Aula_PROTEINAS_-_Prof._JAMILE

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Disciplina Bioquímica Geral
Professora Jamile Fabbrin Gonçalves
1º) Definição e tipos de aminoácidos;
2º) Conceito de peptídeo;
3º) Definição de proteína;
4º) Níveis estruturais das proteínas;
As proteínas são as macromoléculas mais 
abundantes nos seres vivos!!!
• Enzimas (inúmeras – catalisam as reações químicas celulares) e hormônios
polipeptídicos (insulina e glucagon – controle dos níveis sanguíneos de glicose) que
controlam e regulam o metabolismo corporal;
• Proteínas contráteis permitem a realização dos movimentos (actina e miosina -
músculo esquelético);
As proteínas são as macromoléculas com maior 
diversidade de funções nos seres vivos!!!
músculo esquelético);
• Proteínas estruturais (colágeno – cartilagens e tendões; queratina – cabelo, unhas e
penas; elatina – ligamentos; fibroína – fibras da seda e da teia da aranha);
• Proteínas transportadoras (hemoglobina - transporte de oxigênio);
• Proteínas de defesa (imunoglobulinas – combatem bactérias e vírus).
etc.............
Como as proteínas são formadas?
• TODAS as proteínas, sejam as proteínas das mais antigas cepas de
bactérias ou das mais complexas formas de vida, são constituídas a partir
do mesmo conjunto de apenas 20 aminoácidos;
• As proteínas são polímeros de aminoácidos, com cada resíduo de
Todas as proteínas têm em comum a 
característica estrutural: são polímeros 
lineares de aminoácidos!
• As proteínas são polímeros de aminoácidos, com cada resíduo de
aminoácido unido ao seu vizinho por um tipo específico de ligação
covalente → LIGAÇÕES PEPTÍDICAS!
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• Aos aminoácidos comuns das proteínas foram atribuídas abreviações de
três letras ou apenas uma!
• De forma geral, as duas formas básicas de se obter aminoácidos são
através da ingestão via alimentação ou a síntese dentro das próprias
células;
• Geralmente os organismos NÃO são capazes de sintetizar todos os 20
tipos de aminoácidos que constituem as proteínas.
Os aminoácidos ESSENCIAIS são aqueles que o 
organismo NÃO é capaz de sintetizar, ou seja, eles organismo NÃO é capaz de sintetizar, ou seja, eles 
devem ser obtidos através da alimentação!!!
Afinal, o que são aminoácidos?
• TODOS os aminoácidos comuns são α-aminoácidos;
• TODOS eles possuem um hidrogênio, um grupo carboxila, um grupo amina e
um grupo “R” ligados ao mesmo átomo de carbono (o carbono α);
um grupo amino 
( + básico)
um grupo carboxila 
(- ácido)
• Em pH fisiológico (aproximadamente 7,4), o grupo carboxila encontra-se
dissociado, formando o íon carboxilato, carregado negativamente (-COO-), e o
grupo amino encontra-se protonado (-NH3+).
AMINOÁCIDO
• O carbono α de cada aminoácido está ligado 
a quatro grupos diferentes e, portanto, é um 
átomo de carbono quiral (centro quiral).
• EXCEÇÃO: o aminoácido GLICINA (aminoácido mais simples)
pois seu carbono α apresenta dois átomos de hidrogênio como
substituintes e, assim, é opticamente INATIVA.
• Os aminoácidos que apresentam um centro assimétrico em seu carbono α
podem existir em duas formas, designadas D e L, que são imagens especulares
uma da outra;
• As duas formas, em cada par, são denominadas ESTEREOISÔMEROS,
ISÔMEROS ÓPTICOS ou ENANTIÔMEROS;
Todos os resíduos de 
aminoácidos encontrados nas 
proteínas apresentam a 
configuração L!!! 
• Os aminoácidos diferem um dos outros nas suas cadeias laterais, ou
grupos “R”, que variam em estrutura, tamanho e carga elétrica →
polaridade → influência na solubulidade dos aminoácidos em água;
• Podemos classificá-los de acordo com
as propriedades de suas cadeias
laterais:
1) Aminoácidos com cadeias laterais APOLARES;
2) Aminoácidos com cadeias laterais POLARES,
mas desprovidas de carga elétrica:
3) Aminoácidos com cadeias laterais ÁCIDAS;
4) Aminoácidos com cadeias laterais BÁSICAS;
1) Aminoácidos com cadeias laterais APOLARES (hidrofóbicos)
• Cada um desses aminoácidos possui uma cadeia lateral apolar, que é incapaz de
receber ou doar prótons, de participar em ligações iônicas ou formar pontes de
hidrogênio. Promovem interações hidrofóbicas.
***PROLINA:
• A cadeia lateral da prolina e seu N α-imínico forma uma estrutura rígida em
anel, com 5 átomos, de modo que esse aminoácido difere dos demais;
•A prolina, portanto, apresenta um grupo amino secundário, e não primário,
sendo frequentemente denominada de iminoácido.
