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Me. Aylan Kener Meneghine
Doutorando em Microbiologia Agropecuária
Maio/2014
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Grupo de compostos diferentes
quimicamente entre si, apresentando como
característica comum: insolubilidade em
água e solubilidade em solventes
orgânicos.
Distribuídos em todos os tecidos,
principalmente nas membranas celulares e
nas células de gordura.
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Armazenamento de energia (Gorduras e óleos);
Elementos estruturais de membranas
(fosfolipídios, glicolipídeos e esteróis);
Co-fatores enzimáticos;
Transportadores de elétrons;
Mensageiros intracelulares
Hormônios;
Pigmentos que absorvem radiação luminosa;
Ancoras hidrofóbicas de membranas;
Agentes emulsificantes.
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Indústrias alimentícias
Sabão e detergentes
Farmacêutica
Cosméticos
Explosivos, polímeros
Óleos para freios e Fluídos de hidramático
Tintas e adesivos
Produção de biodiesel
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Combustível renovável composto de alquil ésteres de
ácidos graxos de cadeia longa, derivados de óleos
vegetais ou de gorduras animais. (Resolução ANP n°07/2008)
MATÉRIAS-PRIMAS
Óleo vegetal: mamona, dendê, babaçu, girassol, soja, coco da praia,
algodão, amendoim, canola, abacate, linhaça, quiabo, semente de tomate, de
maracujá e de nabo forrajeiro.
Plantas nativas: pequi, o buriti e a macaúba (bons resultados em
laboratórios mas sua produção é extrativista e não há plantios comerciais )
Gorduras animais: o sebo bovino, os óleos de peixes, o óleo de mocotó, a
banha de porco
Óleos e gorduras residuais (uso doméstico, comercial e industrial) - grande
potencial.
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“A produção de óleo do quiabo por hectare pode chegar a 1500 quilos de
óleo contra 480, 500 quilos de óleo de soja por hectare” Pesquisador Artur
Augusto Alves
Fonte: http://www.brasilagro.com.br/index.php?noticias/detalhes/10/25091
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• Lipídeos de armazenamento – lipídeos neutros
• Lipídeos de membrana – lipídeos polares
• Lipídeos como sinais, co-fatores e pigmentos
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Substâncias derivadas quimicamente de ácidos graxos (por exemplo,
gorduras e óleos) com a função de armazenamento de energia
(energia ou carbono) nos seres vivos (animais e vegetais).
GORDURAS E ÓLEOS
Gorduras de origem animal – manteiga e creme de leite,
banha sebo e óleo de mocotó;
Gordura de origem vegetal – manteiga de cacau
Óleo de origem animal – óleo de baleia, fígado de bacalhau,
peixe;
Óleo de origem vegetal – soja, linhaça, coco, amendoim,
dendê, oliva, algodão, etc.
Originam ácidos graxos
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Ácidos Graxos
(Derivados de Hidrocarbonetos)
São ácidos carboxilicos com cadeias
hidrocarbonadas de comprimento entre 4 e
36 carbonos (C4 a C36).
Suas cadeias podem ser saturadas (sem
duplas ligações) ou insaturadas (com
duplas ligações).
Grupo carboxila
Cadeia
carbônica
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São moléculas acíclicas, anfipáticas, sem ramificações
e, em geral possui número par de átomos de carbono.
Alguns contém: anéis de 3 carbonos, grupos hidroxila
ou ramificações através do grupo metila.
Parte hidrofílica
(polar)
Parte hidrofóbica
(apolar)
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Ácido
Esteárico
Ácido
Oleico
Ácido
Linoleico
Ácido
Linolênico
Grupo carboxila
Região hidrofílica
Cadeia hidrocarbônica
com 18 C
Região hidrofóbica
Duplas ligações
quase nunca são
conjugadas, são
separadas por um
grupo metileno
Acido graxo
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• Nomenclatura simplificada (de acordo com a cadeia
carbônica): especifica o comprimento da cadeia e o número
de duplas ligações, separados por dois pontos.
