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Lipídeos Os lipídeos são biomoléculas que exibem uma grande variedade estrutural. Moléculas como as gorduras e óleos, fosfolipídeos, esteróides e carotenóides, que diferem grandemente tanto em suas estruturas como em suas funções são considerados lipídeos. São compostos orgânicos heterogêneos pouco solúveis em água, mas solúveis em solventes não-polares. Alguns lipídeos estão combinados com outras classes de compostos, tais como proteínas (lipoproteínas) e carboidratos (glicolipídeos). Os lipídeos participam como componentes não-protéicos das membranas biológicas, precursores de compostos essenciais, agentes emulsificantes, isolantes, vitaminas (A, D, E, K), fonte e transporte de combustível metabólico, além de componentes de biossinalização intra e intercelulares. Características dos Lipídeos - Insolubilidade em água. - Principais formas de armazenamento de energia em muitos animais. - Fosfolipídeos e esteróis são os principais elementos estruturais das membranas biológicas. - São: cofatores enzimáticos, transportadores de elétrons, pigmentos fotossensíveis, chaperonas (dobramento de ptns de membrana), agentes emulsificante. • Principais funções dos lipídeos - Suprimento e reserva de energia para o organismo animal (tecido adiposo); - Proteção dos órgãos vitais (amortece impactos); - Camadas mais externas do corpo = isolantes térmicos; - Isolantes elétricos = rápida propagação de impulsos nervosos. • Constituintes das membranas celulares e mitocôndrias. Os lipídeos são freqüentemente classificados nos seguintes grupos: • Ácidos graxos e seus derivados • Triacilgliceróis. • Ceras • Fosfolipídeos (glicerofosfolipídeos e esfingosinas) • Esfingolipídeos (contêm moléculas do aminoálcool esfingosina) • Isoprenóides (moléculas formadas por unidades repetidas de isopreno, um hidrocarboneto ramificado de cinco carbonos) constituem os esteróides, vitaminas lipídicas e terpenos. Ácidos Graxos - São ácidos carboxílicos com cadeias hidrocarbonadas de comprimento variando de 4 a 36 carbono (C4 a C36). - Geralmente possuem número par de carbonos e cadeias não ramificadas. - Podem ser saturados ou insaturados (monoinsaturados ou poliinsaturados). Nomenclatura dos ácidos graxos Combustíveis de armazenamento A oxidação celular dos ácidos graxos a CO2 e H2O é altamente exergônica. Vantagens de se usar as gorduras como armazenamento de combustível: - os átomos de carbono dos ácidos graxos estão mais reduzidos do que os dos polissacarídeos como o glicogênio e o amido, liberando mais que o dobro de energia quando oxidados. - São hidrofóbicos, por isso não precisam carregar o peso extra da água da hidratação que está associada aos polissacarídeos de armazenamento (2g por grama de polissacarídeo). Propriedades físicas: - Determinados pelo comprimento e grau de insaturação da cadeia hidrocarbonada. - Cadeia hidrocarbonada apolar é responsável pela baixa solubilidade dos ácidos graxos na água. - Quanto mais longa a cadeia hidrocarbonada e quanto menos ligações duplas, mais baixa a solubilidade em água. Ponto de Fusão: - Influenciados pelo comprimento e grau de insaturação da cadeia hidrocarbonada. - Ácidos graxos insaturados tem ponto de fusão mais baixos que os saturados de mesmo comprimento de cadeia. ÓLEOS GORDURAS Líquida em temperatura ambiente (baixo ponto de fusão) Sólida em temperatura ambiente (alto ponto de fusão) Maioria origem vegetal Maioria origem animal Maioria insaturada Maioria saturada ÓLEOS E GORDURAS = ésteres de ácidos graxos Princípios de Bioquímica de Lehninger – David L. Nelson & Michael M. Cox Os triacilgliceróis são compostos essencialmente apolares, pois as regiões polares de seus precursores desapareceram na formação das ligações do tipo éster. Por isso constituem moléculas muito hidrofóbicas. São insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos, como o álcool, benzina, éter e clorofórmio. Os triacilgliceróis podem ser hidrolisados, liberando com isso ácidos graxos e glicerol. Se esta hidrólise é feita em meio alcalino, formam-se sais de ácidos graxos, os sabões, e o processo chamado de saponificação. Inclusive, sendo esse o processo de fabricação de sabão a partir de gordura animal, em um meio com NaOH ou KOH. Triacilglicerol Lipases: Enzimas que catalisam a hidrólise dos triacilglicerois armazenados nos adipócitos, liberando os ácidos graxos para serem transportados para os locais onde serão necessários como combustível. Os ácidos graxos que são liberados dos adipócitos são transportados pelo sangue ligados à albumina e são utilizados por tecidos como fonte energética. O cérebro e as hemácias não os utilizam como fonte energética, porque só utilizam glicose. Os triacilgliceróis vindos da dieta são hidrolisados por uma enzima diferente (lipase lipoproteica) e os produtos finais dessa hidrólise, glicerol e ácidos graxos, ficam disponíveis para as células. Lipídeos como reguladores da flutuabilidade em baleias e peixes mergulhadores: - Nas cachalotes os triglicerídeos presentes na cabeça são utilizados como compensadores para manter a flutuabilidade neutra durante o mergulho. - Nos tubarões, o fígado funciona como órgão compensador na flutuabilidade devido a grande presença de lipídeos. . Ceras As ceras são misturas complexas de lipídeos não-polares. Funcionam como reservas de energia e impermeabilizantes à água utilizados em revestimento de proteção em folhas, caules, frutos e na pele de animais. Os ésteres são compostos de ácidos graxos de cadeia longa e álcoois de cadeia longa como constituintes proeminentes da maioria das ceras. Exemplos bem conhecidos de ceras incluem a cera de carnaúba e a cera de abelha Bicamada Lipídica: Fosfolipídeos Cabeça Polar + Cauda Apolar= anfipática Mosaico Fluido - Orientação das proteínas inseridas na bicamada é assimétrica. - Maioria das interações entre seus componentes não é covalente. - Moléculas proteicas e lipídicas se movimentam no plano da membrana Forma gel e fluida dos fosfolipídeos da bicamada Efeito da temperatura na fluidez da membrana Principais componentes da membrana em diferentes organismos Composição lipídica Lipídeos de Membrana ESFINGOLIPÍDEOS Não contém glicerol, mas tem como base o aminoálcool esfingosina. São sítios de reconhecimento biológico. CH3 (CH2)12 CH = CH CHOH CH = NH2 CH2 OH Esfingosina ( )16 OH OH NH ( )12 O Uma ceramida existem em plantas e animais Princípios de Bioquímica de Lehninger – David L. Nelson & Michael M. Cox Esteróis Colesterol: Proteínas de Membrana Proteínas integrais: são firmemente associadas à bicamada Proteínas periféricas: ligadas por ligações eletrostáticas e pontes de hidrogênio Proteínas anfitrópicas: associação reversível com a membrana contendo sítios de ligação
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