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03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 1/17 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas Bioquímica 1. Introdução Há muitas teorias para o surgimento da vida na Terra. Uma delas é a formação de biomoléculas a partir dos gases já existentes no planeta. As fusões destes gases geraram moléculas, como os aminoácidos, que foram confinadas em células unicelulares originando os seres procariontes de vida livre. Com o processo evolutivo ao longo dos anos e da especialização das moléculas, assim compostas, apareceram as células pluricelulares (multicelulares) e os seres eucariontes. Estas duas células foram as responsáveis por toda a complexidade dos seres vivos conhecidos até a presente data, o que inclui, desde os microrganismos até os animais e vegetais superiores. O presente módulo irá mostrar a importância dos aminoácidos na síntese de peptídeo e das proteínas, que também servirão de precursores de pequenas moléculas, como a histamina, tiroxina, adrenalina e melanina. Os aminoácidos estão presentes nos alimentos de origem vegetal e animal. Além disso, os nomes de alguns aminoácidos estão relacionados à fonte de origem, como, por exemplo, a asparagina (do aspargo), o glutamato (no glúten) e a glicina (em alimentos de sabor adocicado). Os peptídeos são moléculas que ficam entre os aminoácidos e as proteínas. Com funções biológicas bem especializadas, os peptídeos não são unidades monoméricas e nem moléculas complexas. As proteínas são as biomoléculas que apresentam maior número de funções biológicas, estando relacionadas com suas estruturas tridimensionais. Elas apresentam funções diversas como reguladora, estrutural, catalítica, transportadora, defesa e contrátil. No âmbito nutricional, são conhecidas as proteínas albumina e caseína e outras não menos importantes, como colágeno, elastina, queratina, hemoglobina, imunoglobulinas, actina e miosina. 2. Aminoácidos e suas caracteristicas estruturais As proteínas, embora apresentem estruturas e funções tão variadas, são constituídas por apenas 20 aminoácidos diferentes, conhecidos como primários ou padrões, embora existam cerca de 300 aminoácidos na natureza, mas nem todos irão constituir uma proteína. Estes aminoácidos são capazes de fornecer centenas de combinações e sequências diferentes às proteínas. Por isso, há grandes diversidades em estruturas e funções proteicas. Por outro lado, existem os aminoácidos 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 2/17 secundários, que se encontram na estrutura de uma proteína, porém em quantidade não tanto significativa quantos os aminoácidos primários, mas, ainda assim, com grande importância biológica. Os aminoácidos apresentam as funções químicas ácido carboxílico (COOH) e amino (NH ) na sua estrutura, além do átomo de hidrogênio (H) e uma cadeia lateral conhecida como grupo R ou radical, que varia em tipos de estruturas, tamanho e carga elétrica, todos ligados ao carbono alfa (Cα), o que define esses aminoácidos como α-aminoácidos. É esta cadeia lateral com propriedades químicas características que irá diferenciar os 20 aminoácidos presentes nas proteínas. Em meio aquoso, essas funções orgânicas estão na forma ionizada, respectivamente: COO e NH . Todos os aminoácidos comuns apresentam o carbono alfa (α) assimétrico ou centro quiral, exceto a glicina, já que seu grupo R é outro hidrogênio. O carbono assimétrico é aquele carbono que faz quatro ligações simples com quatro elementos químicos diferentes, portanto, os aminoácidos apresentam estes elementos: COO , NH , H e R ligados ao carbono α. Ao apresentar carbonos assimétricos, os aminoácidos terão dois esteroisômeros ou enantiômeros designados pela forma D e L, que são imagem que não se sobrepõem um do outro. A forma L-α-aminoácidos é aquela encontrada em todas as proteínas dos seres vivos. Somente nesta forma haverá absorção, metabolização e síntese dos L-α-aminoácidos pelas enzimas que reconhecem esta forma estereoisomérica. A forma D-α-aminoácidos aparece em apenas pequenos