– Por exemplo:
Ácido palmítico = saturado e com 16 carbonos 16:0
Ácido oléico = 18 carbonos e uma dupla ligação 18:1
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As posições de quaisquer outras duplas ligações são especificadas
por números superescritos a seguir da letra grega (delta):
16 carbonos com ligação dupla
no carbono 9 = 16:1 (9)
Ácido palmitoléico
20 carbonos com ligação dupla nos
carbonos 5, 8, 11, 14 = 20:4 (5,8,11,14)
Ácido araquidônico
H
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Final anóico (apenas para
ligação simples); final enóico
(para ligações simples e
dupla)
n- (cadeia nornal, cis, duplas
dobram as cadeias para o
mesmo lado)
cis trans
Nome comum e
sistemático
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Determinadas pelo comprimento e
grau de insaturação da cadeia de
hidrocarboneto
Outro fator influenciado por esses itens
são o ponto de fusão
(T ambiente – 25°C):
– Ácidos graxos saturados de 12:0 a
24:0 consistência cerosa;
– Ácidos graxos insaturados de 12:0
a 24:0 líquidos oleosos.
Dupla ligação
Ponto fusão
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Quanto mais longa for a cadeia acila do ácido graxo e
menor o número o número de duplas ligações, menor será
a solubilidade em água.
O grupo carboxílico (polar) é responsável pela pequena solubilidade
em água dos ácidos graxos de cadeia curta.
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Dupla ligação causa uma curvatura na cadeia
Saturado Insaturado
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Hidrofílica
Hidrofóbica
SATURADOS INSATURADOS
Influência do grau de insaturação no ponto de fusão...
Mais organizados – para fusão
necessitam de mais energia
Menos organizados – para fusão
necessitam de menos energia
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Equilíbrio entre
ácidos graxos
interfere na
consistência da
gordura
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A maioria dos ácidos graxos se encontram nos animais e
plantas na forma de ÉSTER DE GLICEROL.
+
Ocorre liberação de uma molécula de H2O
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Glicerol (álcool)
Ácido graxo (Ácido
carboxílico)
Monoglicerídeo (éster)
Di e triglicerídeo
ESTER DE GLICEROL
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Lipídeos mais simples: compostos de
três ácidos graxos, cada um em ligação
éster com o mesmo glicerol.
Ocorrência natural mistos contém dois
ou mais ácidos graxos diferentes (por ex:
gorduras animais e óleos vegetais).
Moléculas hidrofóbicas, apolares,
essencialmente insolúveis em água
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Adipócitos
Cotilédone
Nas células são acumulados em vesículas - células animais (adipócitos) e
vegetais (principalmente em sementes) possuem no citoplasma gotículas de
triglicerídeos.
Animais superiores acumulam-se
em vacúolos maiores,
Servem como isolantes térmicos
– camada de adipócitos no
subcutâneo Células vegetais eles são armazenados
em gotículas ou grânulos dispersos no
citoplasma sem a presença de água.
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Os átomos de carbono dos ácidos graxos estão mais reduzidos que
os dos açúcares, sua oxidação fornece mais do que o dobro em
energia, grama por grama, que a oxidação dos açúcares.
Em alguns animais tem função de isolantes contra baixas temperaturas
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São ésteres de ácidos graxos com álcoois de cadeia longa
Cadeias de ácido graxo 14 a 36C;
Cadeias de álcool 14 a 30 C
Pontos de fusão mais altos que os dos triacilgliceróis 60 à 100°C
Repelentes à água (no caso de penas e pelos – animais) ;
Evita desidratação e proteção contra parasitas (plantas);
Armazenamento de energia (plâncton)
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Indústrias farmacêuticas, cosméticos e outras.
Lanolina, cera de abelha, cera de carnaúba, cera
extraída do óleo de espermacete.
Cera de abelhas – acido graxo (16C) e álcool de cadeia longa (30C)
Carnaúba
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Ceras , juntamente com a cutina (partes aéreas) e suberina (partes
subterrâneas ) são importantes para a formação da cutícula –
estrutura que cobre as paredes celulares externa das plantas.
Auxiliam na redução da transpiração e na
invasão de patógenos
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Os lipídeos de membrana são anfipáticos.
Formam interações entre si e com a água e direcionam sua
organização como bicamadas de membrana.
