AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS Profa. Ivanise Correia da Silva Mota

AMINOÁCIDOS E AMINOÁCIDOS E PROTEÍNASPROTEÍNAS

Profa. Ivanise Correia da Profa. Ivanise Correia da Silva MotaSilva Mota

AMINOÁCIDOS E AMINOÁCIDOS E PROTEÍNASPROTEÍNAS

AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS Características Gerais Características Gerais

São as unidades fundamentais das São as unidades fundamentais das proteínas. proteínas.

Todas as proteínas são formadas a partir Todas as proteínas são formadas a partir da ligação em seqüência de apenas 20 da ligação em seqüência de apenas 20 aminoácidos. aminoácidos.

Existem, além destes 20 aminoácidos Existem, além destes 20 aminoácidos principais, alguns aminoácidos especiais, principais, alguns aminoácidos especiais, queque

só aparecem em alguns tipos de só aparecem em alguns tipos de proteínas.proteínas.

AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS Características Estruturais Características Estruturais

AMINOÁCIDOS – AMINOÁCIDOS – Lehninger(1995)Lehninger(1995)

CÓDIGO GENÉTICO - CÓDIGO GENÉTICO - AMINOÁCIDOSAMINOÁCIDOS

PROTEÍNASPROTEÍNAS

As proteínas são compostos As proteínas são compostos orgânicos de alto peso molecular, são orgânicos de alto peso molecular, são formadas pelo encadeamento de formadas pelo encadeamento de aminoácidos. aminoácidos.

É o composto orgânico mais É o composto orgânico mais abundante de matéria viva(50 a 80% abundante de matéria viva(50 a 80% do peso seco da célula).do peso seco da célula).

São constituintes básicos da vida.São constituintes básicos da vida.

PROTEÍNAS – PROTEÍNAS – Peso(animais)Peso(animais)

MÚSCULO SANGUE MÚSCULO SANGUE PELEPELE

80%desidr 70%seco 80%desidr 70%seco 90% 90%

PROTEÍNASPROTEÍNAS Existem muitas espécies diferentes de Existem muitas espécies diferentes de

proteínas, cada uma especializada para uma proteínas, cada uma especializada para uma função biológica diversa. A maior parte da função biológica diversa. A maior parte da informação genética é expressa pelas informação genética é expressa pelas proteínas. proteínas.

Todas contêm carbono, hidrogênio, Todas contêm carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio, e quase todas nitrogênio e oxigênio, e quase todas contêm enxofre. Algumas proteínas contêm contêm enxofre. Algumas proteínas contêm elementos adicionais, particularmente elementos adicionais, particularmente fósforo, ferro, zinco e cobre.fósforo, ferro, zinco e cobre.


Independentemente de sua função ou Independentemente de sua função ou espécie de origem, são construídas a partir espécie de origem, são construídas a partir de um conjunto básico de vinte aminoácidos.de um conjunto básico de vinte aminoácidos.

Desta forma, as proteínas tem como base de Desta forma, as proteínas tem como base de sua estrutura os polipeptídios formados de sua estrutura os polipeptídios formados de ligações peptídicas entre os grupos amino (-ligações peptídicas entre os grupos amino (-NH2) de um aminoácido e carboxílico (-NH2) de um aminoácido e carboxílico (-COOH) de outro, ambos ligados ao carbono COOH) de outro, ambos ligados ao carbono alfa de cada um dos aminoácidos.alfa de cada um dos aminoácidos.


PROTEÍNASPROTEÍNASClassificação Classificação

Quanto a Composição: Quanto a Composição: Proteínas Simples - Por hidrólise Proteínas Simples - Por hidrólise

liberam apenas aminoácidos. liberam apenas aminoácidos. Proteínas Conjugadas - Por hidrólise Proteínas Conjugadas - Por hidrólise

liberam aminoácidos mais um radical liberam aminoácidos mais um radical não peptídico, denominado grupo não peptídico, denominado grupo prostético. Ex: metaloproteínas, prostético. Ex: metaloproteínas, hemeproteínas, lipoproteínas, hemeproteínas, lipoproteínas, glicoproteínas, etc. glicoproteínas, etc.

PROTEÍNAS PROTEÍNAS ClassificaçãoClassificação

Quanto ao Número de Cadeias Quanto ao Número de Cadeias PolipeptídicasPolipeptídicas::

Proteínas Monoméricas - Formadas Proteínas Monoméricas - Formadas por apenas uma cadeia polipeptídica. por apenas uma cadeia polipeptídica.

Proteínas Oligoméricas - Formadas Proteínas Oligoméricas - Formadas por mais de uma cadeia polipeptídica; por mais de uma cadeia polipeptídica; São as proteínas de estrutura e São as proteínas de estrutura e função mais complexas. função mais complexas.


