beta-oxidação

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Bioquímica Vinicius Augusto – Medicina UFRJ 
Beta-oxidação 
1. VISÃO GERAL 
A beta oxidação é o conjunto de reações que degrada ácidos 
graxos para geração de energia. O ácido graxo mais comum 
no organismo é o palmitato, cuja cadeia principal possui 16 
carbonos. Os AGs compõem os triacil gliceróis (TAGS), os 
quais estão localizados dentro das gotas lipídicas dos 
adipócitos. 
 
MOBILIZAÇÃO DE AG: 
 
Em situação de baixa glicemia, o glucagon é secretado e 
alcançará a membrana do adipócito, onde deflagará uma 
cascata de sinalização que resulta na ativação de PKA. Essa 
proteína cinase vai atuar tanto na fosforilação da enzima 
lipase hormônio sensível, quanto na alteraçao 
conformacional da perilipina, proteína que envolve a 
gotícula liípica. A Lipase hormônio sensível também é quem 
realizará a quebra do TAG em 1 glicerol + 3 AGs. 
Após a quebra, o AG (lembre que o ácido graxo é mto hidrofóbico) é liberado na corrente e sanguínea e utilizará a 
albumina sérica como carreador até as células do organismo. 
O palmitato (AG mais comum do organismo, com 16 carbonos) entra na célula e é conduzido até a mitocôndria, onde 
será oxidado para gerar energia. 
 
 
FASE PREPARATÓRIA DA BETA-OXIDAÇÃO 
 
Utilizando hepatócito e miócito como exemplo: 
 Entrada na mitocôndria: 
Para entrar na mitocôndria, o palmitato precisará ser ativado. Sua ativação se dá 
quando uma Coenzima A é adicionada à molécula. A enzima responsável por 
fazer essa adição é a acil-CoA sintase e o processo custa 2 ligações fosfato do 
ATP. Ao final dessa etapa, o palmitato é transformado em palmitoil-CoA. Como 
duas ligações de ATP foram quebradas, o que sobra dele é um AMP + PPi. 
O Palmitoil-CoA precisará sofrer outra reação para poder alcançar a matriz 
mitocondrial e finalmente ser oxidado. 
 Entrada na matriz mitocondrial: 
A reação necessária para tornar possível a entrada na matriz mitocondrial é a troca da CoA por uma carnitina, realizada 
pela enzima carnitina-acil transferase I. O processo não custa ATP e ao final dele temos a molécula palmitato-carnitina. 
A coenzima A retirada é devolvida ao citoplasma da célula para realizar um novo transporte e a palmitato-carnitina é 
quem vai, de fato, entrar na matriz mitocondrial. 
Seu transporte pela MMI é realizado por um translocador que faz um antiporte palmitato-carnitina/carnitina. Ou seja, a 
energia da saída de uma carnitina é usada para promover a entrada da palmitato-carnitina. 
 Voltando a ser palmitoil-Coa 
Antes da beta-oxidação ser iniciada, a palmitato-carnitina precisa voltar a ser palmitoil-CoA. Para isso, a enzima 
carnitina-acil transferase II realiza a reação inversa da ocorrida anteriormente. Isto é, ela remove a carnitina e adiciona 
uma CoA. Assim, a palmitato-carnitina passa a ser palmitoil-CoA, e a carnitina removida é liberada no citosol para realizar 
um novo transporte. 
Ácidos graxos com 12 carbonos 
ou menos conseguem passar 
pela MMI e não precisam passar 
pelos processos “entrada na 
matriz mitocondrial” e “voltando 
a ser palmitoil-CoA” 
 
Bioquímica Vinicius Augusto – Medicina UFRJ 
 
 
 
 
 
 
BETA-OXIDAÇÃO 
 
A beta-oxidação é composta por 4 reações, ao final das quais 2 carbonos serão removidos da cadeia. O processo sempre 
se dá na extremidade que está ligada à CoA. 
 
 1ª Reação: 
A enzima acil-Coa-desidrogenase retira um hidrogênio do carbono 2 e 
outro do carbono 3, os átomos são entregues a um FAD+, formando um 
FADH2, e entre os carbonos é criada uma ligação dupla. 
 
