Metabolismo de Ácidos graxos e Proteínas

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Metabolismo de Ácidos 
Graxos
Prof Morgana Moretti
Mobilização dos depósitos de gordura e oxidação de ácidos 
graxos
Os ácidos graxos armazenados na forma de triacilgliceróis no tecido 
adiposo servem como principal reserva energética do organismo
Os triacilgliceróis são uma fonte energética altamente eficiente, 
muito reduzidos
Adipócito (gota de 
triacilgliceróis)
Digestão e absorção de lipídeos
Mobilização de triacilglicerol do tecido adiposo
Ação da lipase hormônio sensível (LHS)
1- Glucagon se liga ao receptor
2- Estimula a adenilato ciclase formando
cAMP
3- cAMP estimula a PKA que fosforila a LHS
4- LHS hidrolisa os TGs em AG livres
5- Os AG deixam o tecido adiposo
6- Entram nos tecidos
7- Os AG são oxidados e produzem energia
95% da energia dos TAG está 
nas 3 cadeias de AG
(Beta-oxidação na matriz 
mitocondrial)
5% fornecida pela porção 
glicerol
Entrada de glicerol na via glicolítica
fosforilação
oxidação
isomerização
Ativação de um ácido graxo
Consumo de duas ligações 
ricas em energia = 2ATP
Membrana mitocondrial externa
Acil-CoA sintetases catalisam a formação de uma Acil graxo-CoA, 
através da clivagem do ATP em AMP e Ppi.
Ácido graxo + CoA + ATP → Acil-graxo CoA + AMP + PPi 
Necessitam ligar-se à carnitina para atravessar a membrana
mitocondrial interna
Carnitina 
Transfere ácidos graxos 
de cadeia longa para o 
interior da mitocôndria
Fontes de carnitina
Dieta (carnes)
Síntese endógena 
(fígado)
Transporte dos ácidos graxos de cadeia longa para a 
mitocôndria
Transporte dos ácidos graxos de cadeia longa para a 
mitocôndria
Ácidos graxos com menos de 12 
carbonos podem atravessar a membrana 
interna da mitocôndria sem necessitar de 
transportador
No interior da 
mitocôndria são 
ativados em seus 
derivados CoA e 
são oxidados
ß-Oxidação de ácidos graxos de 
número par de átomos de 
Carbono
Os carbonos dos ácidos graxos são 
convertidos em acetilCoA e 
durante este processo ocorre a 
formação de NADH e FADH2
Estágios da oxidação dos ácidos graxos
Quatro reações
1- Acil-CoA desidrogenase
(oxidação - formação de FADH2)
2- Enoil-CoA hidratase (hidratação)
3- β-hidroxiacil-CoA desidrogenase
(oxidação – formação de NADH)
4- Acil-CoA acetiltransferase (tiolase) 
(clivagem – formação de acetil-CoA)
Oxidação dos ácidos graxos
Para os ácidos graxos com 
número par de carbonos essas 
etapas são repetidas
(n/2)-1 
Cada ciclo produz: 
1 acetil-CoA
1 NADH
1 FADH2
Oxidação dos ácidos graxos
Calcule o balanço energético da oxidação do ácido palmítico 
(16C), lembrando que:
• 1 NADH = 2,5 ATPs
• 1FADH2 = 1,5 ATPs
• 1 Acetil CoA = 10 ATPs (ciclo de Krebs)
Quantos ATP são produzidos???
Qual é o ganho líquido?
Oxidação do ácido palmítico
Energia produzida:
Cada ciclo produz: 
1 Acetil-CoA (10 ATPs)
1 NADH (2,5 ATPs)
1 FADH2 (1,5 ATPs)
Oxidação de 1 molécula de ácido 
palmítico (C16) até CO2 e H2O produz 
(7 ciclos) 
108 ATPs
Ácido palmítico
8 Acetil-CoA 
7 NADH 
7 FADH2
Oxidação do ácido palmítico
Ganho líquido: 106 ATPs
Destino do propionil-CoA 
produzido pela ß-Oxidação de 
um ácido graxo de número 
ímpar de átomos de carbono. 
