Aminoácidos e proteínas - Nutrição 2021 2

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Aminoácidos e Proteínas
estrutura, conformação 
e propriedades químicas
Instituto de Biologia Roberto Alcântara Gomes
Departamento de Biologia Celular
Disciplina: Biologia Celular
Curso Nutrição– 2021.2
Prof: Rafael Simões
Uma Célula é Composta de Proteínas
Lipídeos, Carboidratos e Ácidos Nucleicos
Unidades estruturais básicas - células

Macromoléculas
(proteínas, ácidos nucléicos e 
polissacarídeos)

Subunidades monoméricas 
(aa, nucleotídeos e monossacarídeos)
➢ Proteínas são as macromoléculas mais
abundantes nas células vivas e constituem
50% ou mais do seu peso seco;
Proteínas
Proteínas Possuem Funções Diversas
Proteínas são moléculas com as mais variadas 
funções no organismo
Catalítica
Enzimas
Regulação
gênica
Histonas
Contração
Actina e miosina
Protetora 
imunoglobulinas
Estrutural 
Colágeno, 
elastina, 
queratina
Transporte 
Albumina, 
hemoglobina, 
transferrina
Hormonal 
Insulina
Regulatória 
Calmodulina 
➢ As proteínas são construídas com subunidades monoméricas, 
denominadas aminoácidos 
Aminoácidos (proteínas)
Componentes dos ácidos 
nucleicos
Componentes dos lipídeos
Monossacarídeos 
(açúcares)
Todas as proteínas são constituídas com o mesmo conjunto de aminoácidos, 
unidos covalentemente em sequências características.
➢Os aminoácidos primários receberam abreviações de três letras, ou um 
símbolo de uma única letra, que são usados para indicar a composição e 
sequência dos aminoácidos em cadeias polipeptídicas.
➢Os aminoácidos têm características estruturais comuns a todos.
➢Todos tem em comum um grupo carboxila e um grupo amino, ligados ao 
mesmo átomo de carbono.
Glicina
➢Os aminoácidos podem ser classificados com base em seus grupos R
➢Os aminoácidos podem ser classificados com base em seus grupos R
➢Os aminoácidos estão ionizados em solução aquosa e
podem agir como ácidos ou bases.
Forma não 
ionizada
Forma 
ionizada
Pergunta!!
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Se Aminoácidos podem agir como ácidos e 
bases, podemos concluir que eles podem agir 
como um bom composto... 
A) Desnaturante 
B) Tampão
C) Quebra-galho
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➢Os aminoácidos estão ionizados em solução aquosa e
podem agir como ácidos ou bases.
Forma não 
ionizada
Forma 
ionizada
Um tampão é definido como um composto ou conjunto de compostos que 
impedem variações da concentração de [H+], ou seja do pH, do meio.
Aminoácidos, peptídeos e proteínas são bons tampões
➢Relembrando....
concentração de OH-
[OH-] [H+]
[OH-] [H+]
+ H
H+OH-
+
H20
Fontes de H+ decorrentes dos processos metabólicos
Powers,S.K. e Howley, E.T., Fisiologia do Exercício, (2000), pg207 Fig11.3
H+
Ácido Fosfórico
Hidrólise das fosfoproteínas e nucleoproteínas
Metabolismo
aeróbico da glicose
Ácido Carbônico
Ácido Sulfúrico
Oxidação de Amino ácidos
Sulfurados
Metabolismo
anaeróbico da glicose
Ácido Lático
Corpos Cetônicos Ácidos
Oxidação incompleta de 
ácidos graxos
Os aminoácidos têm curvas de titulação características
- P.I – Ponto isoelétrico: pH onde 
a carga líquida dos aa é zero. É 
calculado pela média entre o 
Pka do grupo amino e o Pka do 
grupo carboxila.
[OH-]
H+
H+H+
[OH-]
[OH-][OH-]
- Aminoácidos podem perder 
até 2 prótons para o meio
Logo... a função das proteínas 
depende do pH ao qual estão 
submetidas
pKa: tendência de um 
grupo fornecer um 
próton ao meio
pI = 3,22
O PI de aa com radicais 
ionizáveis é calculado pela 
média entre o pka do radical e o 
pka de valor mais próximo.
pKr = 4,25
pK1= 2,19
➢AA com o radical R ionizável
[OH-]
[OH-][OH-]
pI = 7,59
pKr = 6
pK2= 9,17
Caráter ácido-básico dos aminoácidos
PI < 7 - ácido PI = 7 - neutro PI > 7 - básico 
PI = 3,22 PI = 7,59
➢Carga líquida do aa e o pH da solução
0
-
- -
- - -
- - - -
- - - - - - -
+
++
+++
+++++
pH>pI
pH=pI
pH<pI
➢Os peptídeos são cadeias de aminoácidos
Pergunta!!