grupos de microrganismos, peptídeos e antibióticos peptídicos. Os aminoácidos são ainda classificados em essenciais e não essenciais. Os aminoácidos essenciais, como o nome diz, são aqueles indispensáveis na alimentação, pois o organismo não consegue sintetizar e, por isso, devem ser obrigatoriamente ingeridos através de alimentos. São eles: treonina, lisina, metionina, arginina, valina, fenilalanina, leucina, triptofano, isoleucina e histidina. A variabilidade e a qualidade alimentar, no dia a dia, supre o organismo desses aminoácidos essenciais que também podem ser ingeridos por suplementação de alimentos fortificados ou de 2 - 3 + Fórmula geral dos aminoácidos não ionizados - 3 + https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2019/01/aula_microb_top01_img01-768x632.jpg 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 3/17 suplementos propriamente ditos. Os alimentos que contêm aminoácidos essenciais são as carnes, os leites e ovos. Já os aminoácidos não essenciais glicina, alanina, serina, prolina, cisteína, aspartato, glutamato, asparagina, glutamina e tirosina são aqueles que o organismo consegue sintetizar através de alimentos já ingeridos não sendo tão específicos. Menos comuns são os aminoácidos secundários, que participam das proteínas e que são sintetizados a partir de resíduos de aminoácidos primários modificados após a síntese proteica. Encontrada no colágeno, a 4-hidroxiprolina é derivada da prolina por uma modificação pós- translacional através de uma reação de hidroxilação. A desmosina é originária de 4 resíduos de lisina, encontrada na proteína elastina, enquanto a ornitina e citrulina atuam no ciclo da uréia. Aprendendo mais uma! Os aminoácidos são todos sólidos incolores e têm grande influência no sabor da maioria dos alimentos. Apresentam sabor amargo, doce e alguns têm sabor insípido. Com uma vasta gama de sabores, essas moléculas permitem aplicação como intensificadores e agentes de sabor, além de possuírem muito boa qualidade nutricional. 3. Propriedades ácido-básicos dos aminoácidos Os aminoácidos, nos líquidos biológicos, apresentam-se na forma ionizada com carga elétrica positiva e negativa. Isso se deve ao pH em torno de 7,4 no sangue e em valores próximos a 7,0 ou outros valores em determinados órgãos. No mínimo, os aminoácidos apresentam a carboxila com carga negativa (COO ) e o grupamento amino com carga positiva (NH ), sem considerar as cadeias laterais, algumas das quais também se apresentam ionizadas em determinadas faixas de pH. Os aminoácidos são classificados em polares e apolares de acordo com a sua cadeia lateral, o que significa afinidade ou não pela água, importante na conformação final de uma proteína. Portanto, as cadeias laterais dos aminoácidos podem ser classificadas quanto à sua polaridade em 5 grupos: aminoácidos apolares (grupo R hidrofóbico), alifáticos e aromáticos; e aminoácidos polares (grupo R hidrofílico) sem carga elétrica, com carga elétrica positiva, com carga elétrica negativa. - 3 + https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2019/01/aula_microb_top01_img02-768x617.jpg 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 4/17 Os aminoácidos com grupo R apolares alifáticos (cadeia aberta) destacam-se por possuir, como cadeia lateral, os hidrocarbonetos, e os de grupos R apolares aromáticos, por apresentarem um anel fenólico, de forma que ambos não interagem com a água. Esses aminoácidos estão localizados no interior das proteínas. No total, são 7 aminoácidos que apresentam os grupos R apolares alifáticos: glicina, alanina, valina, metionina, isoleucina, leucinae prolina. A prolina é conhecido como iminoácido, pois sua cadeia lateral está ligado ao grupo amino. Já os grupos R apolares aromáticos são 3: fenilalanina, tirosina e triptofano. Os aminoácidos com grupos R polares apresentam nas suas cadeias laterais cargas elétricas (+ e ) capazes de interagirem com a água. Esses aminoácidos são geralmente encontrados na superfície de uma proteína. Os aminoácidos com grupos polares sem carga elétrica são 5: