AULA 13: Biossíntese de Lipídeos

1. Introdução

A biossíntese de lipídeos é um processo essencial à vida, responsável pela produção de ácidos graxos, triacilgliceróis, fosfolipídeos, colesterol e outros lipídeos complexos. Esses compostos exercem funções estruturais, energéticas e sinalizadoras em todos os organismos vivos. Ao contrário da beta-oxidação, que ocorre predominantemente na mitocôndria, a síntese de lipídeos ocorre no citosol e requer energia (ATP) e poder redutor (NADPH). Este capítulo abordará os mecanismos moleculares e bioquímicos que regem a síntese de ácidos graxos e lipídeos derivados.

2. Fontes de Carbono e Energia para a Biossíntese Lipídica

2.1 Acetil-CoA

• Principal precursor para a biossíntese de lipídeos

• Produzido na mitocôndria a partir de piruvato (via piruvato desidrogenase)

• Exportado para o citosol na forma de citrato, que é clivado por ATP-citrato liase
  

2.2 NADPH

• Fonte de elétrons e poder redutor

• Gerado principalmente via:

  • Via das pentoses fosfato

  • Enzima málica (malato → piruvato + NADPH)

3. Biossíntese de Ácidos Graxos

3.1 Localização

• Citosol (animais, fungos, plantas)

• Principalmente no fígado, tecido adiposo e glândula mamária

3.2 Etapas da Biossíntese

a) Formação de Malonil-CoA

• Enzima: acetil-CoA carboxilase (ACC)

• Cofator: biotina

• Reação:
  Acetil-CoA+CO2+ATP→Malonil-CoA+ADP+Pi

• Etapa regulatória chave da lipogênese

b) Enzima Ácido Graxo Sintase (FAS)

• Complexo multienzimático

• Catalisa a elongação dos ácidos graxos por adição de unidades de 2 carbonos de malonil-CoA

• Reações sequenciais: condensação, redução, desidratação, nova redução

• Produto final: palmitato (C16:0)

3.3 Regulação da Síntese de Ácidos Graxos

• Insulina: ativa ACC (desfosforilação)

• Citrato: ativa ACC (alostérico)

• Palmitoil-CoA: inibe ACC (feedback negativo)

• AMPK: inibe ACC (fosforilação)

4. Elongação e Dessaturação de Ácidos Graxos

4.1 Elongação

• Ocorre no retículo endoplasmático e na mitocôndria

• Utiliza malonil-CoA e NADPH

4.2 Dessaturação

• Enzimas: dessaturases (ex: Δ⁹-dessaturase)

• Introduzem duplas ligações (formam ácidos graxos insaturados)

• Requer O₂, citocromo b₅ e NADH

5. Biossíntese de Triacilgliceróis (TAGs)

5.1 Precursores

• Glicerol-3-fosfato (do gliceraldeído-3-fosfato ou da glicerol cinase no fígado)

• Ácidos graxos ativados (acil-CoA)

5.2 Etapas

1. Glicerol-3-fosfato + 2 acil-CoA → ácido fosfatídico

2. Ácido fosfatídico → diacilglicerol (DAG) + Pi

3. DAG + acil-CoA → triacilglicerol

5.3 Localização

• Retículo endoplasmático (fígado, tecido adiposo, intestino)

• TAGs são armazenados em gotículas lipídicas ou exportados via lipoproteínas (ex: VLDL)

6. Biossíntese de Fosfolipídeos e Glicerofosfolipídeos

• O ácido fosfatídico também serve como precursor para:

  • Fosfatidilcolina (lecitina)

  • Fosfatidiletanolamina

  • Fosfatidilserina

  • Fosfatidilinositol

• Reações envolvem ativação com CTP → CDP-diacilglicerol ou CDP-colina

7. Biossíntese de Colesterol (Síntese de Isoprenóides)

7.1 Localização

• Retículo endoplasmático do fígado, intestino, córtex adrenal

7.2 Etapas Principais

1. Acetil-CoA → HMG-CoA

2. HMG-CoA → mevalonato (via HMG-CoA redutase, etapa limitante)

3. Mevalonato → isoprenos ativados (IPP e DMAPP)

4. Formação de esqualeno (C30) → lanosterol → colesterol

7.3 Regulação

• HMG-CoA redutase:

  • Inibida por colesterol (feedback)

  • Inibida por estatinas (fármacos hipolipemiantes)

  • Estimulada por insulina; inibida por glucagon e jejum.

8. Aplicações Clínicas e Relevância Metabólica

• Doenças cardiovasculares: desbalanço entre síntese e deposição de colesterol

• Síndrome metabólica e obesidade: hiperatividade da lipogênese hepática

• Defeitos genéticos: deficiência de enzimas da síntese de fosfolipídeos ou colesterol (ex: Smith-Lemli-Opitz)

• Alvo terapêutico: estatinas, fibratos, inibidores da absorção de colesterol

9. Conclusão

A biossíntese de lipídeos é um processo altamente regulado e metabolicamente dispendioso, essencial para a formação de membranas celulares, armazenamento energético e produção de sinais bioquímicos. Seu controle depende de fatores nutricionais, hormonais e genéticos, e sua disfunção está na base de diversas patologias metabólicas e cardiovasculares.

Referências

1. Nelson, D. L., Cox, M. M. (2021). Lehninger: Princípios de Bioquímica. Artmed.

2. Berg, J. M., Tymoczko, J. L., Stryer, L. (2015). Bioquímica. Guanabara Koogan.

3. Voet, D., Voet, J. G. (2011). Biochemistry. Wiley.

4. Brown, M. S., Goldstein, J. L. (2009). Cholesterol feedback: from Schoenheimer’s bottle to Scap’s MELADL. Cell, 142(5), 702–705.