Metabolismo de Ácidos Graxos beta oxidação dos ácidos graxos

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1 Bioquímica 
Metabolismo de Ácidos Graxos 
Beta oxidação dos ácidos graxos 
β
• É a forma pela qual o corpo usa a gordura para produzir ATP 
• A maior parte da energia armazenada no corpo está na forma de 
gordura 
Triglicerídeos ou Triacilgliceróis 
• Com baixa ingestão calórica ou glicemia baixa, ocorre liberação de 
Glucagon (Tecido adiposo) 
• Durante atividade física ocorre liberação de Epinefrina (Tecido 
muscular) 
• Ambos os hormônios estimulam a degradação de Triacilgliceróis via 
Lipases 
A Insulina é liberada quando a glicemia está elevada 
Promove a desfosforilação das Lipases e, portanto, inibe a Degradação 
de Triacilgliceróis 
Glucagon e Epinefrina: 
Estimulam a degradação de Triacilgliceróis e Glicogênio 
Inibem a síntese de Glicogênio 
 
• É a união de uma molécula de Glicerol com 3 cadeias de AG 
• É uma molécula rica em H 
É uma molécula muito reduzida 
É uma molécula rica em energia 
 
 
 
 
 
2 Bioquímica 
• 1º passo para extrair energia do Triacilglicerol é a hidrólise do 
triacilglicerol 
Separação do Glicerol das cadeias de AG 
• As lipases separam o Glicerol das cadeias de AG 
Entrada de 3 H2O 
• O Glicerol cai na corrente sanguínea 
No fígado ele terá seus destinos 
 
 
 
 
 
 
O Glicerol recebe 1 fosfato vindo de 1 ATP 
Enzima: Glicerol Cinase 
Formando uma molécula de Glicerol 3-P 
 
 
Glicerol 3-P é oxidado a Di-hidroxiacetona Fosfato 
Enzima: Glicerol 3-Fosfato Desidrogenase 
 
 
3 Bioquímica 
Atenção: 
• Consumo de 1 ATP 
• Gasto ou Ganho de energia? 
• Gastou-se 1 ATP, mas foi produzido 1 NADH 
Na CR esse NADH será usado para produzir 2,5ATP 
 
 
 
 
 
• Se a célula estiver precisando de energia 
A Di-hidroxiacetona fosfato segue na via glicolítica 
Sendo usada para produzir ATP 
 
 
 
• Se a célula não estiver precisando de energia 
A Di-hidroxiacetona fosfato segue na neoglicogênese 
Produzindo glicose 
 
 
 
 
 
4 Bioquímica 
1º passo para usar o Triacilglicerol é separar o Glicerol dos AG 
Se a célula precisar de energia: Glicerol na forma de Di-hidroxiacetona 
Fosfato segue na glicólise 
Se a célula não precisar de energia: Glicerol na forma de Di-
hidroxiacetona Fosfato segue na neoglicogênese 
 
• Os AG são moléculas formadas por muitos C 
• Na síntese de AG esses C são unidos 2 a 2 
• Na degradação dos AG os C também são quebrados 2 a 2 
β-Oxidação 
 
 
• Antes dos C dos AG serem quebrados 2 a 2, o AG precisa ser ativado, 
se ligando a uma CoA 
• Acil-CoA Sintetase 
• Formando uma molécula de Acil-CoA 
 
 
 
• O Grupo Carboxila (C1) do AG é ativado por meio da ligação da CoA 
que permite a oxidação do Grupo Acil Graxo na posição 3 ou na 
posição β, originando o nome de β-oxidação 
• Na oxidação, os fragmentos de 2C são sucessivamente removidos da 
extremidade Carboxila do Acil-CoA, produzindo Acetil-CoA 
 
 
C18:1 (Δ9): Ácido Oleico 
 
 
 
5 Bioquímica 
Os AG são oxidados nas Mitocôndrias e o processo é dividido em 3 
Etapas: 
• β-oxidação: A oxidação de AG em fragmentos de 2C, na forma de 
Acetil-CoA 
• Ciclo de Krebs: A oxidação do Acetil-CoA em CO2 
• Cadeia de Transporte de Elétrons: Transferência de elétrons dos 
transportadores reduzidos de elétrons (NADH) a cadeia para formação 
de ATP e H20. 
 
