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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS FACULDADE DE CIÊNCIAS DA SAÚDE – FCS CURSO DE NUTRIÇÃO DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA II Prof. Virginia Demarchi Kappel Trichez Estudo dirigido II Aula 7 – Metabolismo dos lipídeos* 1. Explique as várias etapas da mobilização dos triacilgliceróis armazenados no tecido adiposo. Todos os tecidos do corpo têm acesso às reservas energéticas de lipídeos que estão armazenadas no tecido adiposo, mas para que isto ocorra, é necessário que haja a mobilização destes lipídeos, que acontecerá através da degradação dos triacilgliceróis a ácidos graxos e glicerol. Para que os lipídeos possam ser usados como fonte de energia, os triacilgliceróis precisam ser hidrolisados para produzir ácidos graxos isolados. Esses triacilgliceróis serão hidrolisados em resposta a sinais hormonais. Na membrana dos adipócitos, existe um receptor para glucagon e epinefrina, chamado 7TM (receptor serpenteante que atravessa a membrana 7 vezes), que após se ligar a estes hormônios, tem a capacidade de ativar a enzima adenilato ciclase, pela quebra de GTP, que faz com que o nível aumentado de AMP cíclico (AMPc) estimule a proteína quinase A (PKA) a fosforilar a proteína perilipina, que irá reestruturar a gotícula de gordura, para que o triacilglicerol fique mais acessível à mobilização. A fosforilação da pirilipina também propicia a liberação de um coativador da triglicerídeo lipase do tecido adiposo (ATGL). ATGL iniciará a mobilização dos triacilgliceróis, liberando um ácido graxo do triacilglicerol, formando diacilglicerol. O diacilglicerol será convertido em um ácido graxo livre e monoacilglicerol pela enzima lípase hormônio- sensível (HS lipase). E para completar a mobilização, a enzima monoacilglicerol lipase age sobre o monoacilglecerol, produzindo ácido graxo livre e glicerol. O glicerol formado será absorvido pelo fígado, e poderá ser direcionado tanto para a via glicolítica ou gliconeogênica. Os ácidos graxos que foram liberados não são solúveis no sangue, sendo assim, se ligam a albumina, que será responsável por transportar os ácidos graxos aos tecidos. O ácidos graxos são oxidados nas mitocôndrias. Mas para sua entrada, necessitam ser ativados. 2. Como os ácidos graxos são ativados e transportados para dentro das mitocôndrias? Os ácidos graxos são ativados na membrana externa das mitocôndrias, enquanto a oxidação ocorrerá na matriz mitocondrial. A ativação dos ácidos graxos é feita pela enzima acil-CoA sintetase, esta enzima faz com que o ácido graxo reaja com ATP, formando acil adenilato e liberando PPi (pirofosfato), logo em seguida, a coenzima A (CoA) se liga a acil adenilato, liberando AMP e formando acil-CoA. Para que o ácido graxo ativado seja levado à matriz mitocondrial, ele necessita ser conjugado à carnitina. Na membrana externa da mitocôndria, se encontra a enzima carnitina aciltransferase I (CAT I), que irá conjugar a carnitina á Acil-CoA, formando acil-carnitina e liberando CoA. A acil-carnitina é então transportada por uma translocase para a matriz da mitocôndria, chegando até a matriz, por ação da carnitina aciltransferase II (CAT II), o grupo acil é transferido novamente a Coa, formando novamente acil-CoA, que agora segue para a degradação. A carnitina é devolvida para o lado externo da membrana da mitocôndria em troca outra acil-carnitina que entra. 3. Explique os 3 estágios da oxidação mitocondrial dos ácidos graxos a. Estágio 1: β-oxidação b. Estágio 2: oxidação de acetil-CoA c. Estágio 3: Transferência de elétrons e fosforilação oxidativa A ß oxidação é um processo catabólico de ácidos graxos que consiste na sua oxidação mitocondrial. Eles sofrem remoção, por oxidação, de sucessivas unidades de dois átomos de carbono na forma de acetil-CoA. A ß oxidação é dividida em quatro reações sequenciais: (Ciclo de 4 reações que resulta no encurtamento da cadeia em 2 carbonos). Oxidação, na qual o acil-CoA é oxidado a enoil-CoA, com redução de FAD a FADH2 Hidratação, na qual uma dupla ligação é hidratada e ocorre a formação de 3- hidroxiacil-CoA Oxidação de um grupo hidroxila a carbonila, tendo como resultado uma beta-cetoacil- CoA e NADH Cisão, em que o ß-cetoacil-CoA reage com uma molécula de CoA formando um acetil-CoA e um acil-CoA que continua no ciclo até ser convertido a acetil-CoA (irreversível) 4. Qual destino da acetil-CoA formada no fígado durante a oxidação dos ácidos graxos? Formação de corpos cetônicos e em menor proporção direcionados para o ciclo de Krebs. 