Membranas, transporte e prote´ınas membranaresgaznevada.iq.usp.br/wp-content/uploads/2019/09/aulaLip.pdfQBQ1252: Bioqu´ımica Metabolica – Qu´ımica´ USP – Sao Paulo˜ Membranas,

QBQ1252: Bioquımica Metabolica – Quımica USP – Sao Paulo

Membranas, transporte e proteınas

membranares

Guilherme Menegon Arantes

Instituto de Quımica

Universidade de Sao Paulo

[email protected] http://gaznevada.iq.usp.br

Universidade de Sao Paulo


Porque estudar membranas biologicas?

• Definem uma fronteira e dividem interior do exterior celular

ou de uma organela → origem da vida

• Importantes processos celulares ocorrem em membranas

(fosforilacao oxidativa, fotossıntese, transducao de sinais,

etc)

Constituintes:

• Proteınas de membrana e varios tipos de lipıdeos:

– Fosfolipıdeos e glicolipıdeos, derivados de esteres de

acidos graxos

– Colesterol

Instituto de Quımica - Departamento de Bioquımica


Acidos graxos

• Acidos carboxılicos com longas cadeias hidrocarbonicas

• Cerca de metade dos acidos graxos contem insaturacoes,

quase sempre em cis



Acidos graxos

C:dupla Nome Formula

12:0 Acido laurico CH3(CH2)10COOH

16:0 Acido palmıtico CH3(CH2)14COOH

18:0 Acido estearico CH3(CH2)16COOH

16:1 Acido palmitoleico CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH

18:1 Acido oleico CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

18:2 Acido linoleico CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH

• Raramente livres, mas encontram-se esterificados



Triacilglicerois

• Formados por esterificacao de 3 acidos graxos + glicerol

• Apolares e insoluveis em agua

• Reservatorio de energia em animais (38 kJ/g)



Fosfolipıdeos

• Principal componente de membranas biologicas

• Diacilglicerol fosforilado. Fosfato ligado a derivado de

alcool

• Anfifılicos, com “caudas” apolares e “cabeca” polar



Exemplos de lipıdeos

• Nomes dados pela cauda + cabeca: POPS, DPPC...



Anfifılicos

• Fosfolipıdeos sao moleculas bifuncionais, possuem

“caudas” hidrofobicas e “cabeca” hidrofılica

• O que acontece apos a adicao de anfifılico a agua?



Agregados de anfifılicos

• Anfifılicos com uma so cauda tendem a formar micelas

• Fosfolipıdeos formam bicamadas. Interior hidrofobico e

exterior hidrofılico. Grossura ∼ 50A. Vejam uma simulacao.



Efeito hidrofobico• Principal determinante da agregacao de anfifılicos

• E um balanco de forcas fundamentais (van der Waals e

eletrostatica), responsaveis pela solvatacao aquosa

• Solutos apolares quebram rede de ligacoes de H.

Forma-se “jaula” de agua em torno do soluto. Diminuem

as interacoes favoraveis agua–agua e a entropia

• Agregacao diminui superfıcie da jaula e, logo, a quantidade

de agua “congelada”. A entropia do solvente aumenta e

interacoes fortes agua–agua sao em parte restabelecidas.



Composicao em lipıdeos de membranas

Proteınas tambem presentes em membranas



Proteınas de membrana

• Proteınas associadas constituem de 20% a 75% da massa

das membranas

• Tem funcoes especıficas: canais, transportadores,

receptores, etc

• De acordo com sua associacao as membranas, podem

ser:

1. Integrais

2. Perifericas

• Resıduos da superfıcie proteica no interior da bicamada

sao hidrofobicos e resıduos no ambiente aquoso exterior

sao polares ou carregados



Proteına de membrana integral



Proteına de membrana periferica



Modelo do Mosaico–Fluıdo

• Proteınas integrais de membrana como “icebergs”

flutuando num “mar” de lipıdeos

• Proteınas de membrana difundem lateralmente mas nao

transversalmente

• Assimetria na composicao dos lipıdeos e das proteınas

• Formacao de domınios ou rafts:



Difusao em membranas

• Impermeaveis a moleculas polares e ıons

• Fluıdos bidimensionais, com difusao lateral rapida e

difusao transversal lenta

• Viscosidade varia com composicao e temperatura →

transicao de fase (Ttrans) lıquida cristalina para um gel

ordenado. Ttrans varia com:

1. Comprimento da cadeia hidrocarbonica

2. Numero de ligacoes duplas na cadeia

3. Concentracao de colesterol



Tipos de transporte por membranas



Proteınas transportadoras membranares

• Classificadas pelo numero de especies e sentido.

E pelo gasto (ativo) ou nao (passivo) de energia.



Transporte de lipıdeos pelo organismo



Partıculas lipoproteicas



Transporte de lipıdeos pelo organismo



Pontos chaves desta aula

• Acidos graxos sao constituintes chaves de lipıdeos.

• Membranas sao essenciais para processos celulares. Sao

formadas por anfifılicos e por proteınas

• Efeito hidrofobico e responsavel pela estabilidade das

bicamadas e micelas

• Modelo do mosaico-fluıdo descreve a estrutura e dinamica

de membranas biologicas

• Passagem de compostos pela membrana depende de

proteınas transportadoras, que podem ser uniporters,

simporters ou antiporters. Transporte e ativo (gasta ATP)

ou passivo (dissipa ∇)


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