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BIOSSÍNTESE DE
ÁCIDOS GRAXOS
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BIOSSÍNTESE DE
ÁCIDOS GRAXOS
CONTEÚDO: FABIANA SCARPA D’ANGELO
CURADORIA: PEDRO SULTANO
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SUMÁRIO
INTRODUÇÃO ... 4
BIOSSÍNTESE DOS ÁCIDOS GRAXOS ... 4
AS ETAPAS DA SÍNTESE DOS ÁCIDOS GRAXOS ... 5
A REGULAÇÃO DA BIOSSÍNTESE DE ÁCIDOS GRAXOS ... 6
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INTRODUÇÃO
Os lipídeos são a principal forma de armazenamento de energia dos organismos, além de desempenharem importantes funções como a de compor as membranas celulares, formar hormônios, pigmentos (como o retinal e caroteno) e mensageiros extra e intracelulares. Sendo assim, o processo de síntese dos lipídeos é de extrema importância para os organismos.
Os lipídeos são moléculas apolares formadas, basicamente, por ácidos graxos e glicerol. A biossíntese de ácidos graxos e, portanto, de lipídeos, chamada lipidogênese, ocorre em três tecidos: tecido hepático, tecido adiposo e em glândulas mamárias, sendo o fígado o principal deles. A maior parte dos lipídeos produzidos são provenientes do excesso de carboidratos da dieta quando as necessidades energéticas foram supridas e o estoque de glicogênio já foi formado.
BIOSSÍNTESE DOS ÁCIDOS
GRAXOS
Quando o balanço energético está positivo, ocorre a modulação negativa do Ciclo de Krebs, com consequente acúmulo do citrato. Este, em excesso, se encaminha ao citosol sendo convertido a Acetil CoA por ação da enzima Citrato Liase. O Acetil
CoA, por sua vez, por ação da enzima
Acetil CoA Carboxilase, que utiliza o ATP
como fonte de energia para a reação, forma o primeiro intermediário da síntese de ácido graxo, chamado Malonil CoA, o qual exerce a importante função de ser o principal modulador negativo da beta oxidação por inibição da carnitina acil transferase.
A acetil CoA Carboxilase contém três subunidades polipeptídicas distintas e um grupo prostético, a biotina, a qual se liga um grupo carboxil derivado do bicarbonato
(HCO3–) em uma reação dependente de
ATP. Assim, o grupo biotinila formado atua como transportador temporário de CO2 até que este seja transferido ao Acetil-CoA, formando, então, o Malonil CoA.
O Malonil CoA é, então, unido à Acetil CoA na reação catalisada pela Ácido Graxo
Sintase (FAS), dando início ao processo de
formação do ácido graxo. Nesta reação, é importante a presença do NADP reduzido, cuja grande parte é formada na via das pentoses fosfato.
A Ácido Graxo Sintase (FAS) é uma enzima citosólica composta de sete sítios ativos presentes em domínios separados: Sítio ACP (aceptor de acetil e Malonil CoA), Sítio ACP-Transferase, Sítio Cisteína, Sítio Hidratase, Sítio Desidratase, e dois Sítios Redutores. O Malonil CoA é a molécula que inicia o processo, sendo a ele adicionado
5 os Acetil CoA que irão compor a molécula.
Aos sítios redutores, se ligam os NADP reduzido que serão oxidados durante o processo.
O Acetil-CoA utilizado no processo provém da oxidação do piruvato e do catabolismo do esqueleto carbônico dos aminoácidos. Uma vez que a membrana interna da mitocôndria é impermeável ao Acetil-CoA, seu transporte para o citoplasma ocorre por uma via alternativa que consiste na reação do Acetil-CoA com o Oxaloacetato sob ação da enzima Citrato-Sintase, formando o Citrato. Este, por sua vez, ao atravessar a membrana, chega ao citoplasma onde sofre ação da Citrato Liase, regenerando o Acetil-CoA que será utilizado no processo.
Vale lembrar que o oxaloacetato, que também é regenerado após ação da Citrato Liase, volta à mitocôndria após sua redução à Malato pela Malato Desidrogenase citosólica. Na matriz mitocondrial, então, o Malato é reoxidado a Oxaloacetato, completando o ciclo. O malato do citosol, no entanto, segue na grande maioria das vezes, outro caminho que também é de extrema importância na biossíntese dos ácidos graxos. Esse caminho consiste na atuação da enzima málica que forma piruvato e CO2, além de formar NADPH citosólico, que será
utilizado em alguns pontos da biossíntese dos ácidos graxos.