2) Aminoácidos com cadeias laterais POLARES, mas desprovidas
de carga elétrica
• Apresentam carga líquida igual a zero em pH neutro, embora as cadeias laterais
da cisteína e da tirosina possam perder próton em pH alcalino;
• Cada um dos aminoácidos serina, treonina e tirosina contém um grupo
hidroxila polar que pode participar da formação de pontes de hidrogênio;
• Cada cadeia lateral da asparagina e da glutamina contém um grupo carbonila e
um grupo amida, que podem também participar de pontes de hidrogênio.um grupo amida, que podem também participar de pontes de hidrogênio.
***Cisteína:
• A cadeia lateral da cisteína contém um grupo sulfidrila (-SH), componente
importante do sítio ativo de muitas enzimas;
***Nas proteínas, os grupos –SH de duas cisteínas podem ser facilmente
oxidados e formar um dímero, a CISTINA, que contém uma ligação cruzada
covalente denominada PONTE DISSULFETO.
Os resíduos unidos 
pelo dissulfeto são 
fortemente 
hidrifóbicos!
• As pontes dissulfeto desempenham papel
essencial nas estruturas de muitas proteínas
formando elos covalentes entre partes de uma
cadeia de proteína (INTRACADEIA) ou entre duas
cadeias polipeptídicas diferentes (INTERCADEIA).
Intracadeia
Intracadeia
Intercadeia
***Serina, treonina e tirosina:
• Os grupos hidroxila polar da serina, da treonina e, mais raramente, da tirosina
pode servir como sítio de ligação para estruturas, tais como o GRUPO FOSFATO.
Reações químicas 
importantes na REGULAÇÃO 
DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA!DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA!
Fosforilação
Desfosforilação
3) Aminoácidos com cadeias laterais ÁCIDAS
• Os aminoácidos ácido aspártico e ácido glutâmico são DOADORES de prótons.
Em pH fisiológico, as cadeias laterais desses aminoácidos estão completamente
ionizadas, com um grupo carboxilato carregado negativamente (-COO-) →
possuem em grupo carboxila adicional;
• Esses aminoácidos são, portanto, denominados aspartato e glutamato, para
enfatizar o fato de estarem carregados negativamente em pH fisiológico.
4) Aminoácidos com cadeias laterais BÁSICAS
• As cadeias laterais dos aminoácidos básicos são ACEPTORAS de prótons. Em pH
fisiológico, as cadeias laterais da lisina e da arginina estão completamente
ionizadas, com carga positiva;
• Em contraste, a histidina é fracamente básica, e, em geral, o aminoácido livre
não apresenta carga elétrica em pH fisiológico.
• É importante enfatizar que mais de 300 aminoácidos já foram descritos
na natureza, embora apenas 20 aminoácidos sejam usualmente
encontrados como constituintes de proteínas de mamíferos.
• Alguns desses aminoácidos incomuns são resíduos modificados depois que
a proteína foi sintetizada → modificação pós-transducional.
Ex.: aminoácidos 4-hidroxiprolina (derivado da prolina) e 5-hidroxilisina
(derivado da lisina) que são encontrados no colágeno (uma proteína fibrosa
encontrada no tecido conjuntivo.
• Alguns desses aminoácidos incomuns estão presentes em organismos vivos,
mas NÃO como constituintes de proteínas.
Ex.: aminoácido ornitina (intermediário-chave (metabólito) no ciclo da uréia.
PEPTÍDEOS - PROTEÍNAS
• Dois aminoácidos são unidos
COVALENTEMENTE por meio de uma
ligação amida substituída, chamada de
LIGAÇÕES PEPTÍDICAS;
• Ligação peptídica: o grupo α-carboxila
de um aminoácido liga-se ao grupo α-
amino de outro ocorrendo a perda de
água → REAÇÃO DE CONDENSAÇÃO.
LIGAÇÃO PEPTÍDICA:
CARACTERÍSTICAS DA LIGAÇÃO PEPTÍDICA:
• A ligação peptídica tem um caráter de dupla ligação parcial, ou seja, é mais curta
do que uma ligaçãosimples, além de RÍGIDA e PLANAR;
• Isso impede a rotação livre da ligação entre o carbono da carbonila e o
nitrogênio da ligação peptídica;
• Entretanto, as ligações entre os carbonos α e
os grupos α-amino e α-carboxila podem rotar
livremente (embora sejam limitadas pelo
tamanho e caráter dos grupos R);
• Isso permite que a cadeia polipeptídica assuma
uma variedade de configurações possíveis.
• A ligação peptídica é geralmente uma ligação TRANS (em vez de cis), em
grande parte devido è interferência dos grupos R quando em posição cis.
•Moléculas consistindo de aminoácidos unidos por ligações peptídicas são
denominados PEPTÍDEOS.
***Oligopeptídeo: contém poucos aminoácidos
***Polipeptídeos: contém muitos aminoácidos → PROTEÍNAS são polipeptídeos
muito grandes (peso molecular acima de 10.000)!!!
NOMENCLATURA DE UM PEPTÍDEO: Por, convenção, a extremidade amino livre
da cadeia peptídica (N-terminal) é escrita à esquerda, e a extremidade carboxilada cadeia peptídica (N-terminal) é escrita à esquerda, e a extremidade carboxila
(C-terminal), à direita. Dessa forma, todas as sequências de aminoácidos são lidas
da extremidade N para a C-terminal do peptídeo.
