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Lipídeos e proteínas Os lipídios são insolúveis em água (solvente polar) e são solúveis em solventes apolares. Eles interagem entre si por meio das forças de Van der Waals. Tipos de lipídeos Ácidos graxos – são moléculas de hidrocarbonetos não ramificados de cadeia longa com radical de ácido carboxílico (OH – C =O ou COOH) numa extremidade. Os ácidos graxos que não contêm ligações duplas carbono-carbono são denominadas ácidos graxos saturados. Aqueles que contêm ligações duplas são os insaturados. Na nomenclatura, primeiro é designado o número de átomos de carbono, seguido do número de sítios de instauração. Por exemplo, o ácido palmítico é um ácido graxo de 16 carbonos com nenhuma insaturação, logo, é designado por 16:0. Quanto maior o número de carbonos no ácido graxo, maior o seu ponto de fusão. No entanto, quanto maior o número de pontos de insaturação (ligações duplas), menor o ponto de fusão e mais ele tende a ser líquido. Observação: os ácidos graxos têm, em sua maioria, formação cis, o que faz com que eles tenham "dobras" na sua forma. Apesar de também ter trans (que não dobra). O termo ômega refere-se à extremidade mais distante do átomo de carbono do grupo do ácido carboxílico (-COOH). Por exemplo: no ácido graxo ômega-3 a posição do primeiro local de insaturação (ligação dupla carbono-carbono) está entre o terceiro e o quarto átomos de carbono, a partir da extremidade ômega. Glicerídeos são ésteres de glicerol e, dentre eles, temos o triglicerídeo que é a nossa principal forma de armazenamento de energia. Outros exemplos são os esteroides (colesterol, anabolizantes, alguns anti-inflamatórios), ácidos biliares (detergentes biológicos) e gorduras trans. O colesterol é precursor de outros esteroides de origem animal e está associado a rigidez das artérias. Além disso, reveste as artérias e levam à formação de placas que resultam em aumento da pressão sanguínea e formação de coágulos. Aminoácidos Os AA são compostos amina + ácido carboxílico. Observação: os AA não essenciais são os sintetizados pelo próprio organismo. • L-aminoácido – o grupo amino (NH2) está no lado esquerdo da cadeia (a maioria está nesse formato) • D-aminoácido – grupo amino (NH2) está no lado direito da cadeia. PROTEÍNAS As proteínas são polímeros de AA e é o componente celular mais abundante do organismo humano e possui diversas formas e funções, assim como estrutural, armazenamento, receptor de hormônios, sistema de defesa e atividade enzimática. A ligação peptídica é uma dupla ligação parcial (características de ligações duplas e simples), rígida e planar (impede a rotação livre do carbono e nitrogênio). Além disso, ela não pode ser rompida por desnaturantes, somente por ácidos ou bases fortes. Sua ligação será sempre trans, sem carga, mas polar. As proteínas são formadas por uma ou mais cadeia polipeptídicas, contendo todos os 20 aminoácidos. Estrutura secundária Hélice α – tem uma estrutura helicoidal com esqueleto polipeptídico central espiral e cadeias laterais para fora, além de pontes de hidrogênio intracadeia. Observação: a prolina, AA com cadeias laterais volumosas e AA carregados quebram a hélice α. Folha β – é um aspecto pregueado que ocorre por duas ou mais cadeias peptídicas com pontes de hidrogênio entre elas (inter e intracadeias). Ela pode ser antiparalela ou paralela. Curvatura β – reverte a direção de uma cadeia polipeptídica, geralmente composta por 4 AA (geralmente prolina e glicina). A não repetitiva é uma estrutura menos regular, não aleatória como alça ou espiral. Estrutura TERCIÁRIA A estrutura terciária acontece por ligações covalentes de ponte dissulfeto – ligação entre dois resíduos de cisteína por oxidação. Geralmente ocorre em proteínas excretadas (insulina) e raras em intracelulares. E ligações não covalentes e mais comuns: • Pontes de hidrogênio – aumento da solubilidade entre as cadeias