A característica central na arquitetura de membranas
biológicas é a camada dupla de lipídeos (bicamada lipídica).
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Membrana biológica
Age como uma barreira
impedindo a passagem
de moléculas polares e
íons
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Fosfolipídeos (PO4) Glicolipídeos (açúcar)
Glicerofosfolípideos (glicerol)
Esfingolipídeos (esfingosina)
Esfingolipídeos (esfingosina)
Galactolipídeos (galactose)
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Ácido graxo
saturado C16 ou C18
Ácido graxo
insaturado C18 a C20
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Lipídeos encontrados nas membranas dos cloroplastos.
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Segunda maior classe de lipídios de membrana.
Compostos de uma molécula de esfingosina (aminoálcool), uma
molécula de um ácido graxo de cadeia longa.
As ligações podem ser glicosídicas ou fosfodiéster.
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fosfolípideo glicolípideo
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As porções de carboidratos
de certos esfingolipídios
definem os grupos, e por
isso determinam o tipo de
sangue que se pode receber
com segurança em
transfusões
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Presente na maioria das células eucarióticas.
Precursores de vários produtos com atividades biológicas
específicas:
Hormônios (expressão gênica), ácidos biliares (emulsificação das
gorduras da dieta)
Colesterol: mais importante esterol dos tecidos animais, é
anfipático.
Bactérias não podem sintetizar esteróis, porém algumas espécies
bacterianas podem incorporar esteróis exógenos em suas
membranas.
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Anéis fundidos: 3 com 6C e 1 com 5C
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Hormônio sexual masculino. Hormônio sexual feminino.
Compostos esteroidais
usados como agentes
antiinflamatórios.
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Derivados do ácido araquidônico (20:4 ∆5,8,11,14) originário de
lipídeos de membrana (animais) e do ácido linolênico (18:3∆9,12,15)
nos vegetais.
Funções reprodutivas, reação inflamatória, secreção gástrica, etc.
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Síntese do AMP
Contração musculatura
lisa do útero
Reação inflamatória
Ciclo sono/vigilia
Produzido pelas
plaquetas
Formação do coágulo
e do fluxo sangue
local do coágulo
Produzido principalmente
pelos leucócitos
Contração musculatura
lisa pulmão – crise
asmática
Animais - Ácido aracdônico liberado dos lipídeos de
membrana é metabolizado em substancias importantes
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Mecanismos similar ao das
prostaglandinas são
observados nos vegetais na
defesa contra insetos e
alguns patógenos – defesa
da planta – ácido jasmônico
Vegetais – derivados do
acido linolênico
produzem eicosanóides
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Podem ser precursores de hormônios (vitamina A e D) como
também ser co-fatores de oxidação e redução (vitaminas E e
K).
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INTERVALO 15 MINUTOS!
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Definem limites externos das células
Dividem compartimentos
Regulam o trânsito das moléculas
Manutenção do equilíbrio com o meio
Participam da interação célula X célula
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Flexibilidade mudança de forma, crescimento e
movimento
Auto-selantes habilidade de se romper e selar, por
exemplo, endo e exocitose, divisão celular
Seletividade permeabilidade seletiva
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Lipídeos polares Fosfolipídeos, glicolipídeos e esterois;
Proteínas Moléculas responsáveis pelo trânsito molecular ,
sinalizadoras ou receptores de sinais.
Proporção dos constituintes principais (proteínas e lipídeos)
variam conforme as funções biológicas das células
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As características das membranas biológicas
podem ser explicadas pelas interações entre as
moléculas que as constituem e a água
Lipídeos de membrana – moléculas anfipáticas
hidrofílica
hidrofóbica
Moléculas de água organizam-se em uma rede cristalina regular e
oscilante, por ligações de hidrogênio.
Moléculas anfipáticas forçam alteração no arranjo das moléculas de
água
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Moléculas anfipáticas dispersas
forçam a rede de água devido à sua
região hidrofóbica ....
