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Aula 6: lpdios e membrana
plasmtica
Prof. Glauciane Danusa Coelho
Estrutura da membrana plasmtica
Em verde: protenas Em vermelho: camada de fosfolipdios Em cinza: a cabea dos fosfolipdios
Membranas biolgicas - Resumo
importncia: so essenciais para a vida; procariotos para eucariotos (desenvolvimento de sistemas de membranas intracelulares: ncleo, etc); mitocndria e cloroplastos
funes: definem limites celulares; regulam trnsito de substncias; dividem clulas em compartimentos; organizam seqncias de reaes; comunicao clula-clula: recepo de
sinais; fenmenos que envolvem reorganizao de membranas (exocitose, endocitose, fuso das
clulas vulo e esperma, diviso celular)
propriedades: resistentes/flexveis auto-selantes/permeabilidade seletiva
estrutura bsica comum: camada dupla de fosfolipdios (domnio hidrofbico no meio). Resulta das propriedades dos lipdios de membrana: molculas anfipticas
componente protico: protenas imersas na bicamada (integrais) Ex. permeases; protenas associadas membrana (perifricas) Ex. citocromo c
componente carboidrato: glicolipdios e glicoprotenas
composio caracterstica para cada reino, cada espcie, cada tecido, e cada organela de um certo tipo celular. Ex. bainha de mielina (isolante eltrico passivo) consiste principalmente de
lipdios; em mitocndrias e cloroplastos (processos mediados por enzimas) contm mais
protena
modelo do mosaico fluido: as interaes no covalentes entre as biomolculas permitem que elas se movimentem lateralmente (fluidez), viscosidade semelhante ao azeite
transporte de molculas pequenas: passivo (glicose) e ativo (bomba de Na+ e K+)
Funes da membrana plasmtica
Controla de forma seletiva a entrada e a sada de ons e substncias;
Separa e proteger seus constituintes celulares
do meio externo;
Permite que a clula responda mudanas
ambientais;
Delimita compartimentos intracelulares
(organelas membranosas dos eucariotos)
Membranas biolgicas so formadas pela
bicamada lipdica
Lipdios: molculas anfipticas
Arranjo energeticamente favorvel
Regio hidroflica
Regio hidrofbica
Lipdios da membrana plasmtica
Lipdios mais abundantes: fosfolipdios
(fosfatidilcolina)
Molcula anfiptica
Bicamada lipdica
Comporta-se como fluido bidimensional
Movimentao lipdica permite rpida difuso de molculas de um plano para outro da membrana
A fluidez depende da temperatura aumento da temperatura promove o aumento da
movimentao lipdica
O grau de saturao dos fosfolipdio interfere
na fluidez da membrana
Lipdios com ligaes insaturadas maior fluidez
no possuem o n mximo de tomos de hidrognio, apresentam duplas
ligaes
Encontradas em alimentos de origem vegetal
Lipdios sem duplas ligaes so chamados de saturados
Encontradas em alimentos de origem animal
Em clulas animais a fluidez da membrana modulada por molculas de
colesterol
Colesterol tende a deixar a membrana mais rgida
Colesterol
Presente em clulas animais
Preenchem espaos vazios entre os fosfolipdios
Promove rigidez e diminuio da permeabilidade da membrana
colesterolcolesterol
Fluidez da bicamada lipdica
Permite:
Rpida difuso de protenas de um plano da bicamada e sua
interao com outras protenas;
Difuso de lipdios e protenas dos locais onde so inseridos
no momento da sntese para outras regies da clula;
Fuso de membranas diferentes e mistura de molculas;
Bicamada lipdica assimtrica
Em verde: protenas Em vermelho: camada de fosfolipdios Em cinza: a cabea dos fosfolipdios
Constituintes da membrana so produzidos no retculo endoplasmtico
Carboidratos na superfcie da MP
GLICOCLICE - Camada de carboidratos na face externa;
Funciona como identificador de clulas
Protege contra danos mecnicos e qumicos;
Reconhecimento;
Adeso celular;
Inibio por contato.