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Qual o nome dessa ligação?
A) Telefônica
B) Glicosídica 
C) Peptídica
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➢Os peptídeos são cadeias de aminoácidos
Ligação peptídica
➢A estrututura protéica pode ser dividida em quatro níveis principais:
1- Estrtutura primária: sequência de aminoácidos
*Folha β : as cadeias peptídicas 
se arranjam lado a lado e as 
pontes de hidrogênio formadas 
entre segmentos adjacentes
*α-hélice – os aa se enovelam 
ao redor de um eixo imaginário. 
Os grupos R se projetam pra 
fora e a “torção” é dada pelas 
ligações de hidrogênio formadas 
entre os grupo s N-H e C=O 
2- Estrutura secundária:
+ =
3- Estrutura terciária: É o arranjo tridimensional da proteína e é mantida 
pelas interações entre os radicais R dos aa.
Pontes dissulfeto, pontes de hidrogênio, forças hidrofóbicas, 
interação de van der walls, atrações iônicas,...
4- Estrtutura quaternária: Ocorre em proteínas formadas por mais de duas 
cadeias polipeptídica distintas.
Estrutura e Função
➢ A sequência primária da proteína irá determinar como ela irá se arranjar no 
espaço, através das interações entre seus radicais R. 
➢ E. Coli – proteína de 100 resíduos em 5 seg. 
+
+
+
_
_
_
_
+
+ +
+
OBS : Nem sempre as proteínas conseguem alcançar sua correta 
conformação, precisando pra isso ajuda de chaperonas, família de proteínas 
que auxiliam o correto enovelamento protéico. 
Ex: Heat shock proteins - HSP
Chaperonas
Chaperonas
Chaperoninas (Hsp60)
➢ O arranjo espacial é responsável pela função da proteína 
Sítio ativo
Enzima
aa hidrofóbicos
+
-
aa negativos
aa positivos
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E se essa proteína perde sua estrutura? 
Qual o nome que damos a perda da
estrutura de uma proteína?
A) Desabamento
B) Derretimento
C) Desnaturação
Desnaturação: perda da estrutura terciária da proteína - perda da função.
(não há alteração da estrutura primária) 
Renaturação: depende da sequência de aa
Desnaturação proteica
➢ Fatores como a temperatura e o pH podem alterar as interações entre os 
aminoácidos, interferindo assim na sua estrutura terciária, desnaturando a 
proteína. 
Aumento da vibração entre as moléculas, podendo romper 
interações intermoleculares como as pontes de hidrogênio
Temperatura
Clara ► Albumina
Albumina desnaturada
Calor
Desnaturação pelo calor
http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://2.bp.blogspot.com/_qrwWSZrEbFs/SL12k1Lr9UI/AAAAAAAAALo/-1_r0bplsgk/s320/ovo.jpg&imgrefurl=http://somosbelas.blogspot.com/2008/09/mscara-rejuvenecedora-para-pele.html&usg=__Kzox0Bcxh9qc5Ep-ZTBM2sqTnVc=&h=125&w=125&sz=2&hl=pt-BR&start=109&tbnid=5kOQWW04RrRclM:&tbnh=90&tbnw=90&prev=/images?q=clara+do+ovo+albumina&gbv=2&ndsp=18&hl=pt-BR&sa=N&start=108
➢O pH da solução pode alterar o estado de ionização dos aminoácidos e mudar a interação elétrica entre eles. 
0
-
- -
- - -
- - - -
- - - - - - -
+
++
+++
+++++
pH>pI
pH=pI
pH<pI
Desnaturação por alteração do pH
Caseína desnaturada
Coalho
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Milk_glass.jpg
➢ A alteração da estrutura primária pode modificar a interação entre os aa,
modificando a estrutura terciária, logo interferindo na sua função.
+
+
+
_
_
_
_
+
+ +
+
_ _
_
Enzima
pH 7,4
pH 2
+ substrato
Interação iônica
+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
substrato
Classificação das proteínas:
1) Proteína de alto valor biológico (AVB): Possuem em sua composição 
aminoácidos essenciais em proporções adequadas. É uma proteína completa. 
Ex.: proteínas da carne, peixe, aves e ovo.
2) Proteínas de baixo valor biológico (BVB): Não possuem em sua composição 
aminoácidos essenciais em proporções adequadas. É uma proteína incompleta. 