laterais dos AA. • Interações hidrofóbicas – estão localizadas no interior da molécula polipeptídica ou com carga ou polares. • Ligações iônicas – ocorre entre grupos com cargas opostas. Chaperonas são proteínas especializadas que auxiliam no dobramento proteico. Uma falha nesse processo gera acúmulo. Catabolismo do aminoácido Todos os nitrogênios dos aminoácidos são transferidos até que sejam transformados em glutamato. No músculo, os AA são transformados em glutamina. Por fim, esse nitrogênio em formato de amônia é eliminado pela urina em forma de uréia. Observação: tanto glutamato como glutamina são transportadores de nitrogênio. O ciclo da ureia irá ocorrer dentro da mitocôndria, com o intuito de eliminar a ureia – metabólito final do catabolismo do AA. • No albinismo temos um defeito na síntese de melanina por causa da melanina, o que gera falta de pigmentação. • A alcaptonúria ocorre pela degradação da tirosina, o que gera urina escura (artrite). • Arginemia ocorre por uma alteração na síntese da ureia, o que gera deficiência intelectual. • A fenilcetonúria ocorre um problema na conversão da fenilalanina em tirosina, o que gera vômitos no período neonatal e retardo mental (detectada no teste do pézinho). Catabolismo E Anabolismo Catabolismo de lipídeos O ácido graxo é a molécula que junto com o glicerol forma os triacilgliceróis (TAG = 3 ácidos graxos + 1 glicerol). A reação de oxidação/redução envolve a transferência de elétrons entre os reagentes, sendo o doador de elétrons quem se oxida e o receptor de elétrons quem se reduz. A oxidação de ácidos graxos consiste na liberação da energia dos ácidos graxos, transformando-os em acetil-CoA (que entra no ciclo de Krebs), NADH e FADH2 (que entram na fosforilação oxidativa) para formação de ATP. Observação: os corpos cetônicos são produzidos pelo fígado após a oxidação do AG. Há regulação da oxidação de ácidos graxos pelos hormônios, especialmente insulina, glucagon, adrenalina e cortisol. Os três últimos induzem a lipólise (quebra do tecido adiposo), enquanto a insulina contribui para a formação de mais tecido adiposo. Quando glucagon (liberado no jejum), cortisol (que aumenta seus níveis no estresse fisiológico) e adrenalina (produzida no exercício físico) estão em alta na corrente sanguínea, há lise de gorduras e liberação de ácidos graxos pelo tecido adiposo. Os ácidos graxos então são transportados pela albumina para os tecidos que os oxidam (fígado, coração e músculos esqueléticos). Quando os ácidos graxos adentram as células hepáticas, eles podem ser oxidados tanto dentro das mitocôndrias, onde ácidos graxos de cadeia curta e média entram por difusão passiva, quanto nos peroxissomos, onde os ácidos graxos de cadeia muito longa são transformados em cadeia longa. Mas, para entrar na membrana mitocondrial interna, os ácidos graxos de cadeia longa (que são os principais da dieta e do tecido adiposo) precisam primeiro ser ativados em uma reação com a coenzima A no citoplasma e, depois, precisam de um transporte especial, o sistema transportador da carnitina. Esse transporte é um ponto importante na regulação do metabolismo de ácidos graxos, pois o transporte da carnitina é inibido pelo malonil- CoA após a ingesta de refeições ricas em carboidratos. Ou seja, se você quer queimar gorduras, não fique devorando carboidratos o dia todo! Beta-oxidação: Na beta-oxidação dos ácidos graxos o carbono beta do ácido graxo é oxidado e, em seguida, há clivagem entre os carbonos alfa e beta pela tiolase. Há também ação da acetil-CoA desidrogenase. Esse ciclo da beta-oxidação se repete formando acetil-CoA, FADH2 e NADH em cada ciclo, sendo que o número de repetições do ciclo depende do número de carbonos do ácido graxo envolvido. O ciclo prossegue até que o ácido graxo inteiro tenha sido convertido em vários acetil-CoA, os quais liberam energia durante o ciclo de Krebs. Já FADH2 e NADH produzidos na beta-oxidação, ainda