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Lipídeos
Estrutura e função
▪ São insolúveis em água ▪ Grupo de compostos quimicamente diversos
Funções:
Armazenamento de energia Elementos estruturais da MP Cofatores enzimáticos Transportadores de elétrons Âncoras hidrofóbicas para proteínas Chaperonas Agentes emulsificantes Mensageiros intra.C Hormônios Pigmentos fotossensíveis
Lipídeos de armazenamento
Ácidos graxos:
▪ São derivados de hidrocarbonetos com estado altamente reduzido ▪ Sua oxidação é rápida e altamente exergônica ▪ São ácidos carboxílicos (C a C36)
Nomenclatura:
Comprimento da cadeia : número de ligações (▲posição das duplas)
São insolúveis em água Seu ponto de fusão e demais propriedades podem variar de acordo com o tamanho da cadeia
Saturados: 0 ponto de fusão
aumenta com o tamanho da cadeia
Insaturados: O ponto de
fusão abaixa com o aumento da quantidade de insaturações
Triacilgliceróis:
▪ É uma grande molécula formado por 3 ácidos graxos ▪ Muito apolar e ▪ essencialmente insolúveis em água ▪ Depósitos de combustível metabólico ▪ Formam uma fase separada de gotículas microscópicas no citosol aquoso
Lipases: enzimas que catalisam
a hidrólise dos triacilgliceróis armazenados, liberando ácidos graxos
Por que armazená-los?
- Possuem muito mais energia que os carboidratos
- São hidrofóbicos e não se hidratam
- Seus átomos são menores que os de açúcares
- Isolamento térmicos naturais
- Produção de calor ▪ Possuem uma composição variada, como demonstrado na foto acima ▪ Se expostos por muito tempo ao oxigênio podem se tornar rançosos ▪ Aumentando sua validade: hidrogenados, nesse processo, essas gorduras podem passar de cis para
Exemplos: testosterona, cortisol
(relacionado à manutenção da glicose), estradiol, aldosteroNa+, prednisona (esteroides sintéticos anti-inflamatórios)
Vitaminas de característica
lipídica
▪ Percursoras hormonais
Vitamina D:
▪ Regula o metabolismo do Ca+ no intestino, rim e ossos
- É convertida pela luz UV na pele a Colecalciferol
- Vitamina D
- Faz o balanço do cálcio solúvel e nos ossos
Vitamina A:
▪ β-caroteno: que dá coloração avermelhada à frutas e legumes ▪ No corpo estão relacionadas a substâncias de sinais neuronais e de visão ▪ Regeneração de células epiteliais
Vitamina E:
▪ Cofator enzimático, antioxidante, captando radicais livres
Vitamina K:
▪ Cofator enzimático da coagulação sanguínea
Pigmentos:
▪ Dienos conjugados a lipídeos possuem carbonos com ligações simples e duplas alternadas ▪ Movimento de elétrons
Lipídeos de membrana
São anfipáticos e a característica central das membranas biológicas. Barram a passagem de certas substâncias – moléculas polares e íons – e de outras não, sendo assim uma membrana semipermeável ou seletora. ▪ Sítios de reconhecimento na superfície celular. ▪ As porções de carboidrato também podem definir certos grupos sanguíneos – lipídeos ligados açúcares, onde os açúcares são distintos. Eles se ligam diferentemente à antígenos, mudando sua forma de imunidade.
Membranas biológicas
Estrutura e organização – Sistemas de transporte
Separação entre o meio externo e interno
Funções:
▪ Transportadores – movem solutos ▪ Receptores – captação de sinais extracelulares ▪ Moléculas de adesão – células unidas ▪ Síntese de lipídeos e algumas proteínas ▪ Processos energéticos
Composição geral das membranas
Em geral:
Proteínas, lipídeos e carboidratos
Propriedades fundamentais
▪ Impermeáveis a compostos carregados ▪ Permeáveis a compostos apolares ▪ Espessura: 5 a 8 nm ▪ Estrutura trilaminar – no microscópio eletrônico ▪ Os lipídeos podem se mover
- flip-flop e laterolateral ▪ Mosaico fluido
Transporte pela membrana
Sem gasto de energia: a favor do
gradiente de concentração e diretamente pela membrana
Gradiente: de cargas ou de
solução
Uniporte: apenas um S
Antiporte: S para a favor e
contra o gradiente – como a bomba de 3Na+ 2K+
Simporte: mais de um S para um
gradiente
Transporte passivo
Transporte iônico, por canais ou por membrana, imediato a favor do gradiente eletroquímico
Difusão simples
Transporte de compostos apolares, pela membrana, a favor do gradiente de concentração
Carboidratos
São as macromoléculas mais presentes no planeta e são produzidas por meio de fotossíntese ou quimiossíntese. Seu consumo em excesso é um dos principais causadores do aumento do peso e gordura corporal. 𝐼𝑀𝐶 =
Funções:
▪ Armazenamento de energia e fornecimento – glicogênio e amido ▪ Estrutura e proteção – celulose e quitina ▪ Intermediários metabólicos ▪ Sinalizadores e marcadores celulares
Classificação:
