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Ácidos graxos são sintetizados sempre que um excesso de calorias for ingerido. A principal fonte de carbono para a síntese de ácidos graxos são os carboidratos da dieta. Um excesso de proteínas na dieta também pode resultar em um aumento na síntese de ácidos graxos. Nesse caso, a fonte de carbonos são aqueles aminoácidos que podem ser convertidos em acetil-CoA ou em intermediários do ciclo do ácido cítrico. Nos seres humanos, a síntese de ácidos graxos ocorre principalmente no fígado, embora também ocorra no tecido adiposo. Quando um excesso de carboidrato é consumido na dieta, a glicose é convertida em aceti-CoA, a qual fornece unidades de 2 carbonos que se condensam em uma série de reações no complexo ácido-graxo-sintase, produzindo palmitato. O palmitato é então, convertido em outros ácidos graxos. O complexo ácido- gráxo-sintase está localizado no citosol e, portanto, utiliza acetil-CoA citosólico. Conversão de glicose em Acetil-CoA citosólico – A rota para a síntese de acetil-CoA citosólico a partir de glicose começa com a glicólise, que converte glicose em piruvato no citosol. O piruvato entra na mitocondri, onde é convertido em acetil-CoA pela piruvato desidrogenase e em oxalacetato pela piruvato-carboxilase. A via pela qual o piruvato vai seguir é determinada pelos níveis de acetil-CoA na mitocôndria. Quando tais níveis estão altos, a piruvato-desidrogenase está inibida, e a atividade da piruvato-carbixukase, estimulada. Conforme os níveis de oxaloacetato aumentam, pela atividade da piruvato-carboxilase, o oxaloacetato se condensa com o acetil-CoA para formar citrato. Por meio dessa regulação recíproca, o citrato pode ser continuamente sintetizado e transportado através da membrana mitocondrial interna. No citosol, o citrato é clivado pela citrato-liase para formar, novamente, acetil-CoA e oxaloacetato. Essa rota circular é necessária porque a piruvato-desidrogenase , a enzima que converte piruvato em acetil-CoA, só é encontrada na mitocôndria e porque o acetil-CoA não pode atravessar diretamente a membrana mitocondrial. O NADPH necessário para a síntese de ácidos graxos é produzido pela via da pentose-fosfato e pela reciclagem do oxaloacetato produzido pela citrato-liase. O oxaloacetato é convertido de volta em piruvato por duas reações: a reação do oxaloacetato à malato pela malato-desidrogenase dependente de NAD+ e pela descarboxilação oxidativa de malato à piruvato pela malato-desidrogenase dependente de NADP+(enzima málica). O piruvato formado pela enzima málica é reconvertido em citrato. A produção de acetil-CoA citosólico a partir de piruvato é estimulada pelo aumento da relação insulina/glucagon, após uma refeição de carboidratos. Conversão de Acetil-CoA em Malonil-CoA - O acetil-CoA citosólico é convertido em malonil-CoA, o qual serve como doador imediato de unidades de 2 carbonos que são adicionadas à cadeia de ácido graxo em formação no complexo ácido-graxo-sintase. Para sintetizar malonil-CoA, a acetil-CoA carboxilase adiciona um grupo carboxila ao acetil-CoA em uma reação que requer biotina e ATP. A acetil-CoA-carboxilase é a enzima limitante da síntese de ácidos graxos. A ácido-graxo-sintase adiciona, sequencialmente, unidades de 2 carbonos do malonil-CoA à cadeia do ácido graxo em formação para produzir palmitato. Após essa adição, a cadeia em formação é submetida a duas reações de redução que requerem NADPH. A ácido-graxo-sintase é uma enzima grande composta dos dois dímeros idênticos, cada um com sete atividades catalíticas e um segmento de proteína carreadora de acil, em uma cadeia polipeptídica contínua. O processo ocorre em 4 fases: - Condensação – As porções acetil e malonil se condensam, com liberação do grupo carboxila do malonil como CO2, formando acetoaceti- ACP - Redução – A acetoacetil-ACP formada na etapa de condensação sofre agora redução do grupo carbonila em C-3, formando -cetoacil-ACP- redutase e o doador de elétrons é o NADPH. - Desidratação – Os elementos da água são agora removidos dos carbonos C-2 e C-3, formando uma ligação dupla no produto. A enzima que catalisa essa desidratação é -hidroxiacil-ACP-desidratase. - Redução – A ligação dupla é reduzida (saturada), formando butiril- ACP pela ação da eniza enoil-ACP-redutase, mais uma vez NADPH é o doador de elétrons A produção de acil-ACP saturada, com 4 carbonos, marca a conclusão dum uma rodada de reações no complexo do ácido graxo-sintase. Para dar início ao próximo ciclo de quatro reações que alonga a cadeia em mais 2 átomos de carbono, outro grupo malonila liga-se ao grupo. Essa sequência de reações é repetida até que a cadeia tenha 16 carbonos de comprimento. Neste ponto, ocorre uma hidrólise, e o palmitato é liberado. O palmitato e outros ácidos graxos recém-sintetizados são convertidos em triacilgliceróis que são empacotados em VLDL para secreção.
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