Bioquímica Degradação dos Ácidos Gordos

Degradação dos Ácidos Gordos

(Oxidação em Beta)

Ana Edral

Carlos Leite

Bioquímica

Porto, 27 de Novembro de 2006

Bioquímica 2006-2007

Noções Gerais –Ácidos Gordos

�Citosol

�NADPH como coenzima

�Gasto de ATP

�Mitocôndria

�NAD+e FAD como coenzimas

�Produção de ATP

�Processo aeróbio

Biossíntese

Acetil-CoA�Ácidos Gordos

Oxidação

Ácidos Gordos �Acetil-CoA

�Ácidos Gordos: Cadeia carbonada com um grupo carboxílico, que

corresponde àfórmula R-COOH

�Numeração da cadeia carbonada:

�C1 �

COOH

�C2 �α

�C3 �β

�Cterm

inal�ω


Transporte dos FFA*

Cadeias longas

No plasm

a: combinados com albumina

Na célula: fattyacid-bindingproteins

Cadeias mais curtas

São mais solúveis em água e existem como

partículas de ácidos desionizadosou aniões de

ácidos gordos

*FFA –ácidos gordos não esterificados


Activação

FFA + ATP + CoA Acil-CoA+ PPi+ AMP

�A pirofosfataseinorgânica assegura que a activação seja

completa pois facilita o desdobramento da ligação do PPi

PPi+ H

2O 2Pi

�A Acil-CoAsintetaseéencontrada no retículo

endoplasmático, peroxissomase nas mitocôndrias.

Acil-CoA

Sintetase

Fosfatase

Inorgânica



Transporte da Acil-CoApara o interior da

mitocôndria





1 ciclo de β-oxidação

Derivado de Acil-CoA

Acetil-CoA

Reentra no processo na 1ª

reacção de

desidrogenação

Oxidada no ciclo de Krebs


Balanço de ATP

�1 molde Palmitato (com 16C éo

ácido gordo mais abundante no

organismo). Sofre 7 ciclos de

degradação de ácidos gordos,

originando 7 molde FADH2, 7 mol

de NADH e 8 molde Acetil-CoA

�FADH2e NADH (3 + 2) x 7 = 35 ATP

�8 molde Acetil-CoA

12 ATP cada

12 x 8 = 96 ATP

�Subtrair 2 ATP da activação de 1 molde

ácidos gordos

Total= 129 molde ATP


Ácidos gordos com número ímpar de

carbonos

�Os átomos gordos que possuem

nºímpar de átomos de carbono

(raros) sofrem

β-oxidação até

restar um resíduo de 3 carbonos:

propinoil-CoA

�O resíduo propionilquando existe

éa única parte de um ácido gordo

com nºímpar que pode ser

gliconeogénica

�Requerem

mais 3 reacções extra,

dando origem ao succinil-CoA,

intermediário do ciclo de Krebs.


Oxidação de ácidos gordos em

peroxissomas

�Nos peroxissomasocorre uma β-

oxidação modificada, uma vez que a

Acil-CoADesidrogenaseque introduz

a ligação dupla, transporta os

electrões directam

ente para o O

2,

produzindo-se H

2O2. Este oxidante

toxicoérapidamente decomposto em

H2O e O

2 pela catalase

�Nos peroxissomasesta primeira

oxidação não resulta na formação de

ATP, e a energia libertada neste

passo oxidativo dissipa-se sobre a

forma de calor

�As enzimas nos peroxissom

asnão

degradam cadeias curtas, terminando

a β-oxidação em Octanoil-CoA


Oxidação de ácidos gordos insaturados

�Os ácidos gordos

insaturados são os mais

abundantes na natureza

�Podem ter um

a ou mais

ligações duplas, que estão

sempre em configuração

cise não podem ser

catalizadas pela ∆

2 Enoil-

CoAHidratase.

