Buscar

Oxidação de ácidos graxos

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 11 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 11 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 9, do total de 11 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS
A oxidação de ácidos graxos ocorrem em 3 etapas:
1ª Etapa: É a etapa da β-oxidação, a qual os ácidos graxos sofrem remoção oxidativa de sucessivas unidades de dois carbonos em forma de acetil-CoA, começando pela extremidade carboxílica da cadeia acil-graxo. 
Exemplo: o ácido palmítico de 16 carbonos (palmitato em pH 7) passa sete vezes pela sequência oxidativa, perdendo dois carbonos como acetil-CoA em cada passagem. Ao final de sete ciclos, os dois últimos carbonos do palmitato (originalmente C-15 e C-16) permanecem como acetil-CoA. O resultado global é
a conversão da cadeia de 16 carbonos do palmitato em oito grupos acetil de dois carbonos das moléculas de acetil-CoA. A formação de cada acetil-CoA requer a remoção de quatro átomos de hidrogênio (dois pares de elétrons e quatro H1) da porção acil-graxo pelas desidrogenases.
2º Etapa: Nessa etapa, os grupos acetil da acetil-CoA são oxidados a CO2 no ciclo do ácido cítrico, que também ocorre na matriz mitocondrial. A acetil--CoA derivada dos ácidos graxos então entra em uma via de oxidação final comum com a acetil-CoA derivada da glicose precedente da glicólise e da oxidação do piruvato. As duas primeiras etapas da oxidação dos ácidos graxos produzem os transportadores de elétrons reduzidos NADH e FADH 2.
3º Etapa: Nessa etapa, os elétrons derivados das etapas 1 e 2 são doados para a cadeia respiratória mitocondrial, por meio da qual os elétrons passam para o oxigênio com a fosforilação concomitante de ADP a ATP. A energia liberada pela oxidação dos ácidos graxos é, portanto, conservada como ATP. 
A β-oxidação de ácidos graxos saturados tem quatro
passos básicos:
A primeira etapa de oxidação ácidos graxos é constituída por 4 reações catalisadas por enzimas. 
Na imagem abaixo, pode ser visualizada a via de β-oxidação, onde em (a) em cada passagem por essa sequência de quatro passos, um resíduo acetil (sombreado em cor salmão) é removido na forma de acetil-CoA da extremidade carboxílica da cadeia acil graxo – cujo exemplo, o palmitato (C16), entra como palmitoil-CoA; e em (b) mais seis passagens pela via produzem mais sete moléculas de acetil-CoA, a sétima vinda dos dois últimos átomos de carbono da cadeia de 16 carbonos. Oito moléculas de acetil-CoA são formadas no total.
1º Passo: É catalisado por 3 isoenzimas da acetil-CoA desidrogenase, onde cada uma é específica para uma série de comprimentos de cadeia acil-graxo: acil-CoA desidrogenase de cadeia muito longa (VLCD), que atua em ácidos graxos de cadeias de 12-18C; de cadeia média (MCAD), que atua em ácidos graxos de cadeia de 4-14C; e de cadeia curta (SCAD), que atua em ácidos graxos de 4-8C.
Essas 3 isoproteínas são flavoproteínas com FAD como grupo prostético, onde os elétrons removidos da acetil-CoA graxos são transferidos para o FAD e a forma reduzida da desidrogenase imediatamente doa seus elétrons a um transportador de elétrons da cadeia respiratória mitocondrial, a flavoproteína de transferência de elétrons (ETF). A oxidação catalisada por uma acil-CoA desidrogenase é análoga à desidrogenação do succinato no ciclo do ácido
cítrico; em ambas as reações, a enzima está ligada à membrana interna, uma ligação dupla é introduzida em um ácido carboxílico entre os carbonos a e b, FAD é o aceptor de elétrons, e os elétrons das reações por fim entram na cadeia respiratória e passam para o O2, com a síntese concomitante de cerca de 1,5 moléculas de ATP por par de elétrons.
2º Passo: água é adicionada à ligação dupla da trans-D2-enoilCoA para formar o estereoisômero L da b-hidroxiacil-CoA (3-hidroxiacil-CoA). Essa reação, catalisada pela enoil-CoA hidratase, é análoga à reação da fumarase no ciclo
do ácido cítrico, no qual H2O é adicionada a uma ligação dupla a-b.