5. Qual reação catalisa a enzima reação da acetil-CoA-carboxilase e seu papel na síntese dos ácidos graxos? A ACC é a enzima chave no controle da síntese de ácidos graxos, por catalisar a irreversível carboxilação de acetil-CoA gerando malonil-CoA, um substrato da enzima ácido graxo sintase (FAS), que é responsável pela síntese de ácidos graxos no citoplasma. Além de seu papel como intermediário do metabolismo, o malonil-CoA é um inibidor da Carnitina Palmitoil-Transferase I (CPT-I), impedindo a captação e oxidação de ácidos graxos de cadeia longa pela mitocôndria. 6. Qual a função do NADPH na síntese de ácidos graxos e como ele é produzido? Atua como poder redutor, NADPH é produzido durante a oxidação da glucose-6-P por uma via distinta da glicólise, a via das pentoses-fosfato. Esta via é muito ativa em https://pt.wikipedia.org/wiki/Catabolismo https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81cidos_gordos https://pt.wikipedia.org/wiki/Oxida%C3%A7%C3%A3o https://pt.wikipedia.org/wiki/Mitoc%C3%B4ndria https://pt.wikipedia.org/wiki/Carbono https://pt.wikipedia.org/wiki/Acetil-CoA https://pt.wikipedia.org/wiki/Oxida%C3%A7%C3%A3o https://pt.wikipedia.org/wiki/Acil-CoA:colesterol_aciltransferase https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Enoil-CoA&action=edit&redlink=1 https://pt.wikipedia.org/wiki/FAD https://pt.wikipedia.org/wiki/FADH2 https://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrata%C3%A7%C3%A3o https://pt.wikipedia.org/wiki/Hidroxila https://pt.wikipedia.org/wiki/Carbonila https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Beta-cetoacil-CoA&action=edit&redlink=1 https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Beta-cetoacil-CoA&action=edit&redlink=1 https://pt.wikipedia.org/wiki/NADH https://pt.wikipedia.org/wiki/Cis%C3%A3o http://homepage.ufp.pt/pedros/bq/glicolise.htm tecidos envolvidos na biossíntese de colesterol e de ácidos gordos, pois A síntese dos ácidos gordos ocorre em compartimentos em que NADPH está disponível para síntese redutora. 7. Descreva o processo global da síntese do palmitato. O palmitato é um ácido gordo saturado com 16 carbonos e a sua síntese ocorre pela adição sucessiva de unidades de 2 carbonos ao grupo acetilo do acetil-CoA. Estas unidades de 2 carbonos também têm origem no acetil-CoA mas a sua utilização requer a prévia “ativação” a malonil-CoA. A carboxílase de acetil-CoA (ver equação 4) é uma lígase que contém como grupo prostético a biotina e que catalisa a formação de malonil-CoA. A reação pode ser entendida como a acoplagem de um processo exergónico (a hidrólise do ATP) com outro endergónico (a de carboxilação da acetil- CoA). A síntese de malonil�CoA é o primeiro passo na síntese de palmitato mas, mesmo em células onde esta síntese não é um processo relevante ou não existe (músculos esquelético e cardíaco), a carboxílase de acetil-CoA tem um papel importante pois o malonil-CoA regula (inibe) a oxidação dos ácidos gordos. 8. Descreva a localização subcelular do metabolismo lipídico nas células animais. Matriz mitocondrial 9. Como ocorre a regulação coordenada da síntese e da degradação dos ácidos graxos? A oxidação dos ácidos graxos consome um combustível precioso e é regulada de forma que ocorra apenas quando houver a necessidade de energia. No fígado, a acil- graxo-CoA formada no citosol tem duas vias principais abertas: (1) β-oxidação por enzimas na mitocôndria ou (2) conversão
