que inativa 
a enzima e reduz sua sensibilidade 
à ativação por citrato. Com isso, eles 
reduzem a velocidade da síntese de 
ácidos graxos. 
53LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Síntese de triacilgliceróis
A maior parte dos ácidos graxos sin-
tetizados ou ingeridos na dieta pode 
seguir por dois caminhos, a depen-
der da demanda do organismo: a in-
corporação em triacilgliceróis para o 
armazenamento energético ou a in-
corporação em componentes fosfoli-
pídicos da membrana plasmática. As 
duas vias iniciam no mesmo ponto: 
a formação de ésteres acil graxo de 
glicerol.
Os triacilgliceróis são sintetizados 
a partir de moléculas de acil-CoA 
derivadas de ácidos graxos e glice-
rol-3-fosfato. No tecido adiposo, o 
glicerol-3-fosfato é formado por re-
dução de diidroxiacetona fosfato, ob-
tida da glicose, por ação da glicerol-
-3-fosfato desidrogenase. No fígado, 
a única via para obtenção de glicerol-
-3-fosfato é a fosforilação do glicerol 
pela glicerol quinase. 
Figura 23. Regulação da síntese dos ácidos graxos. 
Fonte: NELSON, David L.; COX, Michael M.. Princípios 
de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Art-
med, 2014. 1 v
Figura 24. Vias de formação do glicerol – 3 – fosfato. 
Fonte: NELSON, David L.; COX, Michael M.. Princípios 
de bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Art-
med, 2014. 1 v
Glicose
Glicólise
GlicerolDi – hidroxiacetona -
fosfato
L – glicerol – 3 - fosfato
Glicerol – 3 – fosfato -
desidrogenase
Glicerol -
cinase
NADH ATP
ADPNAD+
H++
O glicerol-3-fosfato é acilado em 
duas etapas, formando o ácido fos-
fatídico (diacilglicerol-3-fosfato) que, 
por hidrólise do grupo fosfato, origina 
diacilglicerol. Esses dois últimos com-
postos são intermediários também da 
síntese de fosfolipídeos. Os triacilgli-
ceróis são formados pela acilação, ou 
54LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
seja, adição de ácido graxo ao diacil-
glicerol. As enzimas que executam 
esse processo estão ligadas ao retí-
culo endoplasmático, na superfície 
citosólica.
no fígado são, na maior parte, incorpo-
rados em lipoproteínas plasmáticas e, 
assim, distribuídos pelos tecidos ex-
tra-hepáticos. O tecido adiposo encar-
rega-se da síntese e armazenamento 
de triacilgliceróis, formados a partir de 
ácidos graxos da dieta ou a partir da-
quele sintetizados pelo fígado. Além 
disso, os adipócitos realizam a hidróli-
se dessas moléculas, liberando ácidos 
graxos para uso interno ou exportação 
a outros tecidos. Já os fosfolipídeos, 
necessários na síntese de membra-
nas, são sintetizados, praticamente, 
por todas as células.
Regulação da biossíntese de 
triacilgliceróis 
A biossíntese e a degradação de tria-
cilgliceróis são reguladas de modo 
que a via favorecida depende das 
fontes metabólicas e das necessida-
des em um dado momento. A velo-
cidade da biossíntese é alterada pela 
ação de diversos hormônios, como a 
insulina, que estimula a conversão de 
carboidratos em triacilgliceróis. 
SE LIGA! Pessoas com diabetes meli-
to grave, devido à falha de secreção ou 
ação da insulina, além de não serem ca-
pazes de utilizar glicose adequadamen-
te, falham na síntese de ácidos graxos 
por meio de carboidratos ou aminoáci-
dos. Se o diabetes não for tratado, essas 
pessoas tendem a apresentar velocida-
de aumentada na oxidação de gorduras 
e síntese de corpos cetônicos, portanto, 
perdem peso.
Figura 25. Biossíntese do ácido fosfatídico. Fonte: 
NELSON, David L.; COX, Michael M.. Princípios de 
bioquímica de Lehninger. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 
2014. 1 v
A maioria dos tecidos humanos são ca-
pazes de produzir triacilgliceróis, mas 
os principais são o fígado e o tecido 
adiposo. Os triacilgliceróis sintetizados 
55LIPÍDEOS E PROTEÍNAS 2 
Além disso, um fator adicional no ba-
lanço entre a biossíntese e o catabo-
lismo de triacilgliceróis é que cerca de 
75% dos ácidos graxos liberados pela 
lipólise são reesterificados, formando 
triacilgliceróis, em vez de serem uti-
lizados como combustível. Essa rela-
ção persiste mesmo em situações de 
jejum, quando o metabolismo ener-
gético utiliza a oxidação de ácidos 
graxos como fonte de energia.
Quando a mobilização dos ácidos 
graxos é necessária para satisfazer 
as necessidades energéticas, sua li-
beração do tecido adiposo é estimu-
lada pelo glucagon e pela adrenalina. 
Simultaneamente, esses hormônios 
diminuem a velocidade da glicólise e 
aumentam a velocidade da gliconeo-
gênese no fígado. O ácido graxo libe-
rado é captado por diversos tecidos, 
incluindo os músculos, onde é oxida-
do para geração de energia. No fíga-
do, a maior parte do ácido graxo não 
é oxidada, mas é reciclada a triacilgli-
cerol e retorna ao tecido adiposo.
Síntese do Colesterol
O colesterol do organismo huma-
no pode ser obtido através dos ali-
mentos ou por síntese endógena. Os 
principais órgãos responsáveis pela 
produção do colesterol são o fígado 
e o intestino, que produzem em tor-
no de 25% do colesterol endógeno. 
A acetil-CoA é precursora de todos 
os átomos de carbono presentes no 
colesterol (C27), e o agente redutor é 
o NADPH. As enzimas que catalisam 
a síntese localizam-se no citosol e no 
retículo endoplasmático. É uma via 
que envolve diversas reações em um 
processo de “montagem” do coleste-
rol, organizadas em quatro estágios:
• Condensação de três moléculas de 
acetil-CoA, formando o mevalona-
to (C6);
• Conversão do mevalonato em uni-
dades de isopreno (C5) ativadas;
• Polimerização das seis unidades 
de isopreno, formando o esquale-
no linear (C30);
• Ciclização do esqualeno para for-
mar os quatro anéis do núcleo es-
teroide, com mudanças adicionais, 
para produção do colesterol.
Ao total, são mais de 20 reações, in-
cluindo consumo de O2 e NADPH, 
remoção de grupos metila e migração 
de duplas ligações, que levam, final-
mente, à síntese do colesterol. Por-
tanto, trata-se de um processo redu-
tivo