Quanto à FormaQuanto à Forma:: Proteínas Fibrosas - A maioria insolúveis nos solventes Proteínas Fibrosas - A maioria insolúveis nos solventes

aquosos com pesos moleculares muito elevados. São aquosos com pesos moleculares muito elevados. São formadas geralmente por longas moléculas +/- formadas geralmente por longas moléculas +/- retilíneas e paralelas ao eixo da fibra (proteínas de retilíneas e paralelas ao eixo da fibra (proteínas de estrutura-colágeno do conjuntivo, as queratinas dos estrutura-colágeno do conjuntivo, as queratinas dos cabelos, a fibrina do soro sanguíneo ou a miosina dos cabelos, a fibrina do soro sanguíneo ou a miosina dos músculos). Algumas proteínas fibrosas, porém, músculos). Algumas proteínas fibrosas, porém, possuem estrutura diferente - helicoidal ( tubulinas). possuem estrutura diferente - helicoidal ( tubulinas).

Proteínas Globulares - Estrutura espacial mais Proteínas Globulares - Estrutura espacial mais complexa, são +/- esféricas. São geralmente solúveis complexa, são +/- esféricas. São geralmente solúveis nos solventes aquosos com pesos moleculares entre nos solventes aquosos com pesos moleculares entre 10.000 e vários milhões(enzimas, transportadores 10.000 e vários milhões(enzimas, transportadores como a hemoglobina, etc.)como a hemoglobina, etc.)


GlobularesGlobulares FibrosasFibrosas


De acordo com seu modo de De acordo com seu modo de interação com a membranainteração com a membrana::

proteínas integrais - interagem proteínas integrais - interagem diretamente com a membrana;diretamente com a membrana;

proteínas periféricas - associam-se proteínas periféricas - associam-se às membranas ligando-se à às membranas ligando-se à superfície delas;superfície delas;

proteínas ligadas a lipídeosproteínas ligadas a lipídeos

PROTEÍNAS PROTEÍNAS Organização Estrutural Organização Estrutural

Estrutura PrimáriaEstrutura Primária – caracteriza por ter apenas – caracteriza por ter apenas ligações peptídicas entre os aminoácidos. É o ligações peptídicas entre os aminoácidos. É o nível estrutural mais simples e mais importante, pois nível estrutural mais simples e mais importante, pois dele deriva todo o arranjo espacial da molécula. dele deriva todo o arranjo espacial da molécula. Resulta em uma longa cadeia de aa semelhante a Resulta em uma longa cadeia de aa semelhante a um "colar de contas", com uma extremidade um "colar de contas", com uma extremidade "amino terminal" e uma extremidade "carboxi "amino terminal" e uma extremidade "carboxi terminal". Para se conhecer esta estrutura há terminal". Para se conhecer esta estrutura há necessidade de se efetuar: necessidade de se efetuar:

1. determinação qualitativa e quantitativa dos 1. determinação qualitativa e quantitativa dos aminoácidos que compõem o polipeptídeo ou aminoácidos que compõem o polipeptídeo ou proteína; proteína;

2. determinação da seqüência de aminoácidos na 2. determinação da seqüência de aminoácidos na cadeia polipeptídica.cadeia polipeptídica.

PROTEÍNAS PROTEÍNAS Organização EstruturalOrganização Estrutural

Estrutura Secundária Estrutura Secundária – mantida pelas ligações de – mantida pelas ligações de H. Ocorre graças à possibilidade de rotação das H. Ocorre graças à possibilidade de rotação das ligações entre os C dos aa e seus ligações entre os C dos aa e seus grupamentos amina e carboxila. Existe uma série grupamentos amina e carboxila. Existe uma série de critérios que garantem a esta estrutura de critérios que garantem a esta estrutura proteica, mas apenas algumas satisfazem os proteica, mas apenas algumas satisfazem os requerimentos necessários para que a estrutura requerimentos necessários para que a estrutura seja estável: estrutura helicoidal (seja estável: estrutura helicoidal ( hélice), hélice), originada pelas ligações de H intramolecular, e originada pelas ligações de H intramolecular, e a estrutura foliar (conformação a estrutura foliar (conformação ) mantida ) mantida por ligações de H intermolecular. O colágeno por ligações de H intermolecular. O colágeno faz um tipo especial de arranjo, chamado hélice faz um tipo especial de arranjo, chamado hélice tríplice. tríplice.


