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�������� ���� ��� ��� ����� � �� �� ���� �� �� ����� Lipídeo sintético na forma de favo de mel usado em terapia gênica K K Ewert et al, J. Am. Chem. Soc., 2006, 206, 3998 Referencias: Biochemistry of metabolism, by Joyce Diwan; Mann et al, Natural Products, Longman 1994; Farmacognosia, da Planta ao medicamento, Ed UFRGS, 1999; http://bioquimica.ufcspa.edu.br/pg2/pgs/nutricao/quimicanut/lipidios.pdf -Lipideos são substâncias de origem biológica, solúveis em solventes orgânicos. -Inclui uma grande classe de substâncias, desde hidrocarbonetos apolares, soluvéis em hexano, até os cerebrosídeos solúveis em metanol. -Gorduras, ceras, óleos contém lipídeos. São amplamente distribuídos em plantas e animais. -Não são caracterizados por nenhum grupamento funcional comum. -A maioria dos lipídeos é derivada ou possui na sua estrutura ácidos graxos. - Exemplos: triglicerideos, fosfolipideos, prostaglandinas (eicosanoides), prostaciclinas, vitaminas liposoluveis; colesterol, hormonios esteroidais e ácidos da bile. -Aparecem de forma ubíqua na natureza; -Ácidos graxos ocorrem em pequena qtde na forma livre e sob saponificação fornecem sais; -Os mais comuns são os acilgliceróis (há éteres de glicerol tb); -Acilgliceróis sólidos a T ambiente são as gorduras; -Quando líquidos, são óleos; -Compõem os sabões; -Formam agregados hidrofóbicos como as micelas (esféricas) ou como bicamadas, nas membranas celulares. Bilayer Spherical Micelle Função: -armazenamento de energia; -fazem parte das membranas biológicas; -apresentam funções hormonais; -são isolantes térmicos; -são agentes emulsificantes; -são essenciais para o funcionamento de alguns sistemas enzimáticos. Geralmente ocorrem combinados, seja covalentemente ou através de ligações fracas, com membros de outras classes de biomoléculas, para produzir por exemplo glicolipídeos (carboidratos + lipídeo), lipoproteínas (lipídeos + proteínas), com propriedades químicas e físicas combinadas para realizar funções biológicas especializadas. ou complexos Resulta da hidrólise ácida ou básica dos lipídeos anteriores- principal representante é o ácido graxo Há diversas classificações, tanto de caráter químico, como lipídeos simples e complexos, quanto fisiológico, como lipídeos de reserva, estruturais ou de revestimento. CLASSIFICAÇÃO: • Ácidos Graxos • Derivados de Ácidos Graxos • Lipídeos que contém Ácidos Graxos • Lipídeos não relacionados com Ácidos Graxos Lipídeos simples: possuem só um tipo de ligação química (neutros) • ÓLEOS E GORDURAS: ésteres de ácidos graxos formados a partir de glicerol são denominados acilglicerois (lipídeo de reserva). • CERAS: ésteres de ácidos graxos e mono-hidroxiálcoois de alto peso molecular geralmente de cadeia linear (lipídeos de revestimento) (proteção em plantas e animais) O O R'OH + HO-C-R" R'-O-C-R'' + H2O Reação de formação do éster: C OHH CH2OH CH2OH glyceroltriglicerídeo Hidrólise ácida de éster em azul (reação reversivel, em vermelho a formação) Alguns ácidos graxos comuns: 14:0 - acido miristico; 16:0 – acido palmitico; 18:0 – ácido estearico; 18:1 cis∆9 ácido oleico 18:2 cis∆9,12 ácido linoleico (ácido cis, cis-9,12-octadecadienoico ou C18:2 Ώ:6 (afastamento da ligação dupla à extremidade metila) 18:3 cis∆9,12,15 ácido α-linonenico A maior parte dos ácidos graxos tem no par de C e ligação dupla em configuração cis (> 12C). C O O−1 2 34 α β γ fatty acid with a cis-∆9 double bond H Ácidos graxos -1ª descrição por Chevreul, em 1823, estruturas gliceroidicas de oleoes e gorduras - >500 conhecidos; 4 milhões m3/ano são produzidos, esp. p/plásticos e detergentes C6 20:4 cis∆5,8,11,14 ácido araquidônico 20:5 cis∆5,8,11,14,17 ácido eicosapentaenoio (exemplo de omega-3) C5 C3 C1 C5 C3 C1 C3 C1 • Os ácidos graxos mais comuns estao entre 10 e 20C, com especial importancia para 16 e 18C, palmítico e esteárico, respectivamente (biossíntese); • A prevalência dos pares é decorrente da biossíntese; • Os ímpares também ocorrem, especialmente em organismos marinhos e bactérias; • A composição química dos FA de membranas de bactérias é bem estudada e característica das espécies, o que é usado em diagnóstico. • Em geral, a análise emprega a sequencia saponificação, metilação para