Biossíntese de ácidos graxos

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Biossíntese de ácidos graxos 
Para que sintetizar lipídeos? 
• Principal forma de armazenamento de energia 
• Principais constituintes das membranas celulares/biológicas (manutenção da estrutura e papeis 
funcionais nas membranas) 
• Pigmentos (retinal (ciclo visual), caroteno) 
• Co-fatores enzimáticos (Vitamina K) Ativ. da cascata de coagulação 
• Detergentes (Sais biliares) 
• Hormônios (Esteroides) 
• Mensageiros intracelulares (fosfatidilinositol) 
• Componentes de lipoproteínas 
 
Anotações sobre a imagem 
Os ácidos graxos são oxidados através da beta-oxidação, a cada ciclo são retirados dois carbonos 
que se transformam em acetil-coa, a partir de um composto de dois carbonos, vamos ter a 
formação de ácidos graxos. 
A oxidação dos ácidos graxos ocorre a partir de 4 fases, duas oxidações, uma dependente de 
FAD e uma dependente de NAD, uma hidratação e uma clivagem para a liberação de acetil-coa.. 
Bianca Oliveira 
No processo de biossíntese ocorre as reações inversas, duas reduções substituindo as oxidações, 
uma desidratação e uma condensação que vai ser substituída pela clivagem. 
Diferenças entre a biossíntese dos ácidos graxos e beta oxidação 
• Catalisada por um conjunto de enzimas diferentes 
• Ocorrem em compartimento celular diferente (Biossíntese ocorre no citosol e a degradação 
na matriz mitocondrial) 
• Há participação de um intermediário (malonil-Coa) que não existe na beta oxidação 
Formação de Malonil-Coa 
• Processo irreversível 
• Catalisado pela enzima acetil-coa carboxilase 
 
 
Essa enzima promove a condensação do grupamento carboxila. Ela possui três sítios diferentes: 
• Biotina Carboxilase 
• Proteina Carreadora de Biotina (possui aderido à sua cadeia uma molécula de biotina, que é 
uma enzima derivada da vitamina H, possui uma cadeira carbonada extremamente flexível e 
é justamente a flexibilidade dessa cadeia que promove a capacidade da biotina se 
movimentar através dos sítios ativos dessa enzima) 
• Sitio catalítico transcarboxilase 
Após a inclusão do grupamento carboxila na biotina, a proteína carreadora transporta a biotina para 
outro sitio, chamado transcarboxilase. E nesse momento entra o acetil-coa que se liga a esse sitio ativo, 
e ocorre a transferência do grupo carboxila para o acetil-coa Portanto o acetil-coa recebendo essa 
carboxila, origina o malonil-coa e libera a biotina descarboxilada para se ligar a mais um grupamento. 
Para o malonil-coa se transformar em acido graxo, ele vai sofrer a ação de mais uma enzima, a acido 
sintase I, essa enzima é polimérica e vários sítios ativos. 
Ácido graxo sintase I. 
O processo ocorre em 4 fases 
• Condensação 
• Redução 
• Desidratação 
• Redução 
Para que a biossíntese aconteça, temos a necessidade de 
ligação com uma molécula de acetil e uma molécula de malonil. 
O primeiro passo é a condensação e ocorre a perda de um 
grupamento carboxila para o malonil e a condensação do acetil 
com o malonil, formando um composto com quatro átomos de 
carbono e duas carbonilas. 
Posteriormente teremos a primeira redução que vai ser uma 
redução da carbonila do carbono beta, essa carbonila não vai 
ser necessária, pois os ácidos graxos só precisam de uma 
carbonila. Essa redução ocorre a partir do NADPH que vem da 
via das pentoses, ele vai fornecer os grupamentos hidrogênios 
para reduzir a carbonila em carboxila. 
Essa molécula vai sofrer uma desidratação, como vai sobrar 
um elétron de cada carbono, vai sofrer a formação de uma 
insaturação em conformação trans. 
A última redução depende também de NADPH, esse NADPH 
vai trazer os hidrogênios, formando o NADP oxidado, esses 
hidrogênios são doados para o carbono alfa e beta, eliminando 
as insaturações. 
OBS. Não temos participação de NAD ou de FAD, para iniciar 
essa biossíntese, vai ser necessárias duas moléculas, uma de 
malonil e uma de acetil (o acetil vai ser usado somente nessa 
fase inicial, nos dois últimos carbonos da cadeia) 
 
A cadeia fica com seis átomos de carbono, e dois átomos 
de malonil, se transformam em oito, que se transformam 
em dez, depois em doze, até todas as etapas acontecerem 
e chegar na formação do palmitato que é um átomo com 
16 átomos de carbono, é o último produto da biossíntese 
de ácidos graxos, após ser formado, a acido graxo sintase I 
libera o palmitato para que ele sofra um alongamento ou 
para ser armazenado, ou ir para o local que ele vai ter sua 
função definida. 
 