serina, treonina, cisteína, asparagina e glutamina. Estes são mais solúveis em água, em relação aos apolares, por apresentar grupos funcionais que fazem a ligação de hidrogênio com a água. Os grupos R polares com carga elétrica positiva são 3: histidina, lisina e arginina. Esses aminoácidos são também classificados como básicos devido à presença de um segundo grupo amino (NH e NH ). Por outro lado, os grupos R polares com carga elétrica negativa são 2: glutamato e aspartato. São conhecidos como aminoácidos ácidos, por apresentarem predominância de cargas elétricas negativas, devido ao segundo grupo carboxila (COO ). Considerando a classificação dos aminoácidos quanto à cadeia lateral, chega-se ao total dos 20 aminoácidos presentes nas proteínas. Os aminoácidos com estes grupos R ionizáveis, os grupamentos carboxila e amino possuem caráter ácido e bases. Com estas características, os aminoácidos são conhecidos como anfóteros. Fórmula estrutural dos 20 aminoácidos. - 3 + 2 + - https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2019/01/aula_microb_top01_img02-768x617.jpg 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 5/17 Sabia dessa? Os aminoácidos de cadeia ramificada, ou mais conhecidos por BCCAs (Branched Chain Aminoacids), são constituídos pelos aminoácidos essenciais leucinas, isoleucina e valina, pois estes aminoácidos apresentam estrutura em forma de cadeia ramificada. Esses aminoácidos contribuem consideravelmente para o aumento da resistência física, pois, durante as atividades de longa duração, são utilizados pelos músculos para fornecimento de energia. 4. Peptídeos Os peptídeos são moléculas formadas por números pequenos de aminoácidos. Possuem diversas funções biológicas e representantes bem conhecidos, como insulina e glucagon. Para formar os peptídeos, o grupo carboxila de um aminoácido irá fazer uma ligação covalente com o grupo amino do outro aminoácido, havendo saída de molécula de água. Esta ligação é chamada de ligação peptídica. Representação didática da ligação peptídica, https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2019/01/aula_microb_top01_img03-768x508.jpg 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 6/17 As cadeias polipeptídicas são formadas pela união dos aminoácidos por meio da ligação peptídica, que envolve o grupamento carboxílico de um aminoácido com o grupamento amino de outro. O número de resíduos de aminoácidos que constitui um peptídeo vai de 2 a 100. A partir desse quantitativo, a estrutura é denominada proteína. Quanto ao número de aminoácidos unidos pela ligação peptídica, as cadeias polipeptídicas podem ser classificadas em: dipeptídeos - quando são dois aminoácidos; oligopeptídeos – quando constituídos de 3 a 30 aminoácidos; polipeptídeos – quando de 31 a 100 aminoácidos. Qualquer que seja o tamanho do peptídeo, sempre haverá uma região amino terminal – extremidade que se encontra o grupo NH e uma região carboxi terminal – a outra extremidade com o grupo COO . Os peptídeos encontrados na natureza apresentam funções biológicas importantes, como hormonal, defesa, além de atuarem como agentes redutores. Como exemplos estão as encefalinas com ação analgésica, a oxitocina que atua na contração uterina e na lactação, a vasopressina na regulação da pressão sanguínea, o glucagon e a insulina, na regulação da glicemia, além da gramicidina com efeito antibiótico e glutationa na manutenção do ferro da hemoglobina. 3 + - Sabia dessa? O aspartame, um adoçante artificial com alto poder edulcorante, é um dipeptídeo sintetizado em laboratório industrial com fins terapêuticos. O aspartato e fenilalanina são os dois aminoácidos que serão esterificados a um grupo metil. Portanto, o aspartame é um peptídeo artificial não encontrado na natureza. 5. Proteínas As proteínas são as macromoléculas mais abundantes e mais funcionalmente versáteis das macromoléculas biológicas. Uma célula apresenta grande diversidade e variabilidade na concentração de proteínas. 