AS ETAPAS DA SÍNTESE DOS
ÁCIDOS GRAXOS
A longa cadeia de carbono dos ácidos graxos é construída por uma sequência de quatro etapas de reações que se repetem, de modo que, o grupamento acil formado a cada ciclo servirá de substrato de condensação posteriormente com o grupo malonila ativado. Assim, a cada ciclo, a cadeia de ácido graxo aumenta em dois carbonos. Quando o comprimento da cadeia atinge 16 carbonos, formando a molécula chama de palmitato, esta deixa o ciclo.
Para que o processo de formação do ácido graxo se inicie, os grupos tiós do complexo enzimático devem estar corretamente carregados com os grupamentos acila corretos. O grupo acetil da Acetil CoA é transferido para a ACP na reação catalisada pela Malonil/Aacetil-CoA-ACP-transferase, e, posteriormente, para o grupo –SH da Cys da b-cetoacil-ACP—
sintase. Da mesma forma, o grupo
malonila do Malonil-CoA é transferido para o grupo –SH da ACP. O complexo sintase está, então, carregado e pronto para dar continuidade ao alongamento da cadeia. A primeira etapa conta com a ação da enzima b-cetoacil-ACP-sintase e consiste na condensação entre os grupos acetila e
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malonila ativados, formando o acetoacetil-ACP e uma molécula de CO2 cujo átomo de carbono é o mesmo originalmente introduzido na Malonil-CoA proveniente da molécula de bicarbonato.
Já a segunda etapa consiste na redução do grupo carbonil em C-3 da acetoacetil-ACP formada na etapa anterior, por ação da enzima b-cetoacil-ACP-redutase,
formando D-b-hidroxibutiril-ACP. Essa
reação conta com a doação dos elétrons do NADPH.
Seguimos para a terceira etapa do processo, em que ocorre a desidratação dos carbonos C2 e C3 da D-hidroxibutiril-ACP por ação da enzima
b-hidroxiacil-ACP-desidratase.
Uma dupla ligação da molécula formada na etapa anterior é, então, reduzida, na quarta e última etapa, formando o bitiril-ACP, na reação que conta com a ação da enzima
enoil-ACP-redutase e, mais uma vez, com
a doação de elétrons do NADPH.
Para que um novo ciclo de quatro reações seja iniciado, um grupo malonila deve-se ligar ao grupo –SH da fosfoproteína ACP, dando continuidade ao alongamento da molécula, até que, após sete ciclos, forma-se um ácido graxo de 16 carbonos, chamado palmitato, o qual é liberado da ACP pela atividade hidrolítica da
tiosterase.
A partir do palmitato, a molécula de ácido graxo vai sendo alongada pela adição de grupos acetil no sistema presente no
retículo endoplasmático liso e na mitocôndria, chamado sistema de alongamento de ácidos graxos. O ácido graxo formado, é, então, associado a um glicerol para formar um triglicerídeo.
A REGULAÇÃO DA BIOSSÍNTESE
DE ÁCIDOS GRAXOS
Quando as necessidades energéticas da célula são supridas, o excesso de combustível é estocado na forma de lipídeos, após a conversão para ácido graxo. O ponto de regulação mais importante na biossíntese dos ácidos graxos é a reação catalisada pela enzima acetil-CoA-carboxilase que apresenta como inibidor o próprio produto da síntese de ácidos graxos, a palmitoil-CoA, e como ativador alostérico, o citrato.
A Acetil CoA Carboxilase também sobre modulação covalente pela fosforilação promovida pela ação do glucagon e da adrenalina, que inativam a enzima, reduzindo a síntese de ácidos graxos, ao passo que a insulina, ao desfosforilar a enzima e torná-la ativada, estimula o armazenamento de energia na forma de lipídeos.
O processo de degradação de lipídeos, conhecido como beta oxidação, é inibido assim que o primeiro intermediário da lipidogênese é formado: o malonil-coa, o qual inibe a carnitina aciltransferase.
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FONTE: LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed.
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REFERÊNCIAS
Bioquímica – Ácidos Nucleicos – Biossíntese dos Ácidos Graxos (Professor Pedro
Sultano). Jaleko Acadêmicos. Disponível em: < https://www.jaleko.com.br>.
LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição,
2014. Ed. Artmed.