 
 
Domínios catalíticos do complexo da ácido graxo sintase em mamíferos 
 
 
Rendimento da biossíntese de palmitato 
Acetil-Coa + 7 Malonil-Coa + 14 NADPH + 14 H+ > Palmitato + 7CO2 + 8 CoA + 14 NADP+ + 6H2O 
Obs. 2 NADPH para cada redução 
 
A imagem mostra que os processos biossinteticos e os processos oxidativos da biossíntese de ácidos 
graxos ocorrem em compartimentos diferentes e isso faz com que a regulação seja mais fácil de ser 
realizada. A síntese ocorre no citosol e a oxidação na mitocôndria 
O acetil-CoA é sintetizado na mitocôndria, mas é usado no citoplasma. Como o processo ocorre? 
Acontece por meio de um processo metabólico chamado lançadeira. 
• Lançadeira málica 
• Lançadeira do glicerol fosfato 
 
A membrana mitocondrial externa é livremente permeável a todos esses compostos. O piruvato 
derivado do catabolismo dos aminoácidos na matriz mitocondrial ou da glicose por glicólise no citosol é 
convertido em acetil-CoA na matriz. Os grupos acetil saem da mitocôndria como citrato; no citosol, eles 
são liberados na forma de acetil-CoA para a síntese dos ácidos graxos. O oxaloacetato é reduzido a 
malato, que pode retornar à matriz mitocondrial, onde é convertido em oxaloacetato. O principal 
destino do malato citosólico é a oxidação pela enzima málica, gerando NADPH citosólico; o piruvato 
produzido retorna à matriz mitocondrial. 
Regulação Coordenada da síntese e da degradação dos ácidos graxos 
 
O glucagon e a epinefrina inibem a formação da 
acetil-coa carboxilase, inibe a formação de acetil-
coa, em malonil-coa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os ácidos graxos saturados de cadeia longa são sintetizados a partir do palmitato 
 O palmitato é o precursor do estearato e dos ácidos graxos 
saturados de cadeias mais longas, assim como dos ácidos 
graxos monoinsaturados palmitoleato e oleato. Os mamíferos 
são incapazes de converter oleato em linoleato ou em a-
linolenato (sombreado em cor salmão), que são, portanto, 
necessários na dieta como ácidos graxos essenciais. A 
conversão de linoleato em outros ácidos graxos poli-
insaturados e em eicosanoides está representada nesta figura. 
Os ácidos graxos insaturados são simbolizados pela indicação 
do número de carbonos e do número e posição de ligações 
duplas. 
O palmitato, produto principal do sistema da ácido graxo-
sintase nas células animais, é o precursor de outros 
ácidosgraxos de cadeia longa. Ele deve ser alongado 
formando estearato (18:0) ou ácidos graxos saturados ainda 
maiores pela adição de grupos acetil, pela ação do sistema de 
alongamento de ácidos graxos presente no retículo 
endoplasmático (RE) liso e na mitocôndria. O sistema de alongamento mais ativo do RE alonga a cadeia 
de 16 carbonos da palmitoil-CoA em dois átomos de carbono, formando estearoil-CoA. Embora 
diferentes sistemas enzimáticos estejam envolvidos e a coenzima A seja o transportador de grupos 
acila, em lugar da ACP, o mecanismo de alongamento no RE é idêntico àquele utilizado na síntese do 
palmitato: doação de dois carbonos a partir da malonil-CoA, seguindo-se redução, desidratação e nova 
redução do produto saturado de 18 carbonos, a estearoil-CoA. 
 
 
Relação entre sintese e degradação de ácidos graxos 
 
Quando a dieta disponibiliza uma fonte imediata de carboidratos como combustível, a b-oxidação dos 
ácidos graxos é desnecessária, sendo, portanto, desativada. Duas enzimas são essenciais na 
coordenação do metabolismo dos ácidos graxos: a acetil-CoA-carboxilase(ACC), primeira enzima na 
síntese dos ácidos graxos (ver Figura 21-1), e a carnitina-aciltransferase I, que limita o transporte de 
ácidos graxos para dentro da matriz mitocondrial para a b-oxidação (ver Figura 17-6). A ingestão de 
uma refeição rica em carboidratos aumenta o nível de glicose no sangue e, portanto, ➊ ativa a 
liberação de insulina. ➋ A proteína-fosfatase dependente de insulina desfosforila a ACC, ativando-a. ➌ 
A ACC catalisa a formação de malonil-CoA (o primeiro intermediário da síntese de ácidos graxos), e ➍ 
o malonil-CoA inibe a carnitina-aciltransferase I, impedindo assim a entrada de ácidos graxos na matriz 
mitocondrial. Quando baixam os níveis de glicose no sangue, entre as refeições, ➎ a liberação de 
glucagon ativa a proteína-cinase dependente de cAMP (PKA), que ➏ fosforila e inativa a ACC. Com a 
baixa concentração de malonil-CoA, a inibição da entrada de ácidos graxos na mitocôndria é aliviada, e 
➐ os ácidos graxos entram na matriz mitocondrial e ➑ tornam-se o principal combustível. Como o 
glucagon também ativa a mobilização de ácidos graxos no tecido adiposo, um suprimento de ácidos 
graxos começa a chegar ao sangue.