 2ª Reação: 
A enzima enoil-CoA-hidratase adiciona um H2O na molécula. O OH- 
entra em um carbono e o H+ entra em outro, desfazendo a ligação 
dupla. 
 
 3ª reação: 
A enzima L-beta-hidroxiacil-CoA retira dois hidrogênios do carbono que 
estava com a hidroxila e entrega-os para um NAD+. Com isso, forma-se 
um NADH + H+ e o carbono que uma ligação dupla é estabelecida entre 
o carbono e o oxigênio que ficou sozinho. 
 
 4ª reação: 
Uma enzima tiolase insere uma CoA na frente do carbono envolvido na 
reação anterior e a separação é concluída. 
 
 
Com isso, temos 2 ácidos graxos. Um com 14 carbonos, que passará por 
outras betas-oxidações, e um com 2. A molécula com 2 carbonos em 
questão, é o Acetil-CoA. 
 
 Em resumo: 
1º – oxidação mediada pelo FAD 
2º – hidratação 
3º – oxidação mediada pelo NAD+ 
4º – tiólise 
 
 Saldo: 
Como o palmitato é um AG com 16 carbonos, 7 betas-oxidações são necessárias para oxidá-lo totalmente, cujo saldo 
final é. 
- 1 ATP (utilizado na fase preparatória) 
- 8 acetil-CoA 
- 7 FADH2 
- 7 NADH + H+ 
 
DESTINO DOS PRODUTOS DA BETA-OXIDAÇÃO 
 
A coenzima A é uma molécula muito grande e, portanto, não atravessa a MMI. Por isso, há 2 
populações de CoA na célula: 1 no citoplasma e outra na matriz mitocondrial. 
 
Bioquímica Vinicius Augusto – Medicina UFRJ 
 FADS e NADHs: 
Vão para a cadeia respiratória produzir ATP 
 
 Acetil-CoA: 
O Acetil-CoA terá destino diferente no músculo e no fígado. 
 
 
No músculo: A célula muscular possui muito oxaloacetato livre mesmo em situação de glicemia baixa, pois ela não 
realiza gliconeogênese. Dessa maneira, o acetil-coa será todo destinado ao Ciclo de Krebs 
 
No fígado: em situação de baixa glicemia, o fígado realiza gliconeogênese cujo precursor pode ser o oxaloacetato. Em 
virtude disso, a concentração dessa molécula cai muito, impedindo a entrada do acetil-coa no ciclo de Krebs. Assim, o 
acetil-coa seguirá a via de síntese de corpos cetônicos. 
 
FORMAÇÃO DE CORPOS CETÔNICOS 
 
Corpos cetônicos são compostos hidrofílicos, que podem aparecer em 2 
tipos diferentes: acetoacetato e beta-hidroxibutirato. A acetona também é 
um composto envolvido nesse cenário, sendo fruto de uma descarboxilação 
espontânea do acetoacetato. 
Sua formação ocorre na mitocôndria da seguinte maneira: 
 
 1º Passo: 
A enzima tiolase junta 2 acetil-coa e remove um CoA-SH, formando um 
acetoacetil-CoA. 
 
 2º Passo: 
A enzima HMG-CoA junta mais um acetil-CoA à molecula acetoacetil-Coa e 
novamente remove mais um CoA-SH 
 
 3º Passo: 
A enzima HMG-CoA liase cliva o produto da reação anterior, formando um 
acetil-CoA e um acetoacetato 
 
 4º Passo 
O acetoacetato pode se descarboxilar espontaneamente formando uma 
acetona ou ser reduzido para formar um Beta-hidroxibutirato 
 
 
 
 
DESTINO DOS PRODUTOS DA FORMAÇÃO DE C. CETÔNICO 
 
Todos eles são lançados na corrente sanguínea após o processo. A acetona, por ser muito volátil, rapidamente é expelida, 
o que gera o hálito de diabético. Acetoacetato e beta-hidroxibutirato serão captados por tecidos dependentes de glicose 
como cérebro e miocardio, onde serão retornados à acetil-coa e introduzidos no ciclo de krebs.