Estrutura e Propriedades dos Lipídios

1. Estrutura e Propriedades dos Lipídios UNIOESTE – Curso de Enfermagem – Disciplina de Bioquímica 10ª Aula Teórica – Dia 04/06/2014 Mustafa Hassan Issa

2. 2 Conceitos e Definições • Lipídeos: • “Biomoléculas insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos” • Biomolécula com papéis definidos para a ocorrência e manutenção da vida.

3. 3 Importância – Funções Biológicas • - Cumprem 2 Funções Fundamentais: • 1) Função Energética: Fonte e forma de depósito (Altamente concentrado); • 2) Função Estrutural(Plástica): Partição dos conteúdos aquosos – Membranas Celulares e Ambientes Subcelulares. • Outras Funções: Aquelas atribuídas especificamente aos diferentes tipos de lipídeos.

4. 4 Tipos Principais - 2 Tipos Principais (+ 2 Tipos Derivados): 1)Ácidos Graxos(AG)ou Ácidos Graxos Livres (AGL) - Componente lipídico básico; 1.1)Glicerolipídeos - Ácidos Graxos + Glicerol; 1.2)Esfingolipídeos - Ácidos Graxos + Esfingosina. 2)Esteróides – Metabolizados a partir da degradação dos Ácidos Graxos.

5. Funções Biológicas dos Principais Tipos de Lipídeos 5 • Funções específicas dos diferentes tipos de lipídeos: • Ácidos Graxos (AGL) – Formação de outros lipídeos / Fonte e forma de depósito de energia; • Glicerolipídeos e Esfingolipídeos– Forma de depósito de energia / Isolamento térmico e físico / Componentes principais das membranas celulares; • Esteróides – Confere estabilidade às membranas celulares. Outras (Colesterol): Formação dos sais biliares, precursor da vitamina D e dos hormônios esteróides.

6. 6 Ácidos Graxos – Informações Gerais • Definição: • “Ácidos orgânicos hidrocarbonados de cadeia longa” • Características: • Formados por 1 Grupo Carboxila ionizável (COOH) e uma“cauda” hidrocarbonada (Cadeia Longa = Polímero de Carbonos); • Carbonos: Dispostos geralmente emNº par; • Tipos de ÁcidosGraxos: SaturadosouInsaturados.

7. Grupo Carboxila (Região Polar – Hidrofílica) Grupo Carboxila (Região Polar – Hidrofílica) In sa tu ra ção Sa tu ra das Cadeia hidrocarbonada (Região Apolar - Hidrófoba) Cadeia hidrocarbonada (Região Apolar - Hidrófoba) Insaturado Saturado 7 Ácidos Graxos – Estrutura Molecular

8. Ácido Graxo Insaturado Ácido Graxo Saturado 8 Ácidos Graxos – Saturados e Insaturados

9. Ácido Oléico - CH3(CH2)18COOH C-18 (Ω / ω) C-10 3HC-2HC-2HC-2HC-2HC-2HC-2HC-2HC-HC In sa tu ra ção C-2 (a) Região Apolar Região Polar -OOC-2HC- 2HC-2HC-2HC-2HC-2HC-2HC-HC C-9 C-3 (b) C-1 9 Ácidos Graxos – Numeração da Cadeia

10. A partir do C1 (Carboxila): 18:0 Número de ligações duplas Número de carbonos 18:1(9) ou 18:1(D9) ou 18:1-D9 ou 18:1;9 Posição da ligação dupla 9: Do Carbono 9 para o Carbono 10 10 Ácidos Graxos – Nomenclatura

11. Numeração a partir do último carbono: Carbono Omega (Ω / ω) W 2 W 3 W 9 3HC-2HC-2HC-2HC-2HC-2HC-2HC-2HC-HC (C-18) Ω / ω(Ômega) Região Apolar Região Polar -OOC-2HC- 2HC-2HC-2HC-2HC-2HC-2HC-HC W 10 W 18 C-1 11 Ácidos Graxos – Numeração Omega

12. A partir do Carbono Ω / ω (Carbono Omega - Último Carbono): Número de ligações duplas 18:1w9 Número de Carbonos Posição da ligação dupla 12 Ácidos Graxos – Nomenclatura Omega

13. Ácido Linoléico (Série: Omega 6) Ácido Linolênico (Série: Omega 3) - São aqueles que um organismo não pode sintetizar, devendo portanto serem obtidos da alimentação.  13 Ácidos Graxos Essenciais