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 7/17 Aprendendo mais uma! Existem cerca de 50 mil proteínas diferentes em seres humanos, sendo a titina a maior proteína de todas, com mais de 27 mil resíduos de aminoácidos em sua composição. Essa proteína encontra-se nos músculos. 5.1. Função das proteínas As proteínas não são moléculas estáticas e sim dinâmicas, que interagem com outras moléculas para exercerem suas funções. Quando uma molécula interage com uma proteína é denominada ligante e pode ser até mesmo uma proteína. A função de muitas proteínas envolve a ligação reversível com outras moléculas. Esta transitoriedade na ligação é essencial para a vida, pois permite que os organismos respondam a mudanças ambientais. No organismo, as proteínas desempenham funções diversas, como estrutural, atividade enzimática, nutrição, reserva, contração, defesa e hormonal. 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 8/17 A tabela 1 apresenta a classificação das proteínas de acordo com a função biológica. Tabela 1. Classificação biológica das proteínas em relação a função biológica. Classe Exemplo Enzimas Tripsina, hexoquinase Proteínas transportadoras Hemoglobina, mioglobina Proteínas nutritivas e de reserva Albumina, ferritina Proteínas contrateis e de movimento Actina e miosina Proteínas estruturais Queratina, colágeno Proteínas de defesa Anticorpos, trombina, �brinogênio Proteínas hormonais ou reguladoras Insulina, hormônio do crescimento (GH) Exemplo: A. Queratina e colágeno são proteínas estruturais, que participam da composição constitutiva de cabelos, unhas e pele respectivamente. B. Hemoglobina desempenha papel de transporte de oxigênio dos órgãos respiratórios para os tecidos. A mioglobina desempenha papel parecido, mas nos músculos. C. Actina e miosina são proteínas relacionadas ao movimento e contração muscular; quando estimuladas, promovem o encurtamento destas células. D. Fibrinogênio é uma proteína de defesa contra hemorragias que, após ativação, tem capacidade de coagulação do sangue. E. Outras células de defesa são as imunoglobulinas, ou anticorpos, que participam da defesa imunitária, podendo combater agentes infecciosos. F. Hormônios, como a insulina e prolactina, são mensageiros químicos que podem influenciar o funcionamento de órgãos e células. G. Enzimas são proteínas que possuem capacidade catalisadora, aumentando a velocidade de reações químicas, contribuindo para que ocorram com mais facilidade. 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 9/17 Para saber mais sobre as enzimas, acesse o site: 5.2. Estrutura das proteínas O ponto chave para a função das proteínas está diretamente relacionado à sua estrutura tridimensional, que varia de proteína para proteína pela sequência de aminoácidos e pelo grau de inclinação entre as ligações químicas. Para facilitar a compreensão da estrutura molecular, as proteínas serão divididas em níveis distintos de organização, em estrutura primaria, secundária, terciária e quaternária. Veja figura 1 e tabela 2. Tabela2. Níveis de organização proteica e suas características Nível de organização Características Primário Ligações peptídicas entre aminoácidos, podendo ocorrer ponte de dissulfeto. É de�nida por informação genética. Secundário Arranjos regulares da cadeia peptídica (α-hélice e folha β pregueada). Terciário Estrutura tridimensional estável, associação de níveis secundários. Quaternário Arranjo espacial de duas ou mais cadeias polipeptídicas, formação de complexos tridimensionais. Níveis de organização da estrutura molecular de uma proteína. http://www.iq.usp.br/bayardo/softwares/proteina/advanced/cap2/main2.html https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2019/01/aula_microb_top01_img04-768x327.jpg 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 10/17 Estruturalmente, as proteínas são compostas por aminoácidos interligados por meio de ligações químicas que ocorrem entre os grupamentos ligados ao carbono alfa (Cα) ou entre os grupamentos radicais (grupamentos R). Ligação peptídica ocorre entre os grupos funcionais, amina e carboxila, ligados ao Cα dos aminoácidos envolvidos na ligação. Em sistemas biológicos, esta