Estrutura Terciária Estrutura Terciária – refere ao arranjo espacial da – refere ao arranjo espacial da cadeia polipeptídica(dobramento ou formação de cadeia polipeptídica(dobramento ou formação de laços), com ou sem estrutura secundária. Na laços), com ou sem estrutura secundária. Na estabilização da estrutura terciária e na estabilização da estrutura terciária e na determinação da conformação de uma proteína determinação da conformação de uma proteína entram forças de natureza diversas, ex: entram forças de natureza diversas, ex: *Ligações dissulfeto (covalente)entre dois resíduos de *Ligações dissulfeto (covalente)entre dois resíduos de Cis; * Ligações salinas ou interações eletrostáticas Cis; * Ligações salinas ou interações eletrostáticas – mais fortes das ligações polares, porém mais – mais fortes das ligações polares, porém mais fracas que as covalentes; * Ligações ou pontes de fracas que as covalentes; * Ligações ou pontes de H;*Interações dipolares;*Interações hidrofóbicas ou H;*Interações dipolares;*Interações hidrofóbicas ou Van der Waals – são as mais baixas de todas as forças Van der Waals – são as mais baixas de todas as forças estruturais e a distância de interação é a maior. Além estruturais e a distância de interação é a maior. Além das forças de atração, existem as forças de das forças de atração, existem as forças de repulsão, importantes no balanço à estabilização .repulsão, importantes no balanço à estabilização .


Estrutura QuaternáriaEstrutura Quaternária – A maioria – A maioria das proteínas globulares são formadas das proteínas globulares são formadas por mais de uma unidade estrutural; cada por mais de uma unidade estrutural; cada unidade estrutural pode conter um ou unidade estrutural pode conter um ou mais polipeptídeos, cada um apresentando mais polipeptídeos, cada um apresentando seu próprio grau de estruturação seu próprio grau de estruturação (primário, secundário, terciário).(primário, secundário, terciário).

Estas subunidades estruturais se ligam Estas subunidades estruturais se ligam entre si através de ligações não entre si através de ligações não covalentes. A este grau de estruturação covalentes. A este grau de estruturação das proteínas dá-se o nome de estrutura das proteínas dá-se o nome de estrutura quaternária quaternária



Funções das Proteínas Funções das Proteínas Estrutural e ContrátilEstrutural e Contrátil -participam como -participam como

matéria-prima na construção de estruturas matéria-prima na construção de estruturas celulares e histológicas, ex. o colágeno- celulares e histológicas, ex. o colágeno- encontrada nos ossos, tendões, cartilagens encontrada nos ossos, tendões, cartilagens e na pele; a queratina-encontrada na pele, e na pele; a queratina-encontrada na pele, unhas e cabelo, possui propriedades unhas e cabelo, possui propriedades impermeabilizantes que dificultam a perda impermeabilizantes que dificultam a perda de água pelos animais; a albumina- de água pelos animais; a albumina- presente em abundância no plasma presente em abundância no plasma sangüíneo; as proteínas miofibrilares sangüíneo; as proteínas miofibrilares “actina e miosina” (músculo).“actina e miosina” (músculo).

Funções das Proteínas Funções das Proteínas

Função EnzimáticaFunção Enzimática - As enzimas são - As enzimas são proteínas especiais com função catalítica, ou proteínas especiais com função catalítica, ou seja, aceleram ou retardam reações seja, aceleram ou retardam reações bioquímicas que ocorrem nas células. bioquímicas que ocorrem nas células. Assim como os anticorpos, Assim como os anticorpos, apresentam especificidade em relação à apresentam especificidade em relação à reação ou substância em que atuam. Isso reação ou substância em que atuam. Isso se deve ao fato de cada enzima possuir em se deve ao fato de cada enzima possuir em sua estrutura um ou mais pontos que se sua estrutura um ou mais pontos que se encaixam perfeitamente na substância ou encaixam perfeitamente na substância ou reação que sofrerá sua ação reação que sofrerá sua ação

Funções das ProteínasFunções das Proteínas

Função HormonalFunção Hormonal – Muitos hormônios são, na – Muitos hormônios são, na verdade, proteínas especializadas na função de verdade, proteínas especializadas na função de estimular ou inibir a atividade de determinados estimular ou inibir a atividade de determinados órgãos, sendo portando reguladores do metabolismo, órgãos, sendo portando reguladores do metabolismo, ex. o hormônio pancreático insulina que, lançado ex. o hormônio pancreático insulina que, lançado no sangue, contribui para a manutenção da taxa no sangue, contribui para a manutenção da taxa de glicemia.de glicemia.

TransporteTransporte – Muitas proteínas são – Muitas proteínas são transportadoras de nutrientes e metabólitos entre transportadoras de nutrientes e metabólitos entre fluidos e tecidos; de uma forma geral, transportam fluidos e tecidos; de uma forma geral, transportam ativamente substâncias. A hemoglobina é uma ativamente substâncias. A hemoglobina é uma proteína que transporta oxigênio dos alvéolos para proteína que transporta oxigênio dos alvéolos para os tecidos e gás carbônico dos tecidos para os os tecidos e gás carbônico dos tecidos para os pulmões.pulmões.

