Grupo de Discussão Bioquímica I - Aminoácidos e Proteínas

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GRUPO DE DISCUSSÃO – AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS . 
Emanuela Pinacé, Turma 1, Odontologia.
1. Responder se as afirmações abaixo são verdadeiras ou falsas. Justifique a sua resposta.
a) Em valores extremos de pH, uma proteína apresenta menor número de grupos com carga elétrica do que em pH 7. (V)
Em pH = 7 os dois grupos tendem a estar ionizados (com cargas).
Em pH ácido (muito baixo) os 2 grupo tendem a estar protonados (só a amina tem carga positiva);
Em pH básico (alto>7) os grupos desprotonam - perdem prótons – assim só a carboxila tem carga negativa.
b) Uma proteína que apresenta menor solubilidade em pH 9 é rica em aminoácidos básicos. (V) No valor do pI as proteínas têm solubilidade menor.
c) Aminoácidos que apresentam 3 pKa participam de interações hidrofóbicas presentes na estrutura terciária das proteínas. (F)
Os que vão participar são aqueles com valores negativos e a cisterna não tem valor negativo. O valor dela é 2,5.
2. Considere o seguinte peptídeo:
Ile-Ala-His-Thr-Tyr-Gly-Pro-Phe-Glu-Ala-Ala-Met-Cys-Lys-Trp-Glu-Ala-Gln-Pro-Asp-Gly-Met-
GluCys-Ala-Phe-His-Arg
a) Em que regiões da estrutura primária são mais prováveis que se encontrem as voltas (ligações entre estruturas secundárias)?
Nas prolinas, porque as voltas betas são comuns em proteínas. Os resíduos Gly e Pro frequentemente ocorrem em voltas betas. (7ª e 19ª posição: sétima porque é pequeno e flexível, décimo-nono porque as ligações peptídicas envolvendo nitrogênio mais imina = Prolina)
b) Indique se esta proteína pode formar pontes de -S-S- internas e onde. 
Quando o aminoácido é apolar, ele é hidrofóbico (não interage com o meio aquoso). Os polares (carregados energicamente) ficam na parte externa e interagem com o meio aquoso. Um aminoácido mais enxofre na cadeia lateral = cisteína, que faz Ligações S-S (ponte de sulfeto).
c) Indique os resíduos que são mais prováveis de serem encontrados na superfície (expostos ao meio aquoso) e o que são mais prováveis de serem encontrados internamente na proteína. Porquê?
Existem aminoácidos que são do grupo R = apolares(hidrofóbicos). Esses, carregados ficam internos e os restantes externos. 
Grupo R Apolares ALIFÁTICOS: Glicína, Alamina, Protina, Valina, Leucina, Isolina, Metionina = Hidrofóbicos e voltados para o interior.
Para o exterior: Serina, Trionina, Cisteína, Asparagina, Glutamina, Fenilalamila, Tirosina, Triptofano, Lisina, Arginina, Istidina, Aspartado e Glutanato.
3. A carboxipeptidase, que remove sequencialmente resíduos de aminoácidos carboxiterminais de peptídeos e proteínas, é uma cadeia polipeptídica única de 307 resíduos de aminoácidos. Os dois grupos catalíticos essenciais do sítio ativo são fornecidos por Arg145 e Glu270 (o número subscrito indica a posição do resíduo na cadeia polipeptídica).
a) Se a cadeia da carboxipeptidase fosse uma α-hélice perfeita, quão distante (em Angstrom) a Arg145 estaria do Glu270?
Uma hélice alfa = 3,6 res/volta 
comprimento do peptídeo = 80 res x 1,5 = 120A
Avanço Helicoidal = 5,4 A.
= Avanço/eixo para cada amida
= 1,5.
b) Explique então como os dois resíduos de aminoácidos distantes podem catalisar uma reação que ocorre em uma distância de poucos angstroms.
Através do enovelamento, porque alguns são hidrofóbicos e tendem a deformar para dentro, enovelando eles. Essa deformação que os deixam aproximados.
4. Descreva a estrutura quaternária da hemoglobina, indicando:
a) As subunidades que se associam mais fortemente
Formada por 4 subunidades responsáveis pela cor vermelha do sangue. Cada subunidade é formada por uma porção proteica e sem grupo prolítico das hemoglobinas podem ser encontradas. Duas globinas alfas, 2 não-alfas. A porção heme é um derivado porferínico com ferro.
b) O sítio de ligação com o oxigênio
Cada 1 das 4 subunidades apresentam o sítio de ligação com o oxigênio. A medida que esses sítios vão sendo preenchido mais a afinidade com o oxigênio aumenta.