 
 
 
• Os AG livres, oriundos do sangue, entram no Citosol das células e não 
conseguem passar para o interior das Mitocôndrias 
• Para serem oxidados, os AG são convertidos em uma forma ativada, a 
Acil-CoA, catalisada pela enzima Acil-CoA Sintetase, localizada na 
membrana externa da Mitocôndria 
• As Acil-CoA Sintetases agem nos AG de Cadeia Curta, Intermediária e 
Longa 
• Catalisam a formação de uma ligação entre o Grupo Carboxila do AG 
com a CoA para liberar um Acil-CoA, ao mesmo tempo, o ATP sofre 
clivagem em AMP e Pi 
 
6 Bioquímica 
• Para formar o Acil-CoA, uma molécula de ATP é quebrada liberando 2 
fosfatos 
Seria o mesmo se Gvessem sido gastos 2 ATP 
Importante na contagem do saldo final de ATP 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 Bioquímica 
• A β – Oxidação ocorre na mitocôndria 
• O CoA não passa pela membrana interna da mitocôndria 
• O Acil-Coa Graxo precisa se ligar a um transportador Carnitina 
• Composto formado a partir dos aas metionina e lisina 
 
 
 
 
 
• Como o CoA não passa pela membrana interna da mitocôndria 
• CoA se desliga do Acil-CoA Graxo 
• Acil Graxo se liga à Carnitina 
• Formando a molécula Acil-Carnitina 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 Bioquímica 
• Ligado a Carnitina o Acil Graxo passa pela membrana e entra na 
mitocôndria 
• A Carnitina funciona como um carreador 
Leva o Acil Graxo para dentro da mitocôndria 
 
 
 
• A Carnitina se desliga do Acil Graxo 
• O Acil Graxo volta a se ligar a CoA 
Formando Acil-CoA Graxo 
• A Carnitina volta para fora da mitocôndria 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 Bioquímica 
 
 
10 Bioquímica 
 
 
 
 
 
11 Bioquímica 
 
• Com o Acil-CoA dentro da mitocôndria 
A β-Oxidação está pronta para ocorrer 
Como ocorre a β-oxidação? 
 
β 
• Na matriz mitocondrial, o Acil-CoA sofre rapidamente a remoção 
oxidativa de sucessivas unidades de 2C na forma de Acetil-CoA 
começando pela extremidade Carboxila da cadeia do AG 
• Para uma Oxidação completa de um AG, a β-Oxidação e o CK atuam 
conjuntamente 
 
1) Oxidação da Acil-CoA a uma Transenoil-CoA 
2) Hidratação da dupla ligação, formando L-Hidroxiacil-CoA 
3) Oxidação do Grupo Hidroxila a Carbonila (desidrogenação), resultando 
uma β-Cetoacil-CoA 
4) Cisão da β-Cetoacil-CoA por reação com uma molécula de CoA, 
formando Acetil-CoA e uma Acil-CoA com dois carbonos a menos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 Bioquímica 
Ex: AG de 6 C 
• A cada volta esse AG perderá 2 C 
• Os 2 C saem na forma de Acetil-CoA 
 
 
 
1ª reação: Oxidação do Acil-CoA Graxo 
• Redução do FAD a FADH2 
• Formação do Trans-enoil-CoA 
 
 
2ª reação: Hidratação do Trans-enoil-CoA 
• Formação do L-hidroxiacil-CoA 
 
 
 
3ª reação: Oxidação do L-hidroxiacil-CoA 
• Redução do NAD a NADH2 
• Formação do β-cetoacil-CoA 
 
 
13 Bioquímica 
4ª reação: Cisão do β-cetoacil-CoA 
• Formando um Acetil-CoA 
• Formando um Acil-CoA com 2 C a menos 
 
 
 
A sequência se repete: 
1ª reação: Oxidação do Acil-CoA Graxo 
• Redução do FAD a FADH2 
• Formação do Trans-enoil-CoA 
 
2ª reação: Hidratação do Trans-enoil-CoA 
• Formação do L-hidroxiacil-CoA 
 
3ª reação: Oxidação do L-hidroxiacil-CoA 
• Redução do NAD a NADH2 
• Formação do β-cetoacil-CoA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 Bioquímica 
4ª reação: Cisão do β-cetoacil-CoA 
• Formando um 2 Acetil-CoA 
• Na última volta sempre serão formados 2 Acetil-CoA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
β
Na última volta são formados: 
• 1 FADH2 
• 1 NADH + H+ 
• 2 Acetil-Coa 
 
 
 
 
 
 
 