Protenas associadas membrana
Protenas perifricas Protenas transmembranas
Transportam nutrientes, metablitos, ons
Atuam como receptores de sinais qumicos
(hormnios, anti-corpos)
Lipdios: funes biolgicas 1. Reserva de energtica: leos e gorduras armazenam energia
*molculas hidrofbicas: so armazenados na ausncia de gua, dessa forma so mais leves
quando comparados aos carboidratos (glicognio e amido);
*so compostos reduzidos e a oxidao libera mais energia que carboidratos e protenas.
adipcitos
Clula vegetal Nas plantas so armazenados nas
sementes, fornecendo energia e so
usados para germinao
Nos animais a maior parte da energia em excesso armazenada como
gordura no tecido adiposo ( clulas: adipcitos) triglicerdios so armazenados
como gotas de gordura,
ocorre sob a pele, cavidade abdominal e glndulas mamrias. A quantidade
normal de gordura nos homens de 14 a 20% da massa corporal e nas
mulheres de 21 a 27%.
Os triacilgliceris (ou triglicerdeo) so lipdios apolares, pois as regies
polares desapareceram na formao da ligao ster. Assim so insolveis em
gua (leo de oliva no mistura com vinagre nos temperos), muito
hidrofbicos e assim podem ser armazenadas compactamente sem gua (ao
contrrio do glicognio, que a forma de armazenamento dos carboidratos,
que armazenado junto com gua).
Como combustveis estocados, eles tem vantagens em relao aos
polissacardeos glicognio e amido: como so mais reduzidos que os accares,
liberam mais energia (cerca de 2 vezes mais, grama por grama) e como so
hidrofbicos e portanto desidratados, o organismo que transporta gordura
como combustvel no transporta o peso da gua de hidratao associada s
molculas hidroflicas.
Lipdios : funes biolgicas
3. Constituintes de membranas
biolgicas: fosfolipdeos e esteris, chegam a representar cerca de metade da
massa. Muitos lipdios so molculas
anfipticas: apresentam poro apolar
(hidrofbica) e outra polar (hidroflica).
2. Isolantes
trmicos, diminuem
perda de calor pela
pele, protegendo
contra o frio.
4. vitaminas, cofatores enzimticos, transportadores de
eltrons, pigmentos, agentes emulsificantes,
hormnios, mensageiros intracelulares.
5. usados como medicamentos: como antifngico para
tratamento de p-de-atleta (cido undecilnico).
Lipdios: funes biolgicas
cidos Graxos
SATURADO quando possui apenas ligaes simples.
Molculas distendidas, se justape com outras, h grande interao
hidrofbica entre as molculas
necessria muita energia para desfazer os arranjos
INSATURADO quando possui ligaes duplas ou triplas
so altamente reduzidos e portanto pouco reativos
A presena de duplas e triplas ligaes
promove a ocorrncia de dobras nas
molculas, impedindo que elas se
encaixem, assim as interaes entre as
molculas menor. Dessa forma o ponto
de fuso mais baixo
so derivados dos Hidrocarbonetos
so os compostos orgnicos mais simples, constitudos de carbono e hidrognio
cidos graxos
cidos carboxlicos
Longa cadeia carbnica
(14 a 24 carbonos)
no ramificada
Cadeia saturada ou insaturada
A nomenclatura A posio da dupla especificada por nmeros superescritos seguindo a
letra grega delta.