• Cada aminoácido que compõe um peptídeo é denominado RESÍDUO, por ser
a porção do aminoácido que permanece após a perda dos átomos de água
durante a ligação peptídica.
Quando um polipeptídeo é nomeado, os 
sufixos (-ina, -ano, -ico ou –ato) dos 
resíduos são alterados para –il (exceto o 
aminoácido C-terminal).
PROTEÍNAS
• As proteínas são classificadas em 4 níveis estruturais:
PROTEÍNAS
• Estrutura PRIMÁRIA: é uma descrição de todas as ligações covalentes
(principalmente ligações peptídicas e pontes dissulfeto) unindo resíduos de
aminoácidos em uma cadeia polipeptídica. É a sequência de resíduos de
aminoácidos.
PROTEÍNAS
• Estrutura SECUNDÁRIA: refere-se a arranjos particularmente estáveis de
resíduos de aminoácidos próximos dando origem a padrões estruturais
recorrentes.
PROTEÍNAS
• Estrutura TERCIÁRIA: descreve todos os aspectos do enovelamento
tridimensional de um polipeptídeo.
PROTEÍNAS
• Estrutura QUATERNÁRIA: é o arranjo no espaço de uma proteína que possui
duas ou mais subunidades polipeptídicas.
• A estrutura primária é a sequência linear dos
aminoácidos em uma proteína – ligados
COVALENTEMENTE!!!
Estrutura primária
• A estrutura primária contém a
informação necessária para
formar uma molécula protéica
com estrutura tridimensional
única: FUNÇÃO ESPECÍFICA!!!
•Muitas doenças genéticas•Muitas doenças genéticas
resultam em proteínas com
sequências anormais de
aminoácidos, ocasionando
organização irregular, com
perda ou prejuízo da função
normal.
Ex.: Anemia falciforme
(humanos).
Quão longas são as cadeias polipeptídicas?
• Os comprimentos variam consideravelmente. Ex.: O citocromo c humano
possui 104 resíduos de aminoácidos ligados em uma única cadeia; No extremo
está a titina (constituinte do músculo de vertebrado) que tem aproximadamente
27.000 aminoácidos.
• A grande maioria das proteínas de ocorrência natural é muito menor que isso,
contendo menos que 2.000 resíduos de aminoácidos.
• Algumas proteínas consistem de uma cadeia polipeptídica única, mas outras,
chamadas de proteínas de subunidades múltiplas ou multímero, possuem dois
ou mais polipeptídeos associados de forma NÃO-COVALENTE;
• As cadeias polipeptídicas individuais em uma proteína de subunidades
múltiplas podem ser idênticas ou diferentes.
*** Proteína oligomérica: se pelo menos duas cadeias são idênticas .
*** As unidades idênticas são referidas como protômeros.
Ex.: Hemoglobina
Posso dizer que a hemoglobina
possui 4 subunidades peptídicas
OU que é um tetrâmero, OU
ainda, que é um dímero dos
protômeros αβ.
• Os 20 aminoácidos comuns quase
nunca ocorrem em quantidades
iguais em uma proteína.
• Alguns aminoácidos podem ocorrer• Alguns aminoácidos podem ocorrer
apenas uma vez ou mesmo nenhuma
em certo tipo de proteína; outros
podem ocorrer em grandes
quantidades.
Algumas proteínas contêm outros grupos químicos 
além dos aminoácidos!
• Proteínas SIMPLES: contêm apenas resíduos de aminoácidos e nenhum outro
constituinte químico. Ex: ribonulease A.
• Proteínas CONJUGADAS: contêm permanentemente associados outros
componentes químicos além dos aminoácidos. A parte não-aminoácido de uma
proteínas conjugada é o seu GRUPO PROSTÉTICO.
• As proteínas conjugadas
são classificadas com base
na natureza química dos
seus grupos prostéticos!!!
Vamos ampliar nossa visão a respeito das proteínas!!!
Sequência de aminoácidos → Estrutura tridimensional
• O arranjo espacial dos átomos em uma proteínas é chamado de
CONFORMAÇÃO. As conformações possíveis de uma proteína incluem
qualquer estado estrutural que possa ser alcançado SEM QUEBRAR LIGAÇÕES
COVALENTES (rotação sobre ligações simples);
• As conformações existentes sob um certo conjunto de condições são• As conformações existentes sob um certo conjunto de condições são
usualmente aquelas termodinamicamente mais estáveis;
• Proteínas em qualquer das suas conformações funcionais são chamadas de
PROTEÍNAS NATIVAS;
• No contexto da estrutura protéica, o termo estabilidade pode ser definido
como a tendência a manter uma conformação nativa;
• Uma certa cadeia polipeptídica pode teoricamente
assumir incontáveis conformações diferentes.
• O estado desenovelado de uma proteína é caracterizado
por um alto grau de entropia da conformação → tendência a
manter o estado desenovelado!