14. Ácidos Graxos Saturados de Ocorrência Natural 14 Ácidos Graxos – Tipos e Nomenclatura

15. Ácidos Graxos Insaturados de Ocorrência Natural 15 Ácidos Graxos – Tipos e Nomenclatura

16. 16 Ácidos Graxos - Propriedades • Propriedades Físicas: • 1. Isomeria geométrica; • 2. Solubilidade; • 3. Pontos de fusão e ebulição. • Propriedades Químicas: • A)Associadas à Carboxila: • 1. Caráter ácido; • 2. Detergência; • 3. Formação de ésteres. • B)Associadas à Cadeia Carbonada: • 1. Oxidação; • 2. Hidrogenação; • 3. Halogenação.

17. Ácido Esteárico Ácido Graxo Cis Ácido Linolênico Ácido Graxo Cis Ácido Oléico Ácido Graxo Trans Ácido Elaídico 17 Ácidos Graxos - Propriedades Físicas 1)Isomeria Geométrica

18. Solubilidade Número de Carbonos 18 Ácidos Graxos - Propriedades Físicas 2)Solubilidade dos Lipídios em Solução Aquosa

19. 19 Ácidos Graxos - Propriedades Físicas 3) Pontos de Fusão e Ebulição 3.1)Comprimento da Cadeia:Quanto maior o Nº de Carbonos, maior o PEe o PFdamolécula; 3.2)Número de Insaturações: - Quanto maior o Nº de Insaturações (Ligações duplas), menor é o PFdamolécula; - Quanto maior o Nº de Insaturações (Ligações duplas), maior é o PEdamolécula. - Propriedades que influenciamdiretamentesobre o aspectodasubstância à TemperaturaAmbienteEstado sólidooulíquido.

20. Ácidos Graxos Saturados Mistura de Ácidos Graxos Saturados e Insaturados Maior interação entre as moléculas Menor interação entre as moléculas 20 Ácidos Graxos - Propriedades Físicas 3) Pontos de Fusão e Ebulição

21. Ácido Graxo Saturado Grupamento carboxílico Ácido esteárico (18:0) Ponto de fusão: 69,6C Cadeia hidrocarbonada 21

22. Ácido Graxo Insaturado In sa tu ra ção Ácido oléico [18:1(9)] Ponto de fusão: 13,4C Curvatura na Molécula 22

23. Pontos de Fusão de Ácidos Graxos Saturados 23 Ácidos Graxos - Propriedades Físicas

24. Pontos de Fusão de Ácidos Graxos Insaturados 24 Ácidos Graxos - Propriedades Físicas

25. 25 Ácidos Graxos - Propriedades Químicas Propriedades Químicas Associadas à Carboxila: 1. Caráter Ácido.

26. 26 Ácidos Graxos - Propriedades Químicas Propriedades Químicas Associadas à Carboxila: 2. Detergência. R-COOH + NaOH R-COONa + H2O

27. Ligação éster 27 Ácidos Graxos - Propriedades Químicas Propriedades Químicas Associadas à Carboxila: 3. Formação de Ésteres.

28. O2 28 Ácidos Graxos - Propriedades Químicas Propriedades Químicas Associadas à Cadeia Carbonada: 1. Oxidação.

29. 29 Ácidos Graxos - Propriedades Químicas Propriedades Químicas Associadas à Cadeia Carbonada: 2. Hidrogenação.

30. 30 Ácidos Graxos - Propriedades Químicas Propriedades Químicas Associadas à Cadeia Carbonada: 2. Hidrogenação. Sat. Insat. Trans

31. São 2 formas isômeras estruturais (Isômeros): Cis e Trans Cis Trans 31 Ácidos Graxos – Isômeros Cis e Trans • Na natureza a maioria dos ácidos graxos insaturados estão na forma CIS – Os dois átomos de hidrogênio estão no mesmo lado da dupla ligação de carbono. • Nos ácidos graxos forma TRANS - Os dois átomos de hidrogênio estão em lados opostos da dupla ligação.

32. 32 Ácidos Graxos – Isômeros Cis e Trans

33. 33 Ácidos Graxos – Isômeros Cis e Trans • Exemplo:Margarina. • Na fabricação da margarina, é realizada a hidrogenação dos ácidos graxos vegetais para que fiquem com aspecto de estruturas saturadas, o que provoca elevação no ponto de fusão (produto se mantém sólido à temperatura ambiente); • “Processo de Hidrogenação“ (Catalisador metálico: níquel ou alumínio / Temperaturas em torno de 260ºC); • Neste processo, muitas das ligações originalmente "cis"transformam-se em ligações "trans".

