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.