Metabolismo de Lipídeos

Metabolismo de Lipídeos

(Parte 3 de 11)

Carnitina: acilcarnitina translocase

Carnitina

Carnitina Carnitina

RCO
CarnitinaRC

Membrana mitocondrial interna

Citosol Matriz

HSCoA
SCoARC
SCoARC

H SCoA

10 Metabolismo dos lipídeos • 273

2. Hidratação da ligação dupla. A adição de uma molécula de água à dupla ligação da trans−∆2−enoil−CoA forma o L isômero da β−hidroacil−CoA em reação catalisada por enoil−CoA−hidratases (crotonases).

3. Desidrogenação da L−β−hidroacil−CoA. A enzima

L−β−hidroxiacil−CoA−desidrogenase NAD+ dependente é específica para os L−isômeros de substratos com diferentes comprimentos de cadeia, promovendo a produção de β−cetoacil−CoA. O NADH formado transfere o par de elétrons para a cadeia mitocondrial transportadora de elétrons com a subseqüente geração de 2,5 ATP.

4. Formação de acetil−CoA. A reação final catalisada pela tiolase (acil−CoA−acetiltransferase), consiste em clivagem de um fragmento carboxiterminal de dois carbonos na forma de acetil−CoA da 3-cetoacil-CoA entre os Cα e Cβ. O outro produto é uma acil−CoA contendo dois carbonos a menos que a acil−CoA original.

A acetil−CoA é convertida em CO2 e H2O via ciclo do ácido cítrico, enquanto a acil−CoA original encurtada em dois átomos de carbono sofre novo ciclo de quatro reações da β−oxidação. A repetição sucessiva das quatro reações do processo promove a degradação completa de ácido graxo com número par de átomos de carbono em moléculas de acetil−CoA.

274 • Motta • Bioquímica

Figura 10.4 Reações da via de β−oxidação de ácidos graxos

Oxidação dos ácidos graxos nos perossissomos

Nos peroxissomos (organelas subcelulares), ocorre pequena percentagem de β−oxidação dos ácidos graxos. Em animais, a β−oxidação peroxissomal encurta as cadeias de ácidos graxos com mais de 20 carbonos. Os ácidos graxos resultantes são degradados nas mitocôndrias pela β−oxidação. Em muitas células vegetais, a β−oxidação tem lugar predominantemente nos peroxissomos. (Os ácidos graxos não são fontes de energia importantes para os tecidos vegetais).

A β-oxidação peroxissomal difere da via mitocondrial somente na primeira etapa onde uma acil−CoA−oxidase catalisa a reação:

AcilCoA graxo
EnoilCoA
HidroxiacilCoA
CetoacilCoA

Acil-CoA graxo (2 atomos C menor) Acetil-CoA

3C S CoA + CH C S CoA
CoASH

Tiolase

CCH C S CoA

-Hidroxiacil-CoA desidrogenase

CS CoA

H OH 2H Enoil-CoA hidratase

CC

FADH2

Acetil-CoA desidrogenase

2C S CoA CH CH
CH(CH ) CH CH C S CoAO
CH(CH )32n
CH(CH )32n
CH(CH )32n

CH (CH )32n

CH(CH ) C C C SCoA32

10 Metabolismo dos lipídeos • 275 n H H

Acil-CoA FAD

Acil-CoA oxidase

CH(CH ) C C C SCoA32 n

Enoil-CoA

H O2 2 O

A enoil−CoA é idêntica ao produto da reação da mitocondrial catalisada pela acil−CoA−desidrogenase. No entanto, os elétrons removidos são transferidos diretamente para o oxigênio molecular para formar peróxido de hidrogênio (H2O2) e não para a ubiquinona. As reações seguintes são iguais as que ocorrem na mitocôndria.

Em algumas sementes em germinação, a β−oxidação ocorre nos glioxissomos. Os glioxissomos são peroxissomos especializados que contêm as enzimas do ciclo do glioxilato. A acetil−CoA derivada da β−oxidação glioxisomal é convertida em carboidratos pelo ciclo do glioxilato e gliconeogênese.

D. Produção de energia na oxidação dos ácidos graxos

Cada volta do ciclo de β−oxidação produz um NADH, um FADH2 e uma acetil−CoA. A oxidação do NADH e do FADH2 na cadeia mitocondrial transportadora de elétrons acoplada à fosforilação oxidativa, produz 2,5 e 1,5 ATP, respectivamente. Cada molécula de acetil−CoA proveniente da β−oxidação é metabolizada a CO2 e água no ciclo do ácido cítrico e fosforilação oxidativa, com a produção de

10 ATP. No entanto, na ativação do ácido graxo são consumidos dois equivalentes de ATP (um ATP é transformado em AMP + 2Pi). Portanto, em condições fisiológicas, a oxidação completa de uma molécula de ácido palmítico (16 átomos de carbono) é dada pela reação:

Palmitoil−CoA + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 CoA + 7 H2O →

8 Acetil−CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+

A produção de ATP a partir da β-oxidação do ácido palmítico pelo ciclo do ácido cítrico e da fosforilação oxidativa é resumida na Tabela 10.1.

276 • Motta • Bioquímica

Tabela 10.1 – Produção de ATP na oxidação de uma molécula de ácido palmítico

ATP/mol

2 equivalentes de ATP (etapa de ativação) −2 7 FADH oxidados na CMTE (7 x 1,5) 10,5 7 NADH oxidados na CMTE (7 x 2,5) 17,5

8 acetil−CoA oxidados no ciclo do ácido cítrico (10 x 8) 80 Total: 106

CMTE: cadeia mitocondrial transportadora de elétrons

E. Oxidação dos ácidos graxos insaturados

A via de oxidação dos ácidos graxos insaturados é a mesma dos ácidos graxos saturados até atingir a dupla ligação. O ácido oléico,

18:1∆9 (oleato) e o ácido linoléico 18:2∆9,12 (linoleato), são ácidos graxos comuns que contêm duplas ligações cis o que dificulta a ação das enzimas da β−oxidação.

Para o linoleato, as primeiras três voltas da β−oxidação procedem de forma usual para liberar três moléculas de acetil−CoA. O acil−CoA que inicia a quarta volta tem dupla ligação entre C3 e C4 (originalmente a dupla ligação era C9 e C10). Além disso, a molécula é um cis enoil−CoA que não permite a ação da enoil−CoA−hidratase

(enzima que catalisa a etapa 2 da β−oxidação) que reconhece somente a configuração trans. Esse obstáculo metabólico é removido pela enzima enoil−CoA−isomerase, que converte a dupla ligação cis 3,4 em uma dupla ligação trans 2,3 para que a β−oxidação continue.

Um segundo obstáculo ocorre após a primeira reação da quinta etapa da β−oxidação. A acil-CoA−desidrogenase introduz a dupla

Enoil-CoA-isomerase

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