Ex.: cereais integrais e leguminosas (feijão, lentilha, ervilha, grão-de-bico, etc.).
3) Proteínas de referência: Possuem todos os aminoácidos essenciais em maior 
quantidade. Ex.: ovo, leite humano e leitede vaca.
1) Aminoácidos essenciais: Precisam ser fornecidos através da dieta. São eles: 
Valina, lisina, treonina, leucina, isoleucina, triptofano, fenilalanina e metionina. 
2) Aminoácidos não essenciais: Podem ser sintetizados pelo organismo em 
quantidades adequadas para uma função normal.
Classificação dos aminoácidos
Proteínas fibrosas
-contráteis, resistência e flexibilidade;
- Pobre para a dieta - 35% Glicina, 21% Prolina e Hidroxiprolina (não-essencial)
Proteínas Globulares
- Enzimas, proteínas regulatórias, transportadoras, imunoglobulinas….
Funções das proteínas:
A classificação das proteínas é dada através das funções que elas desenvolvem no 
organismo, e são as seguintes:
-Proteínas de transporte:
-Proteínas que se ligam a grupos específicos e os transportam através do sangue. 
Hemoglobina e Lipoproteína são exemplos deste tipo de proteína transportadora.
- Proteínas que transportam substâncias através da membrana celular. Estas 
substâncias podem ser: glicose, Na+, K+.
-Proteínas de Reserva: São proteínas que reservam algo importante para o crescimento e/ou 
germinação. Exemplos: Ferritina que armazena ferro (Fe); Mioglobina que reserva oxigênio 
(O2), etc.
- Proteínas Contráteis: dão à célula a capacidade de se contraírem, mover ou mudar de forma. 
São exemplos a actina e a miosina que participam diretamente na contração muscular.
-Proteínas Estruturais: dão sustentação e proteção ao organismo. O colágeno (umas destas 
proteínas) é a principal proteína dos tendões, e suporte forte tensão. Já a elastina é capaz de 
se distender em duas dimensões, a queratina é a proteína que forma as unhas e os cabelos.
-Proteínas de Defesa: São as imunoglobulinas, fribrinogênio e a fibrina. Defendem o organismo 
de certa invasão de outras espécies (ex: microorganismos), e os protege contra injúria.
-Proteínas Regulatórias: São os hormônios; estes regulam as atividades celulares e 
fisiológicas. São deste tipo: insulina e GH (Hormônio do crescimento).
- Enzimas: São proteínas que aumentam a velocidade de uma reação acontecer, ou seja, tem 
uma atividade catalítica. Todas as reações que ocorrem são catalisadas por uma enzima 
específica.
Função proteica - Hemoglobina
Funções das proteínas:
A classificação das proteínas é dada através das funções que elas desenvolvem no 
organismo, e são as seguintes:
-Proteínas de transporte:
-Proteínas que se ligam a grupos específicos e os transportam através do sangue. 
Hemoglobina e Lipoproteína são exemplos deste tipo de proteína transportadora.
- Proteínas que transportam substâncias através da membrana celular. Estas 
substâncias podem ser: Aminoácidos, glicose, Na+, K+).
-Proteínas de Reserva: São proteínas que auxiliam o armazenamento de moléculas 
importantes para o crescimento e/ou germinação. Exemplos: Ferritina que armazena ferro (Fe); 
Mioglobina que reserva oxigênio (O2), etc.
- Proteínas Contráteis: dão à célula a capacidade de se contraírem, mover ou mudar de forma. 
São exemplos a actina e a miosina que participam diretamente na contração muscular.
-Proteínas Estruturais: dão sustentação e proteção ao organismo. O colágeno (umas destas 
proteínas) é a principal proteína dos tendões, e suporte forte tensão. Já a elastina é capaz de 
se distender em duas dimensões, a queratina é a proteína que forma as unhas e os cabelos.
-Proteínas de Defesa: São as imunoglobulinas, fribrinogênio e a fibrina. Defendem o organismo 
de certa invasão de outras espécies (ex: microorganismos), e os protege contra injúria.
-Proteínas Regulatórias: São os hormônios; estes regulam as atividades celulares e 
fisiológicas. São deste tipo: insulina e GH (Hormônio do crescimento).
- Enzimas: São proteínas que aumentam a velocidade de uma reação acontecer, ou seja, tem 
uma atividade catalítica. Todas as reações que ocorrem são catalisadas por uma enzima 
específica.
Funções das proteínas:
A classificação das proteínas é dada através das funções que elas desenvolvem no 
organismo, e são as seguintes:
-Proteínas de transporte:
-Proteínas que se ligam a grupos específicos e os transportam através do sangue. 