aumento de volatilidade, separação e análise por CG; daí, por comparação, pode-se caracterizar desde o gênero até subespécies. • Ácidos graxos insaturados tb são amplamente distribuídos; • É típico haver um grupamento metileno afastando ligações duplas, o que leva a abstração de hidrogenio do mesmo e a radicais livres estáveis- antioxidantes • ponto de fusão tanto menor quanto mais insaturado o ácido. • ácidos saturados – sólidos – toucinho (animal). • ácidos insaturados – líquidos – azeites e óleos (vegetal). Aneis sempre cis, presentes em bactérias Qdo insaturados, presentes em em algumas sementes e tecidos de plantas da ordem das Malvales, ex algodoeiro (ac estercúlico) Ácido chaulmúgrico- oleo de chaulmugra, tratamento de hanseniase Presente em micobactéria Presente nas sementes de margaridas Ácidos graxos menos convencionais RAMIFICADOS: presentes especialmente os monometil substituídos, em microorganismos. Há 2 classes distintas: ISO, com isopropila terminal ; ANTEISO, com butila secundaria terminal. MICROBIOLOGICAL REVIEWS, 1991, p. 288-302 PEROXIDAÇAO LIPÍDICA (RADICALAR) Alguns produtos da peroxidação lipídica: 4-hidroxinonenal Aldeído malonico Pathophysiology of Lipoprotein Oxidation : http://www.intechopen.com/books/lipoproteins-role-in-health-and-diseases/pathophysiology-of-lipoprotein-oxidation liquid crystal crystal •Ácidos graxos saturados formam empacotamentos de forma organizada e rígida, de moléculas muito próximas umas das outras. •Ácidos graxos insaturados não permitem o empacotamento rígido das moléculas, originando agregados flexíveis e fluidos, facilitando a mobilidade da membrana A presença da ligação dupla cis e a fluidez das membranas celulares O termo “cristal líquido” designa um estado em que a matéria pode se apresentar intermediária entre o estado sólido cristalino e o estado líquido. Um dos conceitos fundamentais é o de ordenamento. Em um sólido cristalino, átomos ou moléculas estão organizados espacialmente em posições bem definidas. , com ordem posicional de longo alcance. Por outro lado, em um líquido, seus constituintes básicos não possuem ordem posicional de longo alcance. São ditos isotrópicos, pois não há nenhuma direção privilegiada no espaço que contém o líquido, e suas propriedades são as mesmas em qualquer direção investigada. Por isso os líquidos fluem. Os CL liotrópicos, a exemplo das membranas celulares, são misturas de moléculas anfifílicas e solventes que, em determinadas condições de temperatura, pressão e concentrações dos diferentes componentes, apresentam a formação de superestruturas – agregados moleculares – que se organizam no espaço, exibindo algum grau de ordem. Moléculas anfifílicas são aquelas que, numa mesma estrutura, apresentam regiões que se comportam de forma muito diferente na presença de outras moléculas que possuam momento de dipolo elétrico ou não. Usualmente, um desses solventes é a água. Numa molécula anfifílica coexistem uma região altamente polar e outra apolar. Cristal líquido liotrópico na fase lamelar. Agregados de moléculas anfifílicas. Representação esquemática de uma membranacelular http://www.fep.if.usp.br/~gfcxhp/os_cristais_liquidos.pdf http://fisbio.biof.ufrj.br/bmw127/Aula_membranas_II.pdf Estolídeos: ác graxos hidroxilados que formam estruturas diméricas, presentes em ceras e sintetizados para uso em cosméticos e como lubrificantes; Amidas de ácidos graxos: empregadas nas formulações de diversos shampoos e detergentes na higiene humana e veterinária, condicionadores, géis para banho, sabonetes liquidos. entre outros. Fun’cao: aumento da viscosidade, aumenta a qtade de espuma, , devolvem a oleosidade natural dos cabelos e pelos, aumentam o poder solubilizante de essencias e oleos essenciais,etc AS amidas naturais estao relacionadas como indutora do sono fisiológico, aumento da libido sexual, analgesia, inseticida, agente redutor da fome, etc Dietanolamida do acido dodecanoico (tensoativos nao ionicos) Ac graxos halogenados (> Cl e Br em algas marinhas, invertebrados e peixes; fluorados são pouco descritos. Referencias: 1) http://zoologia.biologia.uasnet.mx/esponjas/PLR02.pdf [Progress in Lipid Research 41 (2002) 315–367] Hidrocarbonetos de cadeia longa -Lineares: produzidos diretamente da