ligação ocorre no ribossomo e necessita do RNA transportador (t-RNA) para ocorrer. Esta ligação é responsável pela estrutura linear das proteínas, conhecida como estrutura primária, muito importante por definir a sequência de aminoácidos, além de prever as estruturas secundárias e a terciária. Na estrutura primária, é observada ainda a porção amina livre na extremidade N-terminal, que corresponde ao início da proteína, e a carboxila livre C-terminal na outra extremidade da proteína, que corresponde ao final da cadeia polipeptídica. A sequência de aminoácidos deve ser mantida na estrutura primária de uma proteína para que se mantenha a função biológica. Alterações na sequência dos aminoácidos ou até mesmo aumento ou diminuição da estrutura primária podem causar perda da função da proteína. As proteínas não se apresentam de forma linear, ou seja, aminoácidos ligados em linha reta, mas adotam um arranjo espacial. A conformação espacial ocorre pelas ligações entre os radicais (grupamentos R) dos aminoácidos que compõem a estrutura primária, sendo denominada de estrutura secundária. Este nível se subdivide em três estruturas: α-hélice, folha β-pregueada e regiões de estrutura não regular, sendo o responsável por esta variabilidade estrutural a sequência de aminoácidos, pois são as ligações de hidrogênio entre estes aminoácidos que determinam a conformação. Representação da estrutura primária de proteína. Você sabia? A anemia falciforme é uma doença genética relacionada com uma alteração na síntese da estrutura primária da hemoglobina, na qual, ao invés de apresentar o glutamato como sexto aminoácido, há uma valina nessa posição, resultando na alteração da forma, rigidez das células e diminuição do fornecimento de oxigênio. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2019/01/aula_microb_top01_img05-768x300.jpg https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2019/01/aula_microb_top01_img06.jpg 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 11/17 Um exemplo clássico da importância dos aminoácidos em relação à estrutura secundária é a alanina e a prolina, que, respectivamente, facilitam ou dificultam a conformação α-hélice. Outro ponto importante é que a ligação de hidrogênio da conformação alfa-hélice e da Folha β-pregueada ocorre entre as ligações peptídicas dos aminoácidos que compõem estas estruturas, pois o que caracteriza a estrutura secundária são suas pontes de hidrogênio. Na estrutura folha β-pregueada, as ligações de hidrogênio também são muito importantes, porém ocorrem entre aminoácidos que não necessariamente estão fazendo ligações peptídicas, mas sim entre duas cadeias polipeptídicas paralelas, aminoácidos que não estão próximos uns dos outros na estrutura primária da molécula. Podemos observar que a estrutura formada não é perfeitamente paralela, mas levemente torcida. Essa torção ocorre devido às interações entre os resíduos de aminoácidos. Folha β-pregueada é comumente encontrada com essa estrutura, formando uma bola com fitas antiparalelas que é bastante estável. O terceiro tipo de estrutura secundária são as estruturas não-regulares. Elas simplesmente não apresentam conformação espacial claramente definida, ou seja, não têm um padrão repetitivo. A interação entre as diferentes regiões de estrutura secundária definida (α-hélice e folha β- pregueada) ou não regular resulta na estrutura terciária, descrevendo a conformação espacial da proteína inteira. Ou seja, a estrutura terciária pode ter a junção das três conformações da estrutura secundária: α-hélice, folha β-pregueada e região não regular. Neste ponto, vale ressaltar que, para esta estrutura se manter, ocorrem novas ligações ou interações entre as cadeias laterais dos aminoácidos, sendo elas: 1- interação eletrostática, também conhecida como ponte salina (ocorre Representação da estrutura secundária de proteína. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2019/01/aula_microb_top01_img06.jpg 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 12/17 entre aminoácidos de cargas opostas, ajudando na estabilidade da estrutura terciária); 2- ponte de hidrogênio (entre aminoácidos distantes na estrutura primária, para conferir estabilidade e compactação da estrutura terciária); 3- interações hidrofóbicas (ocorre entre aminoácidos apolares) e; 4- ponte de dissulfeto (entre aminoácidos distantes na estrutura linear que apresentam enxofre no grupamento-R). Estrutura quaternária das proteínas acontece em situações em que a unidade funcional é constituída por mais de uma cadeia polipeptídica, ou seja, transformação das proteínas em estruturas tridimensionais por meio das mesmas interações da estrutura terciária. O objetivo principal da estrutura quaternária é conferir as proteínas de grande peso molecular estabilidade, visto que as ligações químicas aumentam a interação e compactação estrutural. De forma resumida, tudo depende da estrutura primária, ou seja, a sequência de aminoácidos, pois define a estrutura tridimensional que determina a estrutura ativa e, consequentemente, a função da proteína. Tabela 3. Composição de algumas proteínas. Proteína Massa molecular Número de resíduos Número de cadeias Citocromo c 13000 104 1 Ribonuclease 13700 124 1 Lisozima 13930 129 1 Mioglobina 16890 153 1 Quimotripsina 21600 241 3 Hemoglobina 64500 574 4 Albumina (soro) 68500 609 1 Hexoquinase 102000 972 2 Glutamina sintetase 619000 5628 12 Exemplo: a insulina é um peptídeo hormonal que desempenha papel regulador dos níveis de glicose no sangue, glicemia, e é formada por duas cadeias polipeptídicas (Cadeia A, com 21 resíduos de aminoácidos e Cadeia B, com 30 resíduos de aminoácidos) ligadas por duas pontes dissulfetos, encontradas, principalmente, estabilizando a estrutura terciária das proteínas. 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 13/17 Você sabia? Para saber a estrutura das proteínas, é feita uma caracterização ou análise da sequência de aminoácidos. Inicialmente, realiza-se uma hidrólise (quebra das ligações peptídicas) em meio muito ácido, resultando na separação dos aminoácidos. Posteriormente, analisa-se a mistura de aminoácidos em cromatografia para separação dos aminoácidos de diferentes massas moleculares. Assim, posteriormente, é possível caracterizar quais aminoácidos compõem a proteína. 5.3. Classificação estrutural das proteínas A. Quanto à composição As proteínas podem ser classificadas também em simples, conjugadas e derivadas,classificação que leva em consideração a composição estrutural. As proteínas simples, também denominadas de homoproteínas, são constituídas exclusivamente por aminoácidos, como é o caso da albumina do plasma sanguíneo e da clara do ovo. Proteínas que, em sua composição, apresentam, além de aminoácidos, componentes não-proteicos, como lipídio, ácido nucléico, carboidrato ou composto inorgânico (chamado de grupo prostético). São classificados como proteínas conjugadas ou heteroproteínas. De acordo com a característica química do grupo prostético presente, a proteína pode ser designada, por exemplo, como metaloproteínas (contem metais), glicoproteínas (carboidratos) e lipoproteínas (lipídios). Veja a tabela 4 para conhecer alguns tipos de proteínas conjugadas. Hemoglobina é um exemplo de proteína conjugada, pois o grupo Além da classificação pela função desempenhada, as proteínas podem ser classificadas em relação a aspectos estruturais, sendo: A. Quanto à composição: proteínas simples, conjugadas e derivadas; B. Quanto ao número de cadeia polipeptídicas: proteínas monoméricas e proteínas oligoméricas; C. Quanto à forma: proteínas fibrosas e proteínas globulares. 