Hemoglobina e Lipoproteína são exemplos deste tipo de proteína transportadora.
- Proteínas que transportam substâncias através da membrana celular. Estas 
substâncias podem ser: Aminoácidos, glicose, Na+, K+).
-Proteínas de Reserva: São proteínas que reservam algo importante para o crescimento e/ou 
germinação. Exemplos: Ferritina que armazena ferro (Fe); Mioglobina que reserva oxigênio 
(O2), etc.
- Proteínas Contráteis: dão à célula a capacidade de se contraírem, mover ou mudar de 
forma. São exemplos a actina e a miosina que participam diretamente na contração muscular.
-Proteínas Estruturais: dão sustentação e proteção ao organismo. O colágeno (umas destas 
proteínas) é a principal proteína dos tendões, e suporte forte tensão. Já a elastina é capaz de 
se distender em duas dimensões, a queratina é a proteína que forma as unhas e os cabelos.
-Proteínas de Defesa: São as imunoglobulinas, fribrinogênio e a fibrina. Defendem o organismo 
de certa invasão de outras espécies (ex: microorganismos), e os protege contra injúria.
-Proteínas Regulatórias: São os hormônios; estes regulam as atividades celulares e 
fisiológicas. São deste tipo: insulina e GH (Hormônio do crescimento).
- Enzimas: São proteínas que aumentam a velocidade de uma reação acontecer, ou seja, tem 
uma atividade catalítica. Todas as reações que ocorrem são catalisadas por uma enzima 
específica.
Funções das proteínas:
A classificação das proteínas é dada através das funções que elas desenvolvem no 
organismo, e são as seguintes:
-Proteínas de transporte:
-Proteínas que se ligam a grupos específicos e os transportam através do sangue. 
Hemoglobina e Lipoproteína são exemplos deste tipo de proteína transportadora.
- Proteínas que transportam substâncias através da membrana celular. Estas 
substâncias podem ser: Aminoácidos, glicose, Na+, K+).
-Proteínas de Reserva: São proteínas que reservam algo importante para o crescimento e/ou 
germinação. Exemplos: Ferritina que armazena ferro (Fe); Mioglobina que reserva oxigênio 
(O2), etc.
- Proteínas Contráteis: dão à célula a capacidade de se contraírem, mover ou mudar de 
forma. São exemplos a actina e a miosina que participam diretamente na contração muscular.
-Proteínas Estruturais: dão sustentação e proteção ao organismo. O colágeno (umas destas 
proteínas) é a principal proteína dos tendões, e suporte forte tensão. Já a elastina é capaz de 
se distender em duas dimensões, a queratina é a proteína que forma as unhas e os cabelos.
-Proteínas de Defesa: São as imunoglobulinas, fribrinogênio e a fibrina. Defendem o organismo 
de certa invasão de outras espécies (ex: microorganismos), e os protege contra injúria.
-Proteínas Regulatórias: São os hormônios; estes regulam as atividades celulares e 
fisiológicas. São deste tipo: insulina e GH (Hormônio do crescimento).
- Enzimas: São proteínas que aumentam a velocidade de uma reação acontecer, ou seja, tem 
uma atividade catalítica. Todas as reações que ocorrem são catalisadas por uma enzima 
específica.
Funções das proteínas:
A classificação das proteínas é dada através das funções que elas desenvolvem no 
organismo, e são as seguintes:
-Proteínas de transporte:
-Proteínas que se ligam a grupos específicos e os transportam através do sangue. 
Hemoglobina e Lipoproteína são exemplos deste tipo de proteína transportadora.
- Proteínas que transportam substâncias através da membrana celular. Estas 
substâncias podem ser: Aminoácidos, glicose, Na+, K+).
-Proteínas de Reserva: São proteínas que reservam algo importante para o crescimento e/ou 
germinação. Exemplos: Ferritina que armazena ferro (Fe); Mioglobina que reserva oxigênio 
(O2), etc.
- Proteínas Contráteis: dão à célula a capacidade de se contraírem, mover ou mudar de forma. 
São exemplos a actina e a miosina que participam diretamentena contração muscular.
-Proteínas Estruturais: dão sustentação e proteção ao organismo. O colágeno (umas destas 
proteínas) é a principal proteína dos tendões, e suporte forte tensão. Já a elastina é capaz de 
se distender em duas dimensões, a queratina é a proteína que forma as unhas e os cabelos.
-Proteínas de Defesa: São as imunoglobulinas, fribrinogênio e a fibrina. Defendem o 
organismo de certa invasão de outras espécies (ex: microorganismos), e os protege contra 
injúrias.