• As interações que se contrapõem a esses efeitos e• As interações que se contrapõem a esses efeitos e
estabilizam a conformação nativa incluem as pontes
dissulfeto e as interações fracas (pontes de hidrogênio,
interações iônicas e interações hidrofóbicas).
• Em geral, a conformação protéica com a menor
energia livre (que é a conformação mais estável) é
aquela com número máximo de interações fracas!!!!!!
• Deve-se levar em consideração que a estabilidade de uma
proteína NÃO é apenas a soma das energias livres de muitas
interações fracas dentro dela uma vez que para cada ponte de
hidrogênio formada em uma proteína, uma ponte de hidrogênio
(de força semelhante) entre o mesmo grupo e a água foi quebrada.
• Entretanto, mesmo que a energia da formação de uma ponte
de hidrogênio ou da interação iônica intramolecular entre dois
grupos polares em uma macromolécula seja grandemente
cancelada pela eliminação de tais interações entre os mesmos
grupos e a água, a liberação da estrutura da água quando a
interação intramolecular é formada fornece uma força
impulsionadora entrópica para o enovelamento!!!!
Estrutura secundária
• A estrutura secundária refere-se a conformação local de alguma parte de um
polipeptídeo. São os arranjos regulares de aminoácidos que estão localizados
próximos uns aos outros na sequência linear;
• A α-hélice e a folha β são exemplos de estruturas secundárias frequentemente
encontradas em proteínas.
α-héliceα-hélice
• É o arranjo mais simples que a cadeia polipeptídica poderia
assumir com suas ligações peptídicas rígidas, mas com outras
ligações simples livres para rodar;
• Na α-hélice, o esqueleto polipeptídico está fortemente
enovelado ao redor de um eixo imaginário desenhado
longitudinalmente no meio da hélice, e os grupos R dos
resíduos de aminoácidos projetam-se para fora do esqueleto
helicoidal;
• Cada volta helicoidal contém
3,6 aminoácidos. Assim, os
resíduos de aminoácidos
separados por 3 ou 4 resíduos
na sequência primária estão
espacialmente próximos,
quando dobrados em α-hélice.
• A resposta é, em parte, que uma α-hélice faz uso
máximo de pontes de hidrogênio internas;
• A estrutura é estabilizada por uma ponte de
hidrogênio entre o átomo de hidrogênio ligado ao
átomo de “N” eletronegativo de uma ligação
Por que a α-hélice se forma mais facilmente que 
muitas outras conformações possíveis?
átomo de “N” eletronegativo de uma ligação
peptídica e o átomo de “O” eletronegativo da
carbonila do quarto aminoácido daquela ligação
peptídica;
• As pontes de hidrogênio estendem-sede forma
PARALELA à espiral;
• Todas as pontes de hidrogênio combinadas dão à
estrutura helicoidal considerável estabilidade.
As pontes de hidrogênio 
estendem-se de forma 
PARALELA à espiral 
Os grupos R dos resíduos 
de aminoácidos 
projetam-se para fora
• A torção helicoidal da α-hélice
encontrada em TODAS as
proteínas é a da mão direita!
A sequência de aminoácidos afeta a 
estabilidade de α-hélice:
(1) Repulsão eletrostática (ou atração) entre
resíduos de aminoácidos sucessivos com grupos
R carregados: Um grande número de
aminoácidos carregados (por exemplo,
GLUTAMATO ou ASPARTATO – negativos – e,
LISINA ou ARGININA - positivos) desestabiliza a
α-hélice pela formação de ligações iônicas ou porα-hélice pela formação de ligações iônicas ou por
repulsão eletrostática entre um e outro;
(2) Volume de grupos R adjacentes: os aminoácidos
com cadeias laterais volumosas, como o
TRIPTOFANO, podem interferir com a formação de
uma α-hélice se estiverem em grande número.
(3) Ocorrência de resíduos de Pro e Gly: A PROLINA quebra α-hélice, pois o
átomo de N é parte de um anel rígido, e a rotação sobre a ligação N-Cα são é
possível. Assim, ela insere uma dobra na cadeia – uma torção - que interrompe a
suave estrutura helicoidal; A GLICINA ocorre infrequentemente nas α-hélices
porque possui MAIOR flexibilidade de conformação que os outros resíduos de
aminoácidos. Polímeros de glicina tendem a formar estruturas espiraladas bem
diferentes de uma α-hélice.
(4) Interações entre os grupos R espaçando 3 ou 4 resíduos entre si:
Aminoácidos carregados positivamente são frequentemente encontrados
separados a cada 3-4 resíduos de aminoácidos carregados negativamente,
permitindo a formação de um par iônico.
(5) Interações entre resíduos de
aminoácidos nas extremidades do
segmento helicoidal e o dipolo elétrico
inerente a uma α-hélice: Aminoácidos
carregados negativamente são
frequentemente encontrados próximosfrequentemente encontrados próximos
do terminal amino (+) do segmento
helicoidal; o oposto é verdadeiro na
extremidade carboxila (-).