34. Propriedades Químicas Associadas à Cadeia Carbonada: 3. Halogenação*. *Grupo 17 (7A) da tabela periódica: F/Cl/Br/IAs 34 Ácidos Graxos - Propriedades Químicas

35. Lipídios de membrana (polares) Lipídios de armazenamento (apolares) Fosfolipídios Glicolipídios Esfingolipídeos Esfingolipídeos Glicerofosfolipídeos Triglicerídeos Ácido graxo Ácido graxo Ácido graxo Ácido graxo Ácido graxo Ácido graxo esfingosina glicerol glicerol esfingosina Carboidrato Fosfato Outro Grup. Fosfato Colina Ácido graxo 35 Ácidos Graxos - Derivados Bioquímicos (Glicerolipídeos e Esfingolipídeos)

36. Nº de Carbonos 36 Glicerolipídeos – Estrutura do Glicerol

37. 1-Monoacilglicerol 2-Monoacilglicerol 37 Glicerolipídeos – Denominações e Tipos

38. Triacilglicerol Diacilglicerol 38 Glicerolipídeos – Denominações e Tipos

39. Homoglicerídios: • Formado por 3 ácidos graxos iguais. • Ex: Triesteroilglicerol (3 ácidos esteáricos). • Heteroglicerídios: • Formado por ácidos graxos diferentes. • Ex: 1,3-palmitoil-2-oleil-glicerol • (2 palmitatos + 1 oleato). 39 Glicerolipídeos – Classificações

40. Glicerolipídeos – Triglicerídeos (Triacilglicerídeos ou Triacilgliceróis) São ésteres de 3 Ácidos Graxos com o Álcool Glicerol Triglicerídeo: Ácido graxo Ácido graxo Glicerol Ácido graxo 40

41. Ácido graxo Ácido graxo Glicerol P Outro Grupo* *Outro grupo = Composto nitrogenado ou álcool. 41 Glicerolipídeos –Glicerofosfolipídios São ésteres de 2 Ácidos Graxos com o Álcool Glicerol, Grupo Fosfato, e um Grupamento Nitrogenado ou outro Álcool

42. Glicerol Ácido Graxo Ácido Graxo Grupo Fosfato Outro Grupo Ácido Graxo 42 Glicerolipídeos –Glicerofosfolipídios

43. Etanolamina Colina Inositol Serina Glicerol 43 Glicerofosfolipídeos – Derivados (Grupos que pode estar ligados ao Grupo Fosfato)

44. Atelectasia Expiração Inspiração Alvéolo parcialmente vazio no final da expiração (Normal) Alvéolo totalmente expandido no final da inspiração Alvéolo colabado por falta de surfactante 44 Glicerofosfolipídeos – Função Biológica - Exemplo: Devido à sua propriedade tensoativa a Fosfatidilcolina impede que os alvéolos colabem durante a expiração.

45. Esfingofosfolipídios possuem: • Álcool = Esfingosina • Ácido Graxo • Grupo Fosfato • Colina Ácido graxo Esfingosina Colina P Ácido graxo • Glicolipídios possuem: • Álcool = Esfingosina • Ácido Graxo • Carboidrato Esfingosina Carboidrato 45 Esfingolipídeos

46. - A Esfingomielina forma a Bainha de Mielina, que circunda os axônios nas células nervosas. - Na Esclerose Múltipla a perda da Bainha de Mielina leva à lentidão ou à interrupção da transmissão nervosa. 46 Esfingolipídeos – Função Biológica

47. - São derivados cíclicos do isopreno, sendo o ciclopentanoperidrofenantreno a estrutura fundamental dos esteróides. Isopreno 47 Esteróides

48. 48 Esteróides - Colesterol - Estrutura e Fórmula * • O colesterol é o esterol precursor dos • demais esteróides biologicamente ativos; • Pode apresentar-se ligado a um ácido graxo (Colesterol Esterificado). *

49. Vitamina D Hormônios Esteróides 49 Alguns derivados do Colesterol Ácidos/Sais Biliares

50. - O Colesterol estabiliza o arranjo linear dos Ácidos Graxos das Membranas Celulares, por interações de Van der Waals. 50 Esteróides – Função Biológica