No cido graxo monoinsaturado, a dupla fica entre os carbonos 9 e 10; e nos poliinsaturados
entre 12 e 13 e 15 e 16.
cidos graxos de ocorrncia natural:
a. cido araqudico (leo de amendoim) 20:0 = possui 20 tomos de carbono e nenhuma
ligao dupla
b. cido olico (leo de oliva) 18:1 (9) = 18 tomos de carbono e uma ligao dupla entre
9 e 10
c. cido araquidnico (tecido nervoso) 20:4 (5,8,11,14)
Alguns cidos graxos de ocorrncia natural
Esqueleto carbnico estrutura nome comum
ponto de fuso (C)
12:0 CH3(CH2)10COOH cido lurico (Laurus
rvore louro) 44,2
14:0 CH3(CH2)12COOH cido mirstico (Mirystica
noz moscada) 53,9
16:0 CH3(CH2)14COOH cido palmtico (Palma
palmeira) 63,1
18:0 CH3(CH2)16COOH cido esterico (Stear
gordura dura) 69,6
20:0 CH3(CH2)18COOH cido araqudico (Arachis
gn. dos legumes) 76,5
24:0 CH3(CH2)22COOH cido lignocrico (Lignum
madeira + cera) 86,0
16:1 (9 ) CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH cido palmitolico -0,5
18:1 (9 ) CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH cido olico (Oleum leo) 13,4
18:2 (9,12 ) CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH cido -linolico (Linon
linho) -5
18:3 (9,12,15 ) CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2
)7COOH cido linolnico -11
20:4 (5,8,11,14 )
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=
CH(CH2)3COOH cido araquidnico
-49,5
Propriedades fsicas dos cidos graxos
Quanto maior a cadeia maior o ponto de fuso
Quanto maior o nmero de duplas ligaes menor o ponto de
fuso
Quanto maior a cadeia e menor o nmero de duplas ligaes
menor ser a solubilidade
Lembre-se:
A fluidez da membrana depende da composio dos
cidos graxos presentes
N. de tomos
de carbono
Classificao Ponto de ebulio
(oC)
1-5 Gases naturais abaixo de 40
6-10 Gasolina 40-180
11-12 Querosene 180-230
13-25 leo combustvel 230-405
26-38 Lubrificantes 405-515
acima de 39 Asfalto acima de 515
Fraes tpicas
do petrleo
a oxidao explosiva dos combustveis em um motor assim como a oxidao completa dos cidos graxos at CO2 e H2O altamente exergnica
No petrleo .....
Nos organismos.....
cidos graxos so encontrados como derivados de cidos
carboxlicos, como steres e amidas
ster: reao de um cido carboxlico com um lcool (glicerol)
Alimentos contm triacilgligerdios
leo de oliva: cerca de 80%
de cidos graxos insaturados
Gordura animal: contm
cidos graxos saturados
Margarina: leo vegetal
passa por processo de
hidrogenao reduzindo o
nmero de ligaes
insaturadas
Por qu o leo lquido e a gordura slida???
As cachalotes Cachalotes:descem a grandes
profundidades (at 3000 metros).
Adaptao anatmica e bioqumica.
Espermacete: ocupa 90% do peso da
cabea apresenta cerca de18.000kg de
leo (ceras e triacilglicerois insaturados)
Durante o mergulho, ocorre o
resfriamento rpido do leo, que
congela tornando-se mais denso.
Igualando a densidade da baleia
densidade da gua do mar
(densidade da gua aumenta com
aumento da profundidade)
Ele faz a sua densidade variar de
acordo com a densidade do nvel que ele
quer ir, por meio do ponto de
congelamento do leo.
Espermacete
Ceras
Vertebrados: glndulas da pele de secretam ceras para proteger o cabelo, pele,
mantendo-os flexveis, lubrificados e a prova de gua.
Pssaros aquticos secretam ceras de glndulas do bico para deixar as penas
repelentes gua.
As folhas brilhantes de plantas tropicais possuem camada de cera que proteger
contra parasitas e perda de gua.
aplicaes nas industrias farmacuticas de cosmticos e outras. Lanolina (da l do
carneiro), cera de abelhas, de carnaba e o leo de espermacete = manufatura de
loes, pomadas
cidos graxos de cadeias longas saturada e insaturada (14 a 36 carbonos).
ponto de fuso das ceras entre 60 e 100 C. A cera de abelha usada para construir favos firme na temperatura ambiente e impermevel
gua.