Folhas β
• A folha β é outra forma de estrutura secundária, na qual TODOS os
componentes da ligação peptídica estão envolvidos com pontes de hidrogênio;
• Na conformação β, o esqueleto da cadeia polipeptídica é estendido em
ziguezague em vez de estrutura helicoidal;
• As superfícies das folhas β apresentam uma aparência “pregueada” e,
portanto, essas estruturas são frequentemente denominadas “folhas βportanto, essas estruturas são frequentemente denominadas “folhas β
pregueadas”;
• Os grupos R de aminoácidos adjacentes projetam-se da estrutura em
ziguezague em direções opostas;
• Ao contrário da α-hélice em que o
esqueleto polipeptídico está fortemente
ENOVELADO, as folhas β são compostas de
duas ou mais cadeias polipeptídicas (fitas β)
ou segmentos de cadeias polipeptídicas,
que se apresentam quase totalmente
estendidos;
• Ao contrário da α-hélice em que as pontes
de hidrogênio estendem-se de forma
PARALELA à espiral, nas folhas β as pontes
de hidrogênio são PERPENDICULARES ao
esqueleto polipeptídico.
Algumas estruturas protéicas limitam as espécies de 
aminoácidos que podem ocorrer em uma folha β:
• Quando duas ou mais folhas β são
assentadas juntas dentro de uma proteína,
os grupos R dos resíduos dos aminoácidos
nas superfícies que se tocam devem ser
relativamente PEQUENOS;
• As β-queratinas como a fibroína da seda e a
fibroína das teias das aranhas possuem um
conteúdo muito alto de resíduos de GLICINA
e ALANINA, os dois aminoácidos com os
grupos R menores.
FOLHAS β PARALELAS E ANTIPARALELAS
• Uma folha β pode ser formada por duas ou mais cadeias polipeptídicas ou por
segmentos de cadeias polipeptídicas, dispostos de forma ANTIPARALELA um ao
outro (com extremidades N-terminal e C-terminal das folhas β alternando-se) ou
de forma PARALELA (possuindo a mesma orientação amino até carboxila).
Dobras β
• Nas proteínas GLOBULARES, que possuem uma estrutura enovelada
compacta, quase um terço dos resíduos de aminoácidos estão em dobras ou
alças onde a cadeia polipeptídica reverte sua direção;
• Essas dobras são os elementos de conexão que unem corridas sucessivas de
α-hélices ou conformação β;
• Particularmente comuns são as dobras β que conectam as extremidades de
dois segmentos adjacentes de uma folha β antiparalela.dois segmentos adjacentes de uma folha β antiparalela.
• Os resíduos de GLICINA e PROLINA
frequentemente ocorrem em dobras β:
***Glicina: é um aminoácido pequeno e flexível;
***Prolina: as ligações peptídicas envolvendo o
nitrogênio imino da prolina facilmente assumem
a configuração cis, uma forma que é
particularmente amena para uma dobra firme.
Alguns aminoácidos são melhores acomodados que outros 
em diferentes tipos de estruturas secundárias
• Algumas preferências, como a presença comum de resíduos de prolina e
glicina nas dobras β e sua relativa ausência nas α-hélices, são facilmente
explicáveis pelas restrições conhecidas nas diferentes estruturas secundárias.
*
Estrutura terciária
• A estrutura terciária é o arranjo tridimensional de todos os átomos em
uma proteína. A palavra “terciária” refere-se tanto ao dobramento dos
domínios (as unidades básicas de estrutura e função) quanto ao arranjo
final dos domínios no polipeptídeo;
• Aminoácidos que são muito distantes na sequência primária e que
residem em diferentes tipos de estruturas secundárias podem interagir
dentro da estrutura de uma proteína completamente enovelada;dentro da estrutura de uma proteína completamente enovelada;
• Ao considerar níveis superiores de estrutura, é útil classificar as proteínas
em dois grupos principais:
*** Proteínas FIBROSAS: possuindo cadeias polipeptídicas arranjadas em
longas fitas ou folhas;
*** Proteínas GLOBULARES: possuindo cadeias polipeptídicas enoveladas
em uma forma esférica ou globular.
• Os dois grupos são ESTRUTURALMENTE distintos:
*** Proteínas fibrosas: consistem principalmente de um único tipo de
estrutura secundária;
*** Proteínas globulares: frequentemente contêm vários tipos de
estruturas secundárias.
• Os dois grupos são FUNCIONALMENTE distintos:
*** Proteínas fibrosas: constituem as estruturas de apoio, forma e
proteção externa dos vertebrados;
*** Proteínas globulares: constituem a maior parte das enzimas e proteínas
reguladoras.
PROTEÍNAS FIBROSAS
1) α-Queratina
• As α-queratinas evoluíram para a RESISTÊNCIA!
• Encontradas nos mamíferos, essas proteínas consituem quase
todo o peso seco do cabelo, lã, unha, pena, espinhos, chifres,
casco e a maior parte da camada externa da pele;
• A α-queratina é rica em resíduos HIDROFÓBICOS: Alanina, valina,
isoleucina,metionina e fenilalanina;
• Nas α-queratinas as ligações cruzadas que
estabilizam a estrutura quaternária são PONTES
DISSULFETO → Nas α-queratinas mais rígidas, como
aquelas dos chifres dos rinoceronte, até 18% dos
resíduos são cisteínas envolvidas nas pontes dissulfeto.