descarboxilação dos ácidos graxos. *plantas terrestres tem majoritariamente cadeias ímpares de 25 a 35C. Bastante frequentes em ceras epicuticulares. *C29- couve; C31- tomates; C33-em crassulaceas *plantas aquáticas > 23 a 25C. *óleos fósseis de 18 a 36C (parafinas) *atuam como feromônios em insetos. Formigas, p. ex. há ~20 n-alcanos, 200 monometilalcanos e 600 dimetilalcanos. -Ramificados: presentes especialmente em insetos (cutícula) -Insaturados: especialmente em insetos (dienos principal/, enquanto os mono tb presentes em plantas) Hidrocarbonetos de cadeia longa -Poliinsaturados bem descritos em microalgas (18 a 38C, de 1 a 4 lig duplas). Ex em fitoplancton marinho comum: 3,6,9,12,15,18-heneicosa-hexaeno (C21) - Duplas cumuladas: origem estelar - Cíclicos: pouco comuns, o mais conhecido é o ectocarpeno H H (+)-dictyoptereno A odor de água do mar dictyoptereno C odor de peixe, salmão 175 o C rearranjo de Cope giffordeno, Giffordia mitchellae H. odor de mar/ alga dictyoptereno D, Ectocarpus siliculosus odor marinho, verde O ectocarpeno Introduction to Lipidomics: From Bacteria to Man, Claude Leray, CRC Press, 2012 Lipídeos complexos: mais de 1 tipo de ligação. Ex fosfatídeo � O ácido graxo esterifica as hidroxilas em C1 e C2; C3 é esterificado por um grupo fosfato. O P O− O− O H2C CH H2C OCR1 O O C O R2 phosphatidate Na maior parte dos glicerofosfolipídeos o fosfato aparece esterificado com outras moléculas, como serina, colina, etanolamina (conhecidos entao como lecitinas, componentes fundamentais das menbranas celulares), inositol (presentes no músculo cardíaco e participa na sinalização celular), e os ácidos graxos são, em geral, diferentes. O P O O− O H2C CH H2C OCR1 O O C O R2 X glycerophospholipid . O P O− O H2C CH H2C OCR1 O O C O R2 OH H OH H H OHH OH H O H OH phosphatidyl- inositol O P O O− O H2C CH H2C OCR1 O O C O R2 CH2 CH2 N CH3 CH3 CH3 + phosphatidylcholine Quando o grupo amino é esterificado com ácido graxo, forma-se uma ceramida. H2C H C OH CH N+ CH C CH2 CH3 H H3 OH ( )12 sphingosine Esfingolipídeos são lipídeos complexos oriundos da esfingosina, com uma longa cadeia de hc e um grupamento amino. H2C H C OH CH NH CH C CH2 CH3 H OH ( )12 C R O ceramide A esfingomielina, por sua vez, possui uma fosfocolina ou fosfoetanolamina. São constituintes importantes do cérebro e constitem a membrana plasmática. H2C H C O CH NH CH C CH2 CH3 H OH ( )12 C R O PO O O H2 C H2 CN+ CH3 H3C CH3 Sphingomyelin phosphocholine sphingosine fatty acid − . Cerebrosideos (membrana plasmática) cerebroside with β-galactose head group H2C H C CH NH CH C CH2 CH3 OH C R O OH O H H H OHH OH CH2OH H O H ( )12 . Cholesterol HO O colesterol, por sua vez, é um importante constituinte das membranas celulares dos animais, e ajuda a “desorganizar “o sistema facilitando a mobilidade (parte apolar junto ao ac graxo e OH polar para a água). Cholesterol in membrane Esterois tem uma estrutura anelar composta por 4 aneis fundidos: A B C D A juncao dos aneis ‘e geralmente trans-anti-trans- anti-trans. Grupos de metila axial em C-10 and C-13 H CH3 H H CH3 H ColesterolColesterol H3C HO H3C H H H HormoniosHormonios masculinosmasculinos AndrosteroneTestosterone O H OH H H3C H H H3C H3C H HH3C H O HO HormoniosHormonios masculinosmasculinos ((inferioresinferiores) e ) e femininosfemininos ((superioressuperiores)) . Progesterone Estrone H3C H HH3C H C=O H O CH3 O HO H H H H3C AndrosteroneTestosterone O H OH H H3C H H H3C H3C H HH3C H O HO AcidosAcidos dada bilebile • Sintetizados no figado e secretados no intestinocom a funcao de emulsificar as gorduras obtidas da dieta alimentar e auxiliar na digestao e absorcao. HO H H H H OH OH COOH VitaminaVitamina EE Four isoprene units, joined head-to-tail, beginning here and ending at the aromatic ring OH O Vitamin E ( αααα-Tocopherol) Saponificacao O CH2OCR CH2OCR'' R'COCH O O 1. NaOH, H2O 2. HCl, H2O CH2OH CH2OH HOCH RCOOH R'COOH R''COOH A triglyceride 1,2,3-Propanetriol (Glycerol, glycerin) + Fatty acids COO-Na+ • Saboes agem como agentes emulsificantes pois sua longa cadeia hidrofobica e insoluvel em ‘agua e se “ fecha” minimizando o contato com a agua, enquanto os grupos polares sao hidrofilicos. Dai forma-se a micela.
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