�São necessárias 2

enzimas auxiliares para a

β-oxidação destes ácidos

gordos: uma isomerase, e

uma redutase



Oxidação em αe ω

�α-Oxidação

•Alguns ácidos gordos contêm um grupo metilo no

carbono β, o que impede a acção catalítica da Acil-CoA

Desidrogenase, é

por isso necessário a oxidação em α

seguida da descarboxilação do carbono 1. De seguida o

ácido gordo sofre β-oxidação

•Ocorre maioritariam

ente no cérebro

�ω-Oxidação

�AAindamenos frequente

�AImplicahidrólasesenvolvendo o citocrom

oP 450

�aOcorreno retículo endoplasmáticode células do fígado

e rins

�FForma-secomo productoso Ác. Adípicoe o Ác.

Subéricoque são excretados na urina


Regulação

�Excesso de glicose inibe a

carnitinaacil-transferase, a

oxidação é“trocada”pela

lipogénese


Na reacção

quando a relação [NADH]/[NAD+] éaumentada, a enzima éinibida.

NAD+ NADH + H

+

L(+)-3-Hidroxiacil-CoA

3-Cetoacil-CoA

L(+)-3-Hidroxiacil-CoA

desidrogenase


Um excesso de Acetil-CoA

inibe a enzima 3-Cetoacil-CoA

Acetil-CoA

Acil-CoA

+

CoA –SH

Tiolase


Mobilização de triacilgliceróis

Baixos níveis de glicose no sangue

activam a libertação de glicagina

Liga-se a receptores na membrana

dos adipócitos, estimulando

enzimas

Triacilgliceróis

�FFA


Importância Biomédica

�O aumento da taxa de oxidação de ácidos gordos é

característico de situações de fome e diabetes mellitus,

levando ao aumento da taxa de cetogénese, que em

casos extremos pode vir a ser fatal.

�Uma redução da taxa de oxidação de ácidos gordos leva

àhipoglicemia, jáque a gliconeogénesedepende

também deste processo

�Deficiências na carnitina

�Deficiências enzimáticas

�Inibição por venenos


Deficiência na Carnitina

-Mais com

um em recém-nascidos ou bebés prematuros;

-Biossínteseinadequada ou escoamento renal ou ainda na

hemodiálise;

-Os sintomas podem

ser de hipoglicemia, com

o consequência da

baixa taxa de oxidação de ácidos gordos, e fadiga muscular graças

àacumulação lipídicano tecido;

-Tratamento: suplementos orais.

-Quando se trata da Aciltransferase

da CarnitinaI, afecta mais o fígado

(diminui a oxidação de FFA e cetogénese);

-Quando éa Aciltransferase

da CarnitinaII, émais afectado o músculo

esquelético e, com a agravação, o fígado.


Drogas derivadas da Sulfonilúreausadas no tratamento

de diabetes mellitusreduzem a oxidação dos ácidos

gordos e consequentemente a hiperglicemia, por

inibição da aciltransferaseda carnitinaI


�AcidúriaDicarboxílica

•Causada pela falta de desidrogenasesde acil-CoAde

cadeia média nas mitocôndrias

•Doença hereditária cujo gene responsável érecessivo

•Excreção de ácidos ω-dicarboxílicosem

C6-C

10e

hipoglicemianão-cetónica

•Sonolência, vómitos e coma


�Síndroma de Zellweger-

cerebrohepatorenal

•Ausência congénita de peroxissom

asem

todos os

tecidos

•Acumulação de ácidos gordos de cadeias muito longas

no sangue

•Sintomas neurológicos, perda de visão, distúrbios

comportamentais e morte


�Jamaican

VomitingSickness

•Toxina hipoglicina

•Inactiva a desidrogenaseda acil-CoA

(de cadeia curta e média)

•Inibe a oxidação em βdos ácidos gordos

•Leva a hipoglicemia


�Doença de Refsum

•Acumulação de ácido fitânico. Este ácido contém um

grupo metilo no carbono β. A ausência das enzimas

necessárias para a oxidação do carbono αlevam a esta

doença

•O ácido estápresente em derivados do leite e carne de

ruminantes

•Os elevados níveis deste ácido no sangue levam a

doenças neurológicas graves, cegueira e surdez


Bibliografia

�Murray R. K., GrannerD. K., Mayes P. A. And

RodwellV. W.: Harper’s Biochemistry. 27thEd.

Prentice-Hall International Inc. London. 2006.

�Nelson D. L., Cox M.M.: LehningherPrinciples of

Biochemistry(4thEd.). W. H. Freeman and

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