• A hélice da α-queratina é uma α-
hélice de sentido de mão direita, a
mesma hélice encontrada em
muitas proteínas;
• Duas fitas de α-queratina, orientadas em paralelo (com o
seu terminal amino na mesma extremidade), são
embrulhadas uma com a outra para formar uma espiral
supertorcida → o entrelaçamento de dois polipeptídeos α-
helicoidais é um exemplo de estrutura quaternária → uma
super-hélice de sentido de mão esquerda!
2) Colágeno
• Da mesma forma que as α-queratinas, o colágeno evoluiu para
fornecer RESISTÊNCIA!
• E encontrado no tecido conjuntivo como os tendões, as
cartilagens, a matriz orgânica dos ossos e a córnea do olho;
• A hélice do colágeno é uma estrutura secundária ÚNICA bem
distante da α-hélice. Apresenta o sentido de mão esquerda edistante da α-hélice. Apresenta o sentido de mão esquerda e
possui três resíduos de aminoácidos por volta;
•O colágeno é também uma espiral, mas uma com estruturas
terciárias e quaternárias distintas: 3 cadeias polipeptídicas
separadas, chamadas de cadeias α são entrelaçadas entre si.
O superentrelaçamento é desentido da mão direita no
colágeno, oposto ao sentido das hélices das cadeias α de
sentido de mão esquerda.
Estrutura rica 
em em GLICINA!
•A sequência de aminoácidos no colágeno é
geralmente uma unidade tripeptídica repetitiva, Gly – X
– Y, onde X é frequentemente Pro e Y é
frequenetemente 4-Hyp (4-hidroxiprolina, um
aminoácido incomum).
*** Escorbuto
• Em caso de deficiência de vitamina C as
fibras do colágeno NÃO podem
estabelecer ligações cruzadas, diminuindo
enormemente a resistência à tensão nas
fibras reunidas.
• Pacientes com deficiência de vitamina C também
apresentam hematomas nos membros, como
resultados do extravasamento subcutâneo de sangue
(fragilidade capilar).
ACEROLA
LARANJA
• Principais fontes de vitamina C:
LARANJA
• O escorbuto causou muitas mortes entre os
navegadores dos séculos passados uma vez
que não era costumeiro levar frutas para as
refeições durante viagens tão longas!!!
3) Fibroína da seda
• Fibroína, a proteína da seda, é produzida por insetos e aranhas.
• Suas cadeias polipeptídicas estão predominantemente na
conformação β;
• A fibroína é rica em resíduos de alanina e glicina, permitindo o
empacotamento íntimo das folhas β e um arranjo intercambiado
dos grupos R.
• A fibroína NÃO se estica porque
a conformação β é altamente
estendida. Entretanto, a
estrutura é flexível porque as
dobras são mantidas juntas por
numerosas interações fracas em
vez das ligações covalentes como
as pontes dissulfeto nas
α-queratinas.
→ A α-queratina, o colágeno e a fibroína da 
seda ilustram adequadamente a relação entre 
a estrutura da proteína e a função biológica!!!
PROTEÍNAS GLOBULARES
• Em uma proteína globular, segmentos diferentes de uma cadeia polipeptídica
(ou múltiplas cadeias polipeptídicas) enovelam-se entre si;
• O enovelamento também fornece a diversidade estrutural necessária para as
proteínas desempenharem um amplo conjunto de funções biológicas;
***As proteínas globulares incluem:
- enzimas;
- proteínas de transporte;
- proteínas motoras;
- proteínas reguladoras;
- imunoglobulinas, etc...
Ex.: MioglobulinaEx.: Mioglobulina
• A mioglobulina é uma
proteína de ligação ao
oxigênio das células
musculares. É uma molécula
relativamente pequena.
A cadeia polipeptídica 
é enovelada em três 
dimensões – a 
estrutura terciária!
• O grupo vermelho circundado pela proteína é o
HEME;
• O esqueleto da molécula de mioglobina é constituído
de 8 segmentos relativamente retos de α-hélices
interrompidos por curvaturas, algumas das quais são
dobras β;
• A molécula de mioglobina é tão compacta que seu interior apresenta
apenas 4 moléculas de águaapenas 4 moléculas de água
•nesse ambiente empacotado, as 
interações fracas fortalecem e 
reforçam-se entre si.
• esse núcleo denso hidrofóbico é 
típico das proteínas globulares.
• Proteínas com diferentes estruturas primárias e terciárias → 
refletem diferentes funções!!! 
• O citocromo c é um componente da cadeia respiratória da
mitocôndria. É uma cadeia polipeptídica de aproximadamente
100 resíduos de aminoácidos e um único grupo heme. Apenas
cerca de 40% do polipeptídeo está em um segmento α-helcoidal,
comparado com os 70% da cadeia de mioglobina.
• A lisozima é uma enzima abundante na clara do ovo e nas
lágrimas humanas que catalisa a clivagem catalítica de
polissacarídeos nas paredes celulares protetoras de algumas
bactérias → funciona como um agente bactericida. Como o
citocromo c, cerca de 40% dos seus 129 resíduos de aminoácidoscitocromo c, cerca de 40% dos seus 129 resíduos de aminoácidos
estão em segmentos α-helicoidais, mas o arranjo é diferente e
alguma folha β está também presente. Contém 4 pontes
dissulfeto que contribuem para a estabilidade da proteína.