Quando a hemácia rica em hemoglobina está em locais com alta concentração de O2 = pulmões, maior será sua afinidade por ele. Quando a Hemoglobina liga-se ao O2 ela é chamada de Oxi-hemoglobina. Quando ela não está ligada á hemoglobina (hb) é um processo regulado por interações alostéricas, a afinidade da hemoglobina por O2 varia: maior nos pulmões e menor nos tecidos. A ligação O2 pelas globinas depende do Grupo Heme.
c) Além do O2, a hemoglobina também transporta H+ e CO2. Quais os sítios de ligação deles na hemoglobina? Como a ligação da hemoglobina a H+ e CO2 estabiliza o estado T?
A concentração de Co2 favorece a liberação de O2, Co2 e é transportada como HCO3 (maior parte. A hidratação do Co2 = H+, A, HbA e transporte do H+ e Co2 dos Tecidos – Pulmão, sensível aos níveis de H+, A, HbA, aumentando a liberação de O2 – Tecidos.
O estados T é Estabilizado na Red do pH = descarga de 02 nos tecidos (jato de bohr). O (O2 é hidratado pela enzima amidase carbônica nas hemácias. A amidase da HbA ESTÁ DIMINUÍDA COM A Red. Do pH (logo, o próton liberado pela hidratação do Co2 na cadeia estabiliza uma ponte-salina.
5. A desestruturação de uma α-hélice numa conformação desenovelada é acompanhada por uma mudança drástica na capacidade do polipeptídio (quando em solução) alterar o plano de rotação de uma luz polarizada. Uma solução de poli-L-glutâmico (um polipeptídio formado exclusivamente de L-Glu) tem uma conformação de α-hélice quando em solução pH=3. Porém, quando o pH é alterado para 7, há uma grande mudança na capacidade de rotação da luz polarizada. De forma semelhante, poli-L-lisina apresenta-se como α-hélice em pH=10. Quando o pH é abaixado para 7, novamente, observa-se alteração na rotação da luz polarizada.
Pergunta: Qual é a explicação para o efeito do pH na mudança de conformação da Poli-(Glu) e da poli-(Lys). Por que esta mudança ocorre numa faixa tão estreita de pH?
6. Enquanto realizava seus experimentos sobre o enovelamento de proteínas, Christian Anfinsen obteve resultados bem diferentes quando a ribonuclease reduzida era reoxidada enquanto estava em 8 M de ureia e só então a solução era dialisada para a remoção da ureia.
A ribonuclease reoxidada desta maneira tinha apenas 1% da atividade enzimática da proteína nativa. Por que resultados tão diferentes quanto a ribonuclease reduzida foi reoxidada na presença e na ausência de ureia?
7. Um peptídeo tem a sequência
Glu-His-Trp-Ser-Gly-Leu-Arg-Pro-Gly
(a) Qual é a carga final da molécula em pH 3, 8 e 11?
(b) Estime o pI para este peptídeo.
8. Uma solução de 100 mL de glicina a 0,1 M em pH 1,72 foi titulada com uma solução de 2 M de NaOH. O pH foi monitorado e os resultados foram plotados como mostrado no gráfico. Os pontos-chave na titulação são designados de I a V. Para cada uma das afirmações de (a) a (o), identifique o ponto-chave adequado na titulação e justifique sua escolha.
(a) A glicina está presente predominantemente como a espécie +H3N¬CH2¬COOH. 
I- Totalmente.
II- Metade, por estar muito protonado por iodo.
(b) A carga final média da glicina é +1⁄2.
2
(c) Metade dos grupos amino está ionizado.
IV, PKb, metade protonado // outra metade desprotonada
(d) O pH é igual ao pKa do grupo carboxila.
2
(e) O pH é igual ao pKa do grupo amino protonado.
IV
(f) A glicina possui sua capacidade de tamponamento máxima.
II, IV
(g) A carga final média da glicina é zero.
III
(h) O grupo carboxila foi completamente titulado (primeiro ponto de equivalência).
III
(i) A glicina está completamente titulada (segundo ponto de equivalência).
V
(j) A espécie predominante é +H3N¬CH2¬COO–.
Acima de II e Abaixo de IV = III
(k) A carga final média da glicina é –1.
V
(l) A glicina está presente predominantemente como uma mistura 50:50 de +H3N¬CH2¬COOH e +H3N¬CH2¬COO–.
II
(m) Este é o ponto isoelétrico.
III
(n) Este é o final da titulação.
V
(o) Estas são as piores regiões de pH para poder de tamponamento.
I, III, IV