15 Bioquímica 
A cada ciclo na β-Oxidação 
• O Acil-CoA Graxo perde 2 C na forma de Acetil-CoA 
 
O AG mais comum é o Palmítico 16 C 
• A cada volta ele perde 2 C 
 
1 volta = 14 C 
2 voltas = 12 C 
3 voltas = 10 C 
E assim por diante 
 
Em cada volta haverá a produção de: 
• 1 FADH2 
• 1 NADH + H+ 
• 1 Acetil-CoA 
Última volta: 2 Acetil-CoA 
 
 
 
 
 
 
Ex: Ácido Palmítico 16 C 
 
 
Total de 7 voltas na β-Oxidação do Palmitato 
 
 
16 Bioquímica 
Na β-Oxidação do Palmitato são produzidos 8 Acetil-CoA 
 
 
Na β-Oxidação do Palmitato são produzidos 7 NADH 
 
Na β-Oxidação do Palmitato são produzidos 7 FADH2 
• 0 ATP são produzidos 
 
 
8 voltas no CK 
• Foram produzidos 8 Acetil-CoA 
 
 
17 Bioquímica 
8 Acetil-CoA no CK 
• Todos os 8 Acetil-CoA foram consumidos nas 8 voltas do CK 
 
 
24 NADH no CK 
• Cada volta no CK produz 3 NADH 
• 8 voltas x 3 NADH/volta = 24 NADH 
 
8 FADH2 no CK 
• Cada volta no CK produz 1 FADH2 
• 8 voltas x 1 FADH2/volta = 8 NADH 
 
 
8 ATP no CK 
• Cada volta no CK produz 1 ATP 
• 8 voltas x 1 ATP/volta = 8 ATP] 
 
 
18 BioquímicaSoma 
 
 
Na CR 
• 31 NADH x 2,5 ATP = 77,5 ATP 
 
 
 
Na CR 
• 15 FADH2 x 1,5 ATP = 22,5 ATP 
 
 
Rendimento 
 
 
19 Bioquímica 
Atenção: 
• P/ formar o Acil-CoA 1 ATP perdeu 2 fosfatos 
• Na conta é como se 2 ATP fossem gastos 
• Então foram gastos 2 ATP para formar o Acil-CoA 
 
 
 
 
 
Ácido Palmítico é Saturado 
 
 
Ácido Graxo Insaturado? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 Bioquímica 
β 
• Após a remoção de algumas unidades de 2C (Acetil-CoA), pela 
βoxidação, o Ácido Graxo Insaturado pode originar dois tipos de Enoil-
CoA, conforme a quantidade de duplas ligações em sua molécula 
• Monoinsaturado (∆9 do Ácido Oleico), forma-se uma cis-∆3-Enoil-CoA 
• Poli-insaturado (∆9,12 do Ácido Linoleico), resulta uma cis-∆4- Enoil-
CoA 
• Para a oxidação dessas Acil-CoA Graxo, são necessárias outras 
enzimas, além das enzimas da β-oxidação, como: 
Enoil-CoA isomerase e a Dienoil-CoA redutase 
• Que convertem os Acil-CoA Graxo em Trans-∆2-enoil-CoA, o 
intermediário insaturado da β-oxidação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Monoinsaturado 
• Ácido Oleico 
 
 
 
21 Bioquímica 
Poli-insaturado 
• Ácido Linoleico 
 
Na β-Oxidação os C saem de 2 em 2 
Mas e se o Nº de C for ímpar? 
 
Nesse caso teremos uma molécula de 5 C 
na última volta 
• Saem 2 C na forma de Acetil-CoA 
• Sobram uma molécula de 3 C o Propionil-
CoA 
 
 
O Propionil-CoA é carboxilado mediante gasto de ATP 
• Formando o D-metilmalonil-CoA 
 
 
 
22 Bioquímica 
• D-metilmalonil-CoA será convertido a L-Metilmalonil-CoA 
• O L-Metilmalonil-CoA será convertido a Succinil-CoA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTADO ALIMENTADO 
• β-Oxidação é desnecessária 
• Duas enzimas são essenciais na regulação: 
AceS-CoA Carboxilase (ACC): Síntese de AG 
Carnitina-aciltransferase-I: Transporte do AG pra mitocôndria 
 
 
Liberação de Insulina 
• Desfosforilação da ACC: Forma ativa 
• ACC catalisa a formação do Malonil-CoA (intermediário da síntese de 
AG) 
• Malonil-CoA inibe a Carnitina-aciltransferase-I (Impedindo a entrada do 
AG na mitocôndria) 
 
JEJUM 
Liberação do Glucagon 
• Fosforila e inativa a ACC 
• Inibe a produção de Malonil-CoA 
• Estimula a entrada de Acil-Coa na mitocôndria 
 
 
23 Bioquímica