3º Passo: A L-b-hidroxiacil-CoA é desidrogenada para formar b-cetoacil-CoA, pela ação da b-hidroxiacil-CoA desidrogenase; cujo NAD1 é o aceptor de elétrons. Essa enzima é específica para o estereisômero L da hidroxiacil-CoA. O NADH formado na reação doa seus elétrons para a NADH-desidrogenase, um transportador de elétrons da cadeia respiratória, e ATP é formado a partir de ADP à medida que os elétrons passam para o O2. A reação catalisada pela b-hidroxiacil-CoA desidrogenase é análoga à reação da malato-desidrogenase do ciclo do ácido cítrico.
4º Passo: É catalisado pela acil-CoA-acetiltransferase, geralmente chamada de tiolase, que promove a reação de b-cetoacil-CoA com uma molécula de coenzima A livre para separar o fragmento de dois carbonos da extremidade carboxílica do ácido graxo original como acetil-CoA. O outro produto é o tioéster de coenzima A do ácido graxo, agora encurtado em dois átomos de carbono. Essa reação é chamada de tiólise, por analogia ao processo de hidrólise, já que a b-cetoacil-CoA é clivada pela reação com o grupo tiol da coenzima A. A reação da tiolase é o reverso da condensação de Claisen.
As 3 ultimas etapas dessa sequência de 4 passos são catalisadas por 2 conjuntos de enzimas que irão depender do comprimento de cadeia do acil-graxo. Para cadeias de 12 a mais carbonos usa-se a proteína Trifuncional (TFP) associada a membrana interna da mitocôndria, a qual cada subunidade α possui as atividades de enoil-CoA-hidratase e β-hidroxiacil-CoA-desidrogense; já as subunidades β possuem a atividade de Tiolase. A associação dessas três enzimas pode permitir uma canalização eficiente do substrato de um sítio ativo para outro, sem a difusão dos intermediários para longe da superfície enzimática. Quando a TFP tiver encurtado a cadeia acil-graxo para 12C ou menos, as próximas oxidações são catalisadas por um conjunto de quatro enzimas solúveis na matriz.
Produção de acetil-CoA e ATP
Na produção de acetil-CoA e ATP, os 4 passos da β-oxidação são repetidos. E isso ocorre da seguinte forma: durante a sequência dos 4 passos supracitados, são removidos da acetil-CoA graxo de cadeia longa 1 molécula de acetil-CoA, 2 pares de elétrons e 4 prótons de H+, deixando-a com 2 átomos de carbono. Seguindo a remoção de uma unidade de acetil-CoA da palmitoil-CoA, o tioéster de coenzima A do ácido graxo encurtado (agora o miristato, com 14C) permanece. A miristoil-CoA pode agora passar por outro conjunto de quatro reações da β-oxidação, exatamente análogo ao primeiro, para produzir outra molécula de acetil-CoA e lauroil-CoA, o tioéster de coenzima A do laurato de 12C. Ao todo, 7 passagens pela sequência da β-oxidação são necessárias para oxidar 1 molécula de palmitoil-CoA em 8 moléculas de acetil-CoA.
Cada molécula de FADH 2 formada durante a oxidação do ácido graxo doa 1 par de elétrons para a ETF da cadeia respiratória, e cerca de 1,5 molécula de ATP são geradas durante a transferência de cada par de elétrons para o O2.
Do mesmo modo, cada molécula de NADH formada doa 1 par de elétrons para a NADH-desidrogenase mitocondrial, e a transferência subsequente de cada par de elétrons para o O 2 resulta na formação de aproximadamente 2,5 moléculas de ATP. Assim, 4 moléculas de ATP são formadas para cada unidade de dois carbonos removida em uma passagem pela sequência. A água também é produzida nesse processo pela transferência de elétrons do NADH ou FADH 2 para o O2 produz que produz uma H2O por par de elétrons.
A redução do O2 pelo NADH também consome um H1 por molécula de NADH.
A sequência de reações conservadas para introduir uma função carbonil no carbono βe formar uma carboxila. A via de β-oxidação para formar acil-CoA graxo, a via de succinato a oxaloacetato no ciclo do ácido cítrico, e a via pelo qual os esqueletos de carbonos desaminados da isoleucina, leucina e valina são oxidados como combustíveis usam as mesmas sequências de reações.