• A ribonuclease é uma enzima secretada pelo pâncreas no
intestino delgado, onde ela catalisa a hidrólise de certas ligações
nos ácidos ribonucléicos presentes no alimento ingerido. Poucos
dos seus 124 resíduos de aminoácidos da cadeia polipeptídica
estão em α-hélice, mas contém muitos segmentos em
conformação β. Apresenta 4 pontes dissulfeto na estrutura.
• A estrutura tridimensional de uma proteína globular típica pode ser
considerada uma montagem de segmentos polipeptídicos nas conformações
de α-hélice e de folha β unidas por segmentos conectantes;
• MOTIVOS ou ESTRUTURAS SUPERSECUNDÁRIAS são arranjos estáveis de
vários elementos da estrutura secundária e as conexões entre eles.
MOTIVOS, DOMÍNIOS E DOBRAMENTO PROTÉICO
Dois motivos simples e comuns que
conferem duas camadas de estrutura
secundária.
• Polipeptídeos com mais de uma centena de resíduos de aminoácidos
frequentemente se enovelam em duas ou mais unidades globulares estáveis,
chamadas de DOMÍNIOS;
• Domínios diferentes frequentemente possuem funções distintas como a ligação
de moléculas pequenas ou a interação com outras proteínas. Proteínas pequenas
usualmente possuem apenas um domínio (o domínio é a própria proteína).
• O dobramento da cadeia polipeptídica (DOBRAMENTO
PROTÉICO) dentro de um domínio em geral ocorre
independentemente do dobramento em outros domínios.
Assim, cada domínio apresenta as características de uma
proteína globular pequena e compacta, estruturalmente
independente de outros domínios da cadeia;
• As interações entre cadeias laterais de aminoácidos
determinam como uma cadeia polipeptídica longa se dobra
para formar a intrincada conformação tridimensional de
proteínas funcionais;proteínas funcionais;
• Com o dobramento peptídico, as cadeias laterais dos
aminoácidos são atraídas ou repelidas de acordo com suas
propriedades químicas;
• Esse processo de tentativa e erro durante o dobramento
protéico experimenta muitas (mas não todas) possibilidades
de configuração em busca de um estado no qual as atrações
superem as repulsões. Isso resulta em uma proteína
dobrada corretamente, com baixo estado energético.
*** As proporções (%) de α-hélice e conformação β variam entre as várias
proteínas globulares de cadeia única;
• Cada uma destas proteínas possui uma característica única, adaptada para sua
função biológica particular, mas juntas compartilham várias propriedades
importantes:
(a) são enoveladas
compactamente; (b) as cadeias
de aminoácidos hidrofóbicosde aminoácidos hidrofóbicos
estão orientadas para o interior
e as cadeias laterais hidrofílicas
estão na superfície; (c) as
estruturas são estabilizadas por
pontes dissulfeto e várias
interações não-covalentes (ex.:
pontes de hidrogênio e
interações iônicas).
INTERAÇÕES QUE ESTABILIZAM A ESTRUTURA TERCIÁRIA
INTERAÇÕES QUE ESTABILIZAM A ESTRUTURA TERCIÁRIA
1) PONTES DISSULFETO: uma ponte dissulfeto é uma
ligação formada pelos grupos sulfidrila (-SH) de dois
resíduos de cisteína para produzir um resíduo de cistina.
As duas cisteínas podem estar separadas uma da outra
por muitos aminoácidos na sequência primária de um
polipeptídeo, ou podem até mesmo estar localizadas em
duas cadeias polipeptídicas diferentes; o dobramento da
(s) cadeia (s) aproxima os resíduos de cisteína e permite(s) cadeia (s) aproxima os resíduos de cisteína e permite
a ligação COVALENTE de suas cadeias laterais.
• Uma ponte dissulfeto contribui para a estabilidade da
conformação tridimensional da molécula protéica e
evitar que elas se tornem desnaturadas no meio
extracelular. Por, exemplo, muitas ligações dissulfeto são
encontradas em proteínas como as imunoglobulinas
secretas pela célula.
2) INTERAÇÕES HIDROFÓBICAS:
(a) Nas proteínas encontradas em soluções aquosas (um ambiente polar), as
cadeias laterais apolares dos aminoácidos tendem a agrupar-se no interior da
proteína. Desse modo, os grupos R apolares preenchem o interior da proteína à
medida que ela se dobra e ajudam a estabelecer sua forma tridimensional.
INTERAÇÕES QUE ESTABILIZAM A ESTRUTURA TERCIÁRIA
(b) Nas proteínas localizadas em ambiente
hidrofóbico (interior de uma membrana) os
grupos R apolares são encontrados na
superfície da proteína, interagindo com o
ambiente lipídico.
• Em qualquer dos casos, ocorre a segregação
energeticamentemais favorável dos grupos R.