-Proteínas Regulatórias: São os hormônios; estes regulam as atividades celulares e 
fisiológicas. São deste tipo: insulina e GH (Hormônio do crescimento).
- Enzimas: São proteínas que aumentam a velocidade de uma reação acontecer, ou seja, tem 
uma atividade catalítica. Todas as reações que ocorrem são catalisadas por uma enzima 
específica.
Função proteica - Imunoglobulinas
Funções das proteínas:
A classificação das proteínas é dada através das funções que elas desenvolvem no 
organismo, e são as seguintes:
-Proteínas de transporte:
-Proteínas que se ligam a grupos específicos e os transportam através do sangue. 
Hemoglobina e Lipoproteína são exemplos deste tipo de proteína transportadora.
- Proteínas que transportam substâncias através da membrana celular. Estas 
substâncias podem ser: Aminoácidos, glicose, Na+, K+).
-Proteínas de Reserva: São proteínas que reservam algo importante para o crescimento e/ou 
germinação. Exemplos: Ferritina que armazena ferro (Fe); Mioglobina que reserva oxigênio 
(O2), etc.
- Proteínas Contráteis: dão à célula a capacidade de se contraírem, mover ou mudar de forma. 
São exemplos a actina e a miosina que participam diretamente na contração muscular.
-Proteínas Estruturais: dão sustentação e proteção ao organismo. O colágeno (umas destas 
proteínas) é a principal proteína dos tendões, e suporte forte tensão. Já a elastina é capaz de 
se distender em duas dimensões, a queratina é a proteína que forma as unhas e os cabelos.
-Proteínas de Defesa: São as imunoglobulinas, fribrinogênio e a fibrina. Defendem o organismo 
de certa invasão de outras espécies (ex: microorganismos), e os protege contra injúria.
-Proteínas Regulatórias: São os hormônios; estes regulam as atividades celulares e 
fisiológicas. São deste tipo: insulina e GH (Hormônio do crescimento).
- Enzimas: São proteínas que aumentam a velocidade de uma reação acontecer, ou seja, tem 
uma atividade catalítica. Todas as reações que ocorrem são catalisadas por uma enzima 
específica.
Funções das proteínas:
A classificação das proteínas é dada através das funções que elas desenvolvem no 
organismo, e são as seguintes:
-Proteínas de transporte:
-Proteínas que se ligam a grupos específicos e os transportam através do sangue. 
Hemoglobina e Lipoproteína são exemplos deste tipo de proteína transportadora.
- Proteínas que transportam substâncias através da membrana celular. Estas 
substâncias podem ser: Aminoácidos, glicose, Na+, K+).
-Proteínas de Reserva: São proteínas que reservam algo importante para o crescimento e/ou 
germinação. Exemplos: Ferritina que armazena ferro (Fe); Mioglobina que reserva oxigênio 
(O2), etc.
- Proteínas Contráteis: dão à célula a capacidade de se contraírem, mover ou mudar de forma. 
São exemplos a actina e a miosina que participam diretamente na contração muscular.
-Proteínas Estruturais: dão sustentação e proteção ao organismo. O colágeno (umas destas 
proteínas) é a principal proteína dos tendões, e suporte forte tensão. Já a elastina é capaz de 
se distender em duas dimensões, a queratina é a proteína que forma as unhas e os cabelos.
-Proteínas de Defesa: São as imunoglobulinas, fribrinogênio e a fibrina. Defendem o organismo 
de certa invasão de outras espécies (ex: microorganismos), e os protege contra injúria.
-Proteínas Regulatórias: São os hormônios; estes regulam as atividades celulares e 
fisiológicas. São deste tipo: insulina e GH (Hormônio do crescimento).
- Enzimas: São proteínas que aumentam a velocidade de uma reação acontecer, ou seja, tem 
uma atividade catalítica. Todas as reações que ocorrem são catalisadas por uma enzima 
específica.
Proteínas Conjugadas
H20 H20
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Qual o nome do conjunto de todas as 
proteínas de uma célula, organela 
celular ou fluído biológico?
A) Genoma
B) Proteoma
C) Bioma
Proteoma
Conjunto de todas as proteínas de uma célula, organela celular ou
fluído biológico, que interagem entre si formando redes moleculares
com funções específicas e que podem apresentar mudanças
qualitativas / quantitativas no tempo e no espaço.
Portanto, sugere-se que o proteoma possa ser capaz de fornecer a
mais precisa e detalhada descrição do estado molecular de um
sistema biológico.
Proteômica
Obrigado!!