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 14/17 prostético é formado por porfirina, capaz de ligar o ferro e, consequentemente, carrear oxigênio para os tecidos. As proteínas derivadas, por sua vez, são obtidas graças a processos de desnaturação ou hidrólise que promovem degradação de proteínas simples ou conjugadas. Tabela 4. Classificação biológica das proteínas conjugadas em relação a composição estrutural do grupo prostético. Classe Grupo prostético Exemplo Glicoproteínas Carboidratos Imunoglobulina G Lipoproteínas Lipídios HDL, LDL, VLDL Fosfoproteínas Grupo fosfato Ovoalbumina Flavoproteínas Nucleotídeos de �avina Succinato desidrogenase Hemoproteínas Heme (ferro por�rina) Hemoglobina Metaloproteínas Ferro, zinco, cálcio Ferritina, álcool desidrogenase, calmodulina B. Quanto ao número de cadeias polipeptídicas Proteínas monoméricas são as que apresentam apenas uma cadeia polipeptídica, enquanto proteínas oligoméricas possuem em sua estrutura mais de uma cadeia polipeptídica, são mais complexas em estrutura e função. C. Quanto à forma Outra classificação das proteínas leva em consideração a forma com que a estrutura polipeptídica se apresenta, podendo ser globular ou fibrosa. As globulares, como o próprio nome indica, ficam mais esféricas e compactas. Esta conformação é muito comum nas proteínas e desempenha funções variadas (transporte, enzimática e reguladoras). As proteínas fibrosas ou escleroproteínas possuem cadeias longas e filamentosas, são geralmente mais insolúveis e mais resistentes à desnaturação. São exemplos de proteínas fibrosas o colágeno, a queratina e a elastina, sendo encontradas na constituição de tendões, matriz óssea, tecido conectivo e fibras musculares, exclusivamente em animais, desempenhando função estrutural ou de armazenamento, sem atividade catalítica. 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 15/17 Representação da forma fibrose e globular das proteínas. 5.4. Desnaturação e renaturação Desnaturação é a alteração na estrutura tridimensional nativa das proteínas, ou seja, rompimento das ligações fracas que são responsáveis pelas estruturas secundárias, terciárias e quaternárias. A desnaturação pode provocar perda parcial ou completa da função biológica. Vale ressaltar que, no processo de desnaturação, as ligações peptídicas (estrutura primária) são preservadas. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2019/01/aula_microb_top01_img07-768x576.jpg 03/08/2022 12:29 Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas https://ceadgraduacao.uvv.br/conteudo.php?aula=aminoacidos-peptideos-e-proteinas&dcp=bioquimica&topico=1 16/17 O retorno da conformação nativa das proteínas após desnaturação é chamado de renaturação. Normalmente, ocorre em condições fisiológicas após a retirada do agente desnaturante, restaurando também a atividade biológica, porém em condições extremamente controladas, pois nem todas as proteínas são renaturadas. Diversas condições podem provocas desnaturação proteica: Ácidos e bases fortes: modificação do pH altera as pontes de hidrogênio das cadeias laterais. Pode ocorrer precipitação por se tornarem insolúveis. Solventes orgânicos: podem romper as interações hidrofóbicas por interagirem com os grupos R não polares. Detergentes: são moléculas anfipáticas que interferem com as ligações hidrofóbicas, desenovelando a estrutura da cadeia polipeptídica. Agentes redutores: substância redutora, como a ureia, que pode romper pontes de hidrogênio e interações hidrofóbicas. Alteração na temperatura: o aumento da temperatura acelera a vibração molecular, quebrando as pontes de hidrogênio por serem interações fracas. Estresse mecânico: rompimento as ligações por agitação ou trituração. 6. Conclusão O Tópico 1 procurou mostrar um pouco sobre a classificação dos aminoácidos, peptídeos e das proteínas em relação às características funcionais e estruturais, visto que estão correlacionadas. Vale lembrar que a estrutura tridimensional e a conformação da proteína são essenciais para a sua atividade biológica desempenhada. Além disso, foram apresentados os principais fatores capazes de desnaturar uma proteína, interferindo assim na função proteica. O conhecimento adquirido irá permitir que você possa explorar, de forma mais embasada, tecnicamente falando, esses elementos relacionados às proteínas. Diante da grande importância das proteínas para o bom funcionamento de órgãos e células, entender e procurar mais informações referentes ao tema será de grande utilidade para o exercício profissional.
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