COMO A OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS TRABALHA EM ANIMAIS?
Em animais hibernantes, a oxidação de ácidos graxos fornece energia metabólica, calor e água – todos essenciais para a sobrevivência de um animal que não come nem bebe por longos períodos. 
Os camelos obtêm água para suplementar o escasso suprimento disponível no seu ambientenatural pela oxidação de gorduras armazenadas em suas corcovas.
CASO CLÍNICO: COMO URSOS GORDOS FAZEM β-OXIDAÇÃO DURANTE O SONO?
Durante a hibernação, muitos animais dependem da gordura armazenada pra obter energia nesse processo, em períodos migratórios e em situações onde ocorrem ajustes metabólicos radicais.
Nos ursos-pardos, há a o estado de dormência por cerca de 7 meses, mantendo sua temperatura entre 32 e 35 graus celcius, próxima ao nível normal (não hibernardo), diferente de outros animais hibernantes. Eles não comem, nem dormem, urinam ou defecam por meses seguidos. Sendo assim, eles utilizam da gordura corporal como seu único combustível.
A oxidação das gorduras produz energia suficiente para manter a temperatura corporal, a síntese ativa de aminoácidos e proteínas e outras atividades que requerem energia, como o transporte de membrana. A oxidação das gorduras também libera grandes quantidades de água que repõem a água perdida na respiração. O glicerol liberado pela degradação dos triacilgliceróis é convertido em glicose sanguínea pela gliconeogênese. A
ureia formada durante a degradação de aminoácidos é reabsorvida nos rins e reciclada, os grupos aminos são reutilizados para produzir novos aminoácidos para manter as proteínas corporais.
Os ursos armazenam uma enorme quantidade de gordura corporal quando em preparação para o seu longo sono. Um urso-pardo adulto consome cerca de 38.000 kJ/ dia durante o final da primavera e o verão, mas à medida
que o inverno se aproxima ele come durante 20 horas por dia, consumindo até 84.000 kJ por dia. Essa mudança na alimentação é uma resposta a uma mudança sazonal na secreção de hormônios. Grandes quantidades de triacilgliceróis são formadas a partir da grande ingestão de carboidratos durante o período de engorda. Outras espécies hibernantes, incluindo o minúsculo arganaz (camundongo silvestre), também acumulam grandes quantidades de gordura corporal.
OXIDAÇÃO EM ÁCIDOS GRAXOS INSATURADOS:
Precisa de 2 reações adicionais haja vista que as ligações duplas estão na configuração cis e não podem sofrer a ação da enoil-CoA hidratase, a enzima que catalisa a adição de H2O às ligações duplas trans da
D2-enoil-CoA gerada durante a β-oxidação. Sendo assim, as 2 enzimas auxiliares necessárias para a β-oxidação em ácidos graxos insaturados são: uma isomerase e uma redutase
ENZIMA ISOMERASE:No primeiro passo de oxidação, o oleato é convertido a oleoil-CoA e, como os ácidos graxos saturados, entra na matriz mitocondrial pelo ciclo da carnitina. A oleoil-CoA então passa 3 vezes pelo ciclo de oxidação dos ácidos graxos para produzir 3 moléculas de acetil-CoA e o éster de coenzima A de um ácido graxo insaturado de 12 átomos de carbono D3, a cis-D3-dodecenoil-CoA. Esse produto não pode servir de substrato para a enoil-CoA-hidratase, que atua apenas em ligações duplas trans, a enzima auxiliar D3, D2-enoil-CoA-isomerase por sua vez isomeriza a cis-D3-enoil-CoA a trans-D2-enoil-CoA, que é convertida pela enoil-CoA-hidratase à L-β-hidroxiacil-CoA correspondente (trans-D2-dodecenoil-CoA). Esse intermediário então sofre a ação das enzimas restantes da β-oxidação para produzir acetil-CoA e o éster de coenzima A de um ácido graxo saturado de 10 C, o decanoil-CoA. Esse último sofre quatro passagens pela via de β-oxidação para produzir mais cinco moléculas de acetil-CoA. No total, nove acetil-CoA são produzidas a partir de uma molécula de oleato de 18C. Esse processo pode ser visualizado na imagem abaixo.