Comuns em plantas e 
organismos marinhos. São as 
mesmas 4 reações porém o 
produto final é uma molécula 
de 3 carbonos – Propionil-CoA
Oxidação dos ácidos graxos
Carboxilação
Epimerização
Mutação
Ciclo de Krebs
Carboxilação da acetil-CoA catalisada 
pela acetil-CoA carboxilase (coenzima 
Biotina)
Síntese de ácidos graxos
Transferência de grupo acetil da
mitocôndria para o citosol na forma
de citrato → Quando existe uma alta
[citrato] mitocondrial
Síntese de ácidos graxos
CO2
NADP+
NADPH + H-
NADP+
NADPH + H-
H2O
Acil graxo-CoA
com 2 C a menos
Acetil CoA
Acil graxo-CoA Malonil CoA
Acil graxo-CoA
com 2 C a mais
Malonil-CoA inibe a carnitina aciltransferase I
ACC = Acetil CoA carboxilase: enzima participante na sínte de AG
Regulação da síntese e da degradação de ácidos graxos
Corpos cetônicos
Acetil-CoA Oxidação fígado
Síntese de corpos cetônicos
Síntese de corpos cetônicos
Catabolismo de aminoácidos
Carbono : quiral, exceto na glicina (R=H)
Aminoácido: Estrutura química geral
Em animais, os aminoácidos sofrem degradação oxidativa em três 
diferentes condições metabólicas:
Síntese e degradação
normais de proteínas
celulares Dieta rica em proteínas
Durante o jejum, ou no 
diabetes melito
Catabolismo de aminoácidos
Grupos amino
e o esqueleto 
carbônico entram 
em 
vias separadas
Catabolismo de aminoácidos
Transaminações:
Todos aminoácidos doam seu 
grupamento amino para o -
cetoglutarato, produzindo 
glutamato e os -cetoácidos
correspondentes
1
Desaminação oxidativa:
O glutamato é desaminado no interior da 
mitocôndria produzindo amônia e 
regenerando -cetoglutarato 
2
Síntese da Uréia:
Em uma via cíclica dependente 
de ATP e aspartato e 
compartilhada por dois 
compartimentos celulares a 
ureia é sintetizada
3
Catabolismo de aminoácidos no fígado
Ocorrem no fígado
N
+
O
O
H
R
H
H
H
O
O
O
O
O
O
O
R
O
-cetoglutarato
N
+
H
H
H
O
O
O
O
glutamato
aminoácido -cetoácido
Piridoxal
fosfato
aminotransferase
Em muitas aminotransferases o
a-cetoglutarato é o aceptor do
grupamento amino do
aminoácido.
 -cetoglutarato + grupo amino
= glutamato
Todas aminotransferases tem o
piridoxal fosfato como cofator
Reação totalmente reversível
(glutamato – grupo amino = -
cetoglutarato
Transaminação
Citosol das células hepáticas
• Vai para a mitocôndria e liberara amônia
• Doa grupo amino para síntese de outros 
aminoácidos
O fígado centraliza a desaminação oxidativa do glutamato e a 
produção de amônia
Desaminação oxidativa
Mitocôndrias das células hepáticas
Enzima da matriz mitocondrial
amônia
N
+
H
H
H
H
N
+
O
O
H
R
H
H
H
aminoácido
O
O
O
O
O
N
+
H
H
H
O
O
O
O
-cetoglutarato glutamato
O
O
R
O
-cetoácido
Íon amônio
N
H
H
N
+
H
H
H
O
O
O
glutamina
Proteínas 
IntracelularesProteínas 
da dieta
N
+
H
H
H
O
O
alanina
O
O
O
piruvato
Músculo
Músculo e
outros tecidos
Uréia ou 
ác. úrico
Fígado
-cetoglutarato
transaminação
Desaminação 
oxidativa
Catabolismo dos grupos amino
Ciclo da glicose-alanina
No músculo, o glutamato pode ser
convertido em glutamina para
transporte ao fígado ou pode
transferir seu grupo alfa-amino para o
piruvato, um produto da glicólise
muscular.