Monossacarídeos: carboidratos
que não podem ser hidrogenados em sua unidade mais simples
Dissacarídeos: combinação de 1
monossacarídeos por ligações glicosídicas
Oligossacarídeos: combinação de
3 a 10 monossacarídeos
Polissacarídeos: combinação de
mais de 10 monossacarídeos – carboidratos complexos ▪ Para cada carboidrato temos uma molécula de H2O – por isso carboidratos ▪ Monossacarídeos são denominados pela quantidade de carbonos em sua molécula- trioses, pentoses, etc ▪ Possuem ou um grupo cetona (cetose) ou um grupo aldeído (aldose)
▪ Alguns possuem apenas grupo hidroxila – causam efeito laxante ▪ Possuem pelo menos um carbono quiral – exceto a dihidroxicetona
Isomeria:
Vários carboidratos possuem isomeria, portanto, relembrando;
Ciclização e mutarrotação
- hemiacetal: Reação reversível que pode formar anômeros – mesma coisa de cis e trans – formando uma molécula beta e outra alfa
Açúcar redutor
Em solução básica apresenta uma carbonila livre derivada de uma aldose ou cetose. Esse grupo pode ser oxidado e os elétrons removidos nesse processo podem ser utilizados para reduzir outros compostos
Exemplo: isso é usado em exames
medidores de açúcar no sangue, como na seguinte reação, quanto mais açúcar, mais água oxigenada D-Glucose + O 2 → D-Glucono-δ-lactone + H 2 O 2
Dissacarídeos redutores
Maltose: duas glicoses ligadas
por Alfa 1 → 4
Lactose: Galactose + glicose
unidas por Beta 1 → 4 Dissacarídeos não redutores
Sacarose: glicose + Frutose
unidas por Alfa 1 → 2
Trealose: duas glicoses unidas
por Alfa 1 → 1
Bases do metabolismo I & II
Energia = capacidade de
realizar trabalho
Lei da conservação das
massas:
“Dentro de um recipiente fechado, a massa total não varia, quaisquer que sejam as transformações que venham a ocorrer”
Conversão de energia – primeira
lei da termodinâmica
Onde e como a energia é
armazenada nos seres vivos?
Nos tecidos – como tecido adiposo ou de reserva Através de ligações químicas extremamente ricas em energia. Ou seja, sua quebra libera energia livre (fosfato) Ligações de fosfatos (-30, kJ/mol) & Ligações CoA (-32, kJ/mol)
Lipídeos (armazenamento):
O que os tornam tão eficientes para armazenamento de energia?
- São muito reduzidos Um pouco de sua redução já libera muito ATP O fluxo de elétrons também é capaz de liberar uma grande energia livre que se tornará, posteriormente ATP – aceptor final dos seres vivos (maioria) é o O 2 , que se converterá em H 2 O o O ATP não ocupa uma posição de maior moeda energética, mas isso não é uma desvantagem
Reação de Oxirredução:
Perde elétrons: agente redutor Ganha elétrons: agente oxidante o Sistema de transferência de elétrons o Pode haver, também a transferência de prótons Hidrogênio o Ocorrem por meio de coenzimas
Exemplo: Niacina – vitamina B
Carregador de prótons de hidrogênio e elétrons NAD+ (forma oxidada) e- NADH (forma reduzida) H+ A reciclagem do NADH é feita dentro das mitocôndrias, fermentação lática ou fermentação etílica
Energia livre de Gibbs:
▲G = ▲H – T x ▲S S: entropia H: entalpia ▲G < 0 → espontânea e irreversível ▲G > 0 → não espontânea ▲G = 0 → espontânea e reversível o Enzimas aceleram a velocidade de reações espontâneas o Diminuem a energia de ativação o São sempre reações exergônicas pois ▲G = 0
▲G = 23,8 kJ/mol
5 : isomerização da didroxicetona
fosfato em Gliceraldeído- 3 - fosfato (enzima: triose fosfato isomerase) ▲G = 7 ,5 kJ/mol
Reação global = - 20
kcal/mol
Fase “pay off”:
4 moles de ATP e 2 moles de NADH → piruvato
6 : Gliceraldeído- 3 - fosfato + PI
(fosfato inorgânico) em 1,3- bifosfoglicerato pela glyceraldehyde- 3 - phosphate dehydrogenase ▲G = 6,3 kJ/mol
7 : 1,3-bifosfoglicerato + ATP em
,3-fosfoglicerato + ATP pela phosphoglyceratekinase ▲G = - 18,5 kJ/mol
8 : 3 - fosfoglicerato em 2 -
fosfoglicerato pela phosphoglycerate mutase ▲G = 4,4 kJ/mol
9 : 2 - fosfoglicerato para
fosfoenolpiruvato pela enolase ▲G = 7,5 kJ/mol
10 : fosfoenolpiruvato em piruvato
e ATP pela pyruvate kinase ▲G = - 31,4 kJ/mol
Transporte de glicose:
Transportadores – GLUTs o Proteínas transmembrana com 12 segmentos o São hidrofóbicos o Existem vários tipos
Transportadora Local KM
(mM)
Como age
GLUT 1 E 3 Cérebro,^ hemácias
e quase no corpo todo 1 - 5 Alta afinidade, capitação constante
GLUT 2 Fígado^ e pâncreas^10 -^20 Baixa^ afinidade,
secreção de insulina
GLUT 4 Músculos^ e
adiposo 5 Sensível à insulina, vesículas
GLUT 5 Intestino,^ rins e
testículos Não transporta glicose Frutose
GLUT 7 Fígado^ e rins^?^ REL, glicose
desfosforilada
SGLUT Intestino^ e rins^1 Simporte^ de
Na+, contra o gradiente