Oxidação de um ácido graxo monoinsaturado. O ácido oleico, como oleoil-CoA (D9), é o exemplo utilizado aqui. A oxidação requer uma enzima adicional, enoil-CoA-isomerase, para reposicionar a ligação dupla, convertendo o isômero cis em um isômero trans, um intermediário normal na b-oxidação.
ENZIMA REDUTASE: É necessária para a oxidação de ácidos graxos poli-insaturados – por exemplo, o linoleato de 18C, que tem configuração
cis-D9, cis-D12. A linoleoil-CoA sofre 3 passagens pela sequência de β-oxidação para produzir 3 moléculas de acetil-CoA e o éster de coenzima A de um ácido graxo insaturado de 12C com uma configuração cis-D3,cis-D6. Esse intermediário não pode ser utilizado pelas enzimas da via da β-oxidação; suas ligações duplas estão na posição errada e possuem uma configuração errada (cis, não trans). Entretanto, a ação combinada da enoil-CoA-isomerase e da 2,4-dienoil-CoA-redutase, permite a reentrada desse intermediário na via da β-oxidação e a sua degradação a 6 acetil-CoA. O
resultado global é a conversão de linoleato a nove moléculas de acetil-CoA. Esse processo pode ser visualizado na imagem abaixo:
Oxidação de um ácido graxo poli-insaturado. O exemplo aqui é o ácido linoleico, como linoleoil-CoA (D9,12). A oxidação requer uma segunda enzima auxiliar além da enoil-CoA-isomerase: a 2,4-dienoil-CoA-redutase dependente de NADPH. A ação combinada dessas duas enzimas converte um intermediário trans-D2,cis-D4-dienoil-CoA ao substrato trans-D2-enoil-CoA necessário para a β-oxidação.
OXIDAÇÃO COMPLETA EM ÁCIDOS GRAXOS DE NÚMERO ÍMPAR: Necessita de 3 reações extras. 
Os ácidos graxos com um número ímpar de carbonos são comuns nos lipídeos de muitas plantas e de alguns organismos marinhos. O gado e outros animais ruminantes formam grandes quantidades de propionato, de 3 carbonos (CH3¬CH2¬COO2), durante a fermentação dos carboidratos no rúmen. O propionato é absorvido pelo sangue e oxidado pelo fígado e outros tecidos. Pequenas quantidades de propionato são adicionadas como um inibidor de mofo em alguns pães e cereais, entrando assim na dieta humana.
Ácidos graxos de cadeia longa de número ímpar são oxidados na mesma via que os ácidos de número par, iniciando na extremidade carboxil da cadeia. Entretanto, o substrato para a última passagem pela sequência de β-oxidação é um acil-CoA graxo com um ácido graxo de cinco carbonos.
Quando é oxidado e clivado, os produtos são acetil-CoA e propionil-CoA. A acetil-CoA pode ser oxidada no ciclo do ácido cítrico, mas a propionil-CoA entra em uma via diferente, contendo 3 enzimas. A propionil-CoA é primeiro carboxilada para formar o estereoisômero D da metilmalonil-CoA pela propionil-CoA-carboxilase, que contém biotina como cofator. Nessa reação enzimática, como na reação da piruvato-carboxilase, o CO2 (ou seu íon hidratado, HCO-3) é ativado pela ligação à biotina antes de sua transferência para o substrato, nesse caso a porção propionato. A formação do intermediário carboxibiotina requer energia, que é fornecida pelo ATP. A D-metilmalonil-CoA assim formada é enzimaticamente epimerizada ao seu estereoisômero L pela metilmalonil-CoA-epimerase . A L-metilmalonil-CoA então sofre um rearranjo intramolecular para formar succinil-CoA, que pode entrar no ciclo do ácido cítrico. Esse rearranjo é catalisado pela metilmalonil-CoA-mutase, que requer como coenzima 59 desoxiadenosilcobalamina, ou coenzima B12, que é derivada da vitamina B12 (cobalamina). Esse processo pode ser visualizado na imagem abaixo:
Oxidação da propionil-CoA produzida pela β-oxidação de ácidos graxos de número ímpar. A sequência envolve a carboxilação do propionil-CoA em D-metilmalonil-CoA e a conversão desse último em succinil-CoA. Esta conversão requer a epimerização de D- a L-metilmalonil-CoA, seguida por uma reação notável na qual os substituintes em átomos de carbono adjacentes trocam de posição.

Outros materiais