Lipdios estruturais de membranas
glicerofosfolipdios (fosfolipdios);
esfingolipdios:
esfingomielina
glicolipdios
gangliosdios
esteris
Glicerofosfolipdios
So derivados do glicerol que contm fosfato
Fosfolipdios
Regio polar (grupo fosfato esterificado a substituintes)
Regio apolar (cidos graxos mais glicerol)
Fosfolipdios
Derivados do glicerol:
1. Esterificado a 2 cidos
graxos e um grupo
fosfato
2. Grupo fosfato ligado
substituintes
Cardiolipina:
descoberto no msculo
do corao
dois cidos fosfatdicos
Atualidade
Alguns animais e
organismos unicelulares
so ricos em lipdios com
ligaes do tipo ter
Fosfolipdios
Ligao ter
Lipdio:
plasmognio
Confere resistncia fosfolipases de
bactrias halfilas e protistas ciliados
Fosfolipases: enzimas que atuam sobre as
ligaes ster
Arqueobactrias
Extremfilos
Lipdios da membrana contem cadeias hidrocarbonadas
longas e ramificadas ligadas ao glicerol por ligaes do
tipo ter
So mais resistentes hidrlise em pH baixo e
temperaturas altas
Cadeias so to longas que quando estendidos possuem o dobro do comprimento dos
fosfolpidios e dos esfingolipdios
Esfingolipdios
No tem glicerol
esfingosina: aminolcool ligado a longa cadeia de hidrocarbonetos
a. esfingomielina: descoberta na bainha que envolve os neurnios
b. glicoesfingolipdio: no tem fosfato
Encontrado principalmente na face externa da membrana plasmtica
1. Cerebrosdio
2. Globosdio: neutros em ph 7,0 dois ou mais accares
c. gangliosdio: contem oligossacardios e unidades de cido N acetil
neuramnico (cido silico)
superfcie externa da mp, portanto ponto de reconhecimento
Sofre alterao durante processo embrionrio
Esfingolipdios
Esfingolipdios esfingo = papel biolgico foi considerado enigmtico (hoje,
muitos ainda no tem funo conhecida)
participam de reaes de reconhecimento celular:
1. determinantes dos grupos sanguneos A, B e O
2. ponto de ligao da toxina colrica
3. hormnios e mensageiros intracelulares
disfunes no metabolismo - doenas genticas humanas
(acumulam no crebro, bao e fgado, provocando retardo
mental em crianas e morte)
Eicosanides
So derivados do cido araquidnico - 20:4 (5,8,11,14 )
Hormnios de ao local
Funes reprodutivas, inflamaes, febre, dor associada
leses
Formao de cogulos, regulao das presso arterial,
produo de secreo no estmago
Prostaglandinas
Tromboxanos
Leucotrienos
Prostaglandinas
Isolados pela primeira vez na prstata
PGE solvel em ter
Solvel em tampo fosfato
Regulam a sntese do cAMP mediador na ao de
hormnios
Contrao do tero (menstruao e no parto), ciclo de sono
e viglia
Febre e inflamao
Tromboxanos
Produzidos pelas plaquetas (trombcitos)
Formam cogulos e promovem a reduo do fluxo
sanguneo no local do cogulo
Leucotrienos
Promove a contrao do msculo que reveste as vias areas que levam ao pulmo
Em altas concentraes causa o choque anafiltico e asma
Os lipdios estruturais so constantemente
renovados por ao enzimtica
A ausncia de enzimas hidrolticas dos
lisossomos causa acmulo dos
esfingolipdios nas clulas - doenas
genticas raras
Niemann-Pick: esfingomielinase retira a fosfocolina da esfingomiela, que se acumla no
crebro, fgado e bao retardo mental e morte de bebs
Doena de Tay Sachs gangliosdio GM2
se acumula no crebro e no bao por falta
da enzima hexosaminidase
Atraso do desenvolvimento, cegueira,
paralisia e morte aos 3 ou 4 anos
Aconselhamento gentico
Esteris
Ncleo tetracclico: plano rgido, influencia a
fluidez das membranas
Composto chave: colesterol
Abundante em membranas biolgicas
Precursor de outros esterides - hormnios sexuais e das glndulas supra renais(cortisol e
aldosterona), vitamina D e sais biliares
fungos: ergosterol
plantas: fitoesteris, estigmaesterol
bactrias: geralmente no possuem
Esteris
Por que os hormnios so eficientes em baixas concentraes?