As regiões hidrofóbicas se agregam
diminuindo a área de contato com a
água (formam micelas)
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Vários agregados lipídicos podem se formar no meio aquoso
micelas bicamadas
lipossomos
aquoso
Mecanismo/agregação que explica a
estrutura das membranas biológicas
Membranas biológicas são constituídas por uma
bicamada de lipídeos
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Região hidrofílica
Região hidrofílica
Região hidrofóbica
Estrutura mantida pelas interações hidrofílicas e
hidrofóbicas, interações fracas e que justificam as
características das membranas
(seletividade, auto-selantes e flexibilidade)
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Lipídeos formam uma bicamada com os grupos polares para
o exterior
Proteínas distribuídas por essa camada – mosaico fluído
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Periférica
Periférica
Integral
Ancorada
em
lipídeos
Lado
interno
(citoplasma)
Bicamada
de
lipídeos
Lado externo
Porção glicídica
das glicoproteínas
Face central
da bicamada
Diferentes tipos de proteínas podem ser encontrados nas
membranas celulares
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Hidrofílicos muitos
resíduos de
aminoácidos polares ou
carregados.
Aminoácidos
hidrofóbicos
Proteínas integrais possuem
uma região hidrofóbica
localizada na região apolar
da membrana
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Proteínas periféricas realizam
Interações eletrostáticas e
ligações de hidrogênio entre
os domínios hidrofílicos das
proteínas e a cabeça polar dos
lipídeos
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Uma das principais funções das membranas
biológicas transporte seletivo
Proteínas são as moléculas envolvidas no
transporte
De modo geral...
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Membrana permeável compartimentos com diferentes
concentrações moleculares ou íons
Equilíbrio alcançado por Difusão
Deve haver igualdade nas
concentrações de soluto
Potencial eletroquímico (demonstra a
direção para a qual um soluto carregado
tende a se mover espontaneamente.
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Para passar pela
camada bilipídica um
soluto precisaria se
desfazer de sua
camada de água e
difundir por uma
região onde ele seria
pouco solúvel
Energia requerida para a passagem seria muito grande
Nas membranas biológicas
difusão é difícil ocorrer
devido à permeabilidade
seletiva delas
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Proteínas (permeases ou
transportadoras) de
membrana diminuem a
energia requerida para o
transporte
Mecanismo utilizado
para o transporte de
soluto e metabólitos
nos sistemas
biológicos a favor de
seu gradiente de
concentração
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Proteínas integrais das membranas fazem o
transporte nas células
Possui seis regiões transmembrana que formam um canal
com cadeias laterais hidrofílicas por onde passam as
moléculas de água
fora
dentro
Estrutura da aquaporina Tetrâmero
Cadeias hidrofílicas
CANAIS
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Aquaporinas estão presentes em diversas células onde
são responsáveis pela rápida movimentação de água
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Existem 3 tipos de transporte passivos,
isto é que não gastam energia
Transporte
Único
Co-transporte ou
simporte Contratransporte
ou antiporte
Transporte duplo
Soluto passa do local de maior concentração para o
de menor concentração – transporte passivo
Proteínas
carregadoras
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TRANSPORTE ATIVO quando um soluto é
transportado contra seu gradiente químico/elétrico.
Gasto de energia
Proteínas tipo BOMBAS
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Os transportadores ativos de soluto são complexos protéicos que
quebram o ATP fornecendo energia para o transporte contra um
gradiente de concentração ou elétrico - ATPases
Existem 3 tipos importantes de ATPases que diferem na estrutura,
mecanismo e localização nos tecidos, apesar delas estarem
distribuídas em todos os tecidos vivos.
proteínas transmembranas
proteínas periféricas
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Mantém concentrações
diferentes desses íons
no interior e exterior da
célula(com gasto de
ATP) criando um
potencial eletroquímico
importante para o
transporte de outras
moléculas
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Tem a capacidade de
quebrar ou sintetizar
ATP dependendo do
fluxo de H+
Importante na
fosforilação oxidativa e
fotofosforilação
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A partir da criação
de um gradiente
iônico e um
potencial
eletroquímico na
membrana
(citoplasmática e
dos vacúolos) com
gasto de ATP,
muitos outros íons
e substratos
podem ser
transportados sem
gasto de energia
(canais e proteínas
carreadoras)
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DÚVIDAS?