Funções das ProteínasFunções das Proteínas Função de DefesaFunção de Defesa - Em nosso sistema - Em nosso sistema

imunológico, existem células especializadas na imunológico, existem células especializadas na identificação de proteínas presentes nos identificação de proteínas presentes nos organismos invasores, que serão consideradas organismos invasores, que serão consideradas "estranhas". Estas proteínas invasoras "estranhas". Estas proteínas invasoras denominam-se antígenos e promovem a denominam-se antígenos e promovem a produção de proteínas de defesa, nos produção de proteínas de defesa, nos plasmócitos, denominadas anticorpos plasmócitos, denominadas anticorpos que combinam-se quimicamente aos que combinam-se quimicamente aos antígenos com o objetivo de neutralizá-los antígenos com o objetivo de neutralizá-los (há especificidade entre antígeno e anticorpo, (há especificidade entre antígeno e anticorpo, ou seja, um anticorpo só neutralizará o ou seja, um anticorpo só neutralizará o antígeno que estimulou a sua formação). antígeno que estimulou a sua formação).

Funções das ProteínasFunções das Proteínas Função NutritivaFunção Nutritiva – Qualquer proteína exerce – Qualquer proteína exerce

esta função, enquanto não for tóxica. Todos os esta função, enquanto não for tóxica. Todos os alimentos ricos em proteína, como as carnes em alimentos ricos em proteína, como as carnes em geral, são fontes naturais de aminoácidos geral, são fontes naturais de aminoácidos indispensáveis aos seres vivos para a produção de indispensáveis aos seres vivos para a produção de outras proteínas. outras proteínas.

Função ReguladoraFunção Reguladora - Esta função é desempenhada - Esta função é desempenhada por um grupo especial de proteínas denominadas por um grupo especial de proteínas denominadas vitaminas. As células dos vegetais clorofilados e vitaminas. As células dos vegetais clorofilados e certos microorganismos, como bactérias, têm a certos microorganismos, como bactérias, têm a capacidade de produzirem vitaminas. Nos capacidade de produzirem vitaminas. Nos animais se dá através do processo de nutrição. animais se dá através do processo de nutrição. Cada vitamina tem um papel biológico próprio, Cada vitamina tem um papel biológico próprio, por isso não pode ser substituída por outra. por isso não pode ser substituída por outra.

Funções das ProteínasFunções das Proteínas

ReservaReserva – Sementes de plantas – Sementes de plantas armazenam proteínas para a armazenam proteínas para a germinação, ex. albumina do ovo e a germinação, ex. albumina do ovo e a caseína do leite. caseína do leite.

Coagulação sangüíneaCoagulação sangüínea - vários são - vários são os fatores da coagulação que os fatores da coagulação que possuem natureza protéica, como possuem natureza protéica, como por exemplo: fibrinogênio, globulina por exemplo: fibrinogênio, globulina anti-hemofílicaanti-hemofílica

Propriedades das ProteínasPropriedades das Proteínas

Propriedades elétricasPropriedades elétricas O comportamento de uma proteína globular O comportamento de uma proteína globular

em solução ácida ou básica é determinado em em solução ácida ou básica é determinado em grande parte pelo número e natureza dos grupos grande parte pelo número e natureza dos grupos ionizáveis nos radicais R dos resíduos de ionizáveis nos radicais R dos resíduos de aminoácidos. A intensidade de ionização dos aminoácidos. A intensidade de ionização dos grupos funcionais dos radicais R será influenciada grupos funcionais dos radicais R será influenciada pela natureza dos radicais R circunvizinhos.pela natureza dos radicais R circunvizinhos.

As proteínas, do mesmo modo que os peptídeos As proteínas, do mesmo modo que os peptídeos e aa, possuem pHs isoelétricos característicos e aa, possuem pHs isoelétricos característicos nos quais elas se comportam como íons nos quais elas se comportam como íons dipolares, não possuindo cargas positivas ou dipolares, não possuindo cargas positivas ou negativas em excessonegativas em excesso

Propriedades das Propriedades das ProteínasProteínas

SolubilidadeSolubilidade A solubilidade depende do número e A solubilidade depende do número e

do arranjo de cargas na molécula, que por do arranjo de cargas na molécula, que por sua vez depende da composição em sua vez depende da composição em aminoácidos. Partes não protéicas da aminoácidos. Partes não protéicas da molécula, como lipídeos, carboidratos, molécula, como lipídeos, carboidratos, fosfatos, etc., também afetam a fosfatos, etc., também afetam a solubilidade.solubilidade.

A solubilidade da proteína pode ser A solubilidade da proteína pode ser modificada por fatores como: *pHmodificada por fatores como: *pH

* Força iônica* Força iônica ** Constante dielétrica do Constante dielétrica do

solvente solvente * * Temperatura. Temperatura.

SINTESE DAS SINTESE DAS PROTEÍNASPROTEÍNAS

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