Prednisolona e Prednisona
inibem a formao de
prostaglandinas, leucotrienos
e tromboxanos
Esterides anti- inflamatrios
Tratamento de asma, artrite
reumatide
Transporte de lipdios
Transportados em agregados moleculares hidrossolveis
Lipdios apolares (triacilglicerdios) associam-se a lipdios
anfipticos e protenas
As lipoprotenas contribuem para a solubilizao de lipdios
no plasma e funcionam como receptores da superfcie celular
Composio das principais lipoprotenas do plasma humano
Lipo-
protena
Densidade
(g cm-3)
Total protenas (%)
Total lipdios (%)
% dos lipdios totais
Fosfo-
lipdios
Colesterol Triacil-
glicerol
steres de colesterol
Quilo-
micrns
0,90 2 98 8 2 87 4
VLDL 0,98 8 93 18 8 58 13
IDL 1,01 17 83 24 9 30 28
LDL 1,04 22 78 22 9 10 42
HDL 1,14 48 53 33 7 8 21
A classificao feita segundo a densidade A composio varivel: sofrem alteraes metablicas contnuas As apoliprotenas foram omitidas Quilomcrons = transportam lipdios da dieta do intestino aos tecidos VLDL (IDL e LDL) = transportam triacilgliceris e colesterol do fgado aos tecidos HDL = removem colesterol dos tecidos para o fgado
LIPDIOS
Compreendendo a estrutura e as funes biolgicas:
Por qu lipdios so melhores que polissacardeos, como reserva de energia?
Qual a importncia dos lipdios para os animais que vivem nos polos, para os que hibernam e para a sobrevivncia das baleias cachalote?
Lipdios e o modelo do mosaico fludo das membranas biolgicas
Por qu lipdios no so biopolmeros?
Por qu manteiga slida e o leo de oliva lquido?
O que significa o rtulo das margarinas: gordura vegetal mono ou poliinsaturada?
Por qu as vitaminas lipossolveis no precisam ser ingeridas diariamente como as hidrossolveis?
O que um sabo? Como ele atua para limpar a sujeira? Qual a diferena entre sabo e detergente?
Transporte de lipdios aos tecidos pelas lipoprotenas plasmticas
Retangulos = lipase lipoproteca Q = quilomcron RQ = remanescente de quilomcron
HDL: atuam no sentido inverso da LDL So sintetizadas no fgado e intestino
Removem colesterol dos tecidos So absorvidas pelo fgado Colesterol transformado
em sais biliares, que so excretados
Remoo de colesterol dos tecidos
Relao entre nveis plasmticos altos de colesterol e incidncia de
aterosclerose:
Estreitamento de artrias e formao de cogulos ocluso bloqueio da irrigao morte do tecido
deposio de lipdios (colesterol, steres de colesterol) na camada interna da parede de
artrias, formando placas (ateromas)
PO4 lcool PO4 Colina Glicose/ galactose
lipdios de membrana (polares, anfipticos)
5 a 10% da massa seca da clula
colesterol
Esterides
Structure of four steroids.