INTERAÇÕES QUE ESTABILIZAM A ESTRUTURA TERCIÁRIA
3) PONTES DE HIDROGÊNIO: Cadeias laterais de aminoácidos contendo
hidrogênio ligado a oxigênio ou nitrogênio, como os grupos alcoólicos da serina
e da treonina, podem formar pontes de hidrogênio com átomos ricos em
elétrons, como o oxigênio dos grupos carboxila ou dos grupos carbonila ds
ligações peptídicas;
• A formação de pontes de hidrogênio entre grupos polares
na superfície de uma proteína e o solvente aquoso
aumentam a solubilidade da proteína.
INTERAÇÕES QUE ESTABILIZAM A ESTRUTURA TERCIÁRIA
4) INTERAÇÕES IÔNICAS: Grupos carregados negativamente, como o grupos
carboxila (-COO-) na cadeia lateral do aspartato ou do glutamato, podem
interagir com grupos carregados positivamente, como o grupo amino (-NH3+), na
cadeia lateral da lisina.
• As estruturas protéicas evoluíram para a função em ambientes celulares
particulares. Condições diferentes daquelas na célula podem resultar em
grandes ou pequenas alterações estruturais da proteína;
• DESNATURAÇÃO PROTÉICA: é a perda da estrutura tridimensional suficiente
para causar a perda de função daquela proteína.
DESNATURAÇÃO PROTÉICA
• A maior parte das proteínas pode ser
desnaturada pelo CALOR, que afeta as
interações fracas em uma proteína
(principalmente as pontes de hidrogênio) de
maneira complexa.
• Proteínas podem ser desnaturadas não apenas pelo calor, mas também por:
*** Extremos de pH: atuam alterando a carga líquida nas proteínas, causando
repulsão eletrostática e ruptura de algumas pontes de hidrogênio;
*** Certos solventes orgânicos miscíveis como o álcool ou a acetona bem como
por certos solutos como a uréia e por detergentes: atum primariamente
rompendo as interações hidrofóbicas que constituem o núcleo estável das
proteínas globulares.
• Certas proteínas globulares
desnaturadas pelo calor, extremos de pH
ou reagentes desnaturantes recuperam
sua estrutura nativa e a atividade
biológica se retornarem às condições
onde a conformação nativa é estável.
RENATURAÇÃO PROTÉICA
onde a conformação nativa é estável.
Este processo é chamado de
RENATURAÇÃO PROTÉICA.
Ex.: enzima ribonuclease.
Estrutura quaternária
•Muitas proteínas consistem de uma única cadeia polipeptídica, sendo definidas
como proteínas MONOMÉRICAS. Outras, entretanto, consistem em duas ou
mais cadeias polipeptídicas, que podem ser estruturalmente idênticas ou
totalmente diferentes → uma proteína com subunidades múltiplas pode ser
chamada de MULTÍMERO. As proteínas multiméricas podem formar de duas a
centenas de subunidades;
• O arranjo dessas subunidades polipeptídicas em complexos tridimensionais é• O arranjo dessas subunidades polipeptídicas em complexos tridimensionais é
é denominado estrutura QUATERNÁRIA de proteína;
• As subunidades são ligadas por interações NÃO-COVALENTES. As subunidades
podem funcionar independentemente umas das outras ou podem trabalhar
cooperativamente, como no caso da hemoglobina, onde a ligação do oxigênio a
uma subunidade do tetrâmero aumenta a afinidade de outras subunidades para
o oxigênio.
• Um multímero com apenas umas poucas subunidades pode ser chamado
de OLIGÔMERO;
• Se um multímero é composto de várias subunidades não-idênticas, a
estrutura da proteína pode ser assimétrica e bem complicada. Entretanto,
Relembrando conceitos...
estrutura da proteína pode ser assimétrica e bem complicada. Entretanto,
a maior parte dos multímeros possui subunidades idênticas ou grupos
repetitivos de subunidades não-idênticas → a unidade estrutural de
repetição em tal proteína multimérica, seja ela uma subunidade apenas ou
seja ela um grupo de subunidades, é chamada PROTÔMERO.
Ex.: Hemoglobina
*** A hemoglobina contém 4 cadeias
polipeptídicas e 4 grupos heme. A
porção protéica, chamada de globina,
consiste de 2 cadeias α (cada uma com
141 resíduos) e 2 cadeias β (cada uma
com 146 resíduos).
→ Posso dizer que a hemoglobina possui
4 subunidades peptídicas OU que é um4 subunidades peptídicas OU que é um
tetrâmero, OU ainda, que é um dímero
dos protômeros αβ.
Referências bibliográficas:
• Campbell, M.K.; Farrell, S.O. (2007). Bioquímica. 5ª Edição,
Editora Thomson Learning, São Paulo, 845p.
• Champe, P.C.; Harvey, R.A.; Ferrier, D.S. (2009). Bioquímica
Ilustrada. 4ª Edição, Editora Artmed, Porto Alegre, 528p.Ilustrada. 4ª Edição, Editora Artmed, Porto Alegre, 528p.
•Nelson, D.L.; Cox, M.M. (2006). Lehninger: Princípios de
Bioquímica. 4ª Edição, Editora Sarvier, São Paulo, 1202p.