A alanina assim produzida passa para
o sangue e segue para o figado. No
citosol dos hepatócitos o grupo amino
da alanina é transferido para o alfa-
cetoglutarato, formando piruvato e
glutamato.
O glutamato pode então entrar na
mitocrondria, onde a reação da
glutamato-desidrogenase libera NH4+.
Hans Krebs- 1932 
principal forma de eliminação dos 
grupo amino oriundos dos 
aminoácidos 
90%
Ciclo da ureia
Glutamato 
desidrogenase
glutamato
NH4
+
2 ATP
2 ADP + Pi
-cetoglutaratoHCO3-
Aminotransferases
Carbamoil fosfato
N
O
H
H
O P O
O
O
glutamato
N
+
O
O
O
O
O
O O
O
O
aminoácidos
N
+
O
O
R
H
H
H
-cetoácidosO
O
R
O
Carbamoil 
fosfato sintase I
Matriz
Citosol
NAD(P)+
NAD(P)H
M
it
o
cô
n
d
ri
a
-cetoglutarato
O
O O
O
O
Ciclo da ureia
O
O
N
+
N
+
H
H
H
H
H
Hornitina
N
H
H
N
+
O
O
N
+
H
H
H
N
H
HHarginina
O
O
O
O
fumarato
N
N
+
O
O
N
+
H
H
H
N
H
HH
O
O
OO
argininosuccinato
O
OH
OH
O
O
N
N
N
N
N
N
H
H
O
O
O
N
+
H
H
H
N
H
PO
O
citrulil-AMP
N
O
H
H
O P O
O
O
Carbamoil fosfato O P O
O
O
ornitina
citrulina
ATP
PPi
N N
O
H
H
H
H
uréia
H2O Ciclo da
Uréia
AMP
O
O O
O
N H
H
aspartato
MatrizCitoplasma
N
H
H
O
O
O
N
+
H
H
H
N
H
citrulina
Interação entre ciclo da ureia e ciclo de Krebs
Refeição protéica = alta
produção de uréia
Jejum prolongado = alta
produção de uréia
Fluxo do nitrogênio varia com 
a dieta
Regulação do ciclo da ureia
Regulação alostérica da 
carbamoil fosfato sintetase
Catabolismo das cadeias de carbono
Questões
1. De maneira geral, o que ocorre na ß-oxidação de ácidos graxos? Quais são 
seus produtos?
2. Qual é a função da enzima lipase hormônio sensível?
3. Qual é a função dos quilomícrons?
4. Qual é o papel do glucagon na oxidação de ácidos graxos. Descreva a via de 
sinalização ativada pelo glucagon para que ocorra a mobilização de ácidos 
graxos.
5. Em qual compartimento celular ocorre a ß-oxidação de ácidos graxos?
6. Como ocorre a ativação de um ácido graxo?
7. Qual é o papel da carnitina no metabolismo de ácidos graxos?
8. Quais as 4 etapas na ß-Oxidação de ácidos graxos de número par de átomos 
de Carbono?
9. Quais as diferenças na ß-Oxidação de ácidos graxos de número par e ímpar de 
átomos de carbono?
10. Como o metabolismo dos ácidos graxos é regulado?
11. O que são corpos cetônicos, quando são produzidos e qual a sua função?
12. Quais os precursores para a síntese de corpos cetônicos?
13. Por que no diabetes há um aumento na produção de corpos cetônicos?
14. Calcule o balanço energético da oxidação de um ácido graxo com 20 carbonos.
Questões
1. O que são aminoácidos glicogênicos e cetogênicos?
2. Qual é a função do glutamato e da glutamina no metabolismo de 
aminoácidos?
3. O que é o ciclo da glicose-alanina? Qual é a sua função?
4. O que ocorre nas reações de transaminação e desaminação oxidativa?
5. Qual é a função do ciclo da uréia?
6. Em qual órgão ocorre o ciclo da uréia?
7. Em quais compartimentos celulares ocorre o ciclo da uréia?
8. Como ocorre a regulação da glutamato desidrogenase?
9. Como ficaria a velocidade do ciclo da uréia no jejum ou após alimentação rica 
em proteínas?