AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS

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AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS– Roteiro para estudo – Prof. Breno D’Oliveira –Bioquímica I
INTRODUÇÃO
	As proteínas ocupam uma posição importantíssima na arquitetura e no funcionamento da matéria viva. Elas desempenham uma variedade de funções. Algumas, como a hemoglobina,transportam moléculas menores. Outras funcionam como catalisadores (enzimas);componentes estruturais (colágeno nos ossos e tendões); associadas a atividades mecânicas (miosina do músculo); sinais que coordenam a função dos órgãos (hormônios) ou como defesa do organismo (imunoglobulinas do sangue).
	As proteínas são macromoléculas formadas por polímeros de pequenas unidades, osaminoácidos , unidos entre sí por ligações covalentes.
AMINOÁCIDOS
Os aminoácidos são compostos de função mista, amina(-NH2) e ácida(-COOH).Estes dois grupamentos estão geralmente ligados a um carbono assimétrico, o carbono alfa, ao qual também se liga um radical orgânico (-R) que corresponde a uma cadeia lateral e um átomo de hidrogênio.
 H2N-CH-COOH
 R
As propriedades de um aminoácido em solução dependem de seus grupamentos reativos:-NH2, -COOH e de outros localizados na cadeia lateral –R.
	Entretanto, quando os aminoácidos fazem parte de uma proteína, os grupamentos –NH2 e –COOHestão bloqueados na ligação entre os vários aminoácidos.
 H2N-CH-COOH+ H2N-CH-COOH --------------- H2N-CH-CO-NH-CH-COOH + H2O
 R RRR
Por esta razão, podemos afirmar que a reatividade de uma proteína dependem dos grupamentos –COOHe -NH2 das extremidades da cadeia, que não estão envolvidos na união dos aminoácidos. A ligação –CO-NH- é chamada de ligação peptídica.
	Embora mais de 300 aminoácidos diferentes tenham sido descritos na natureza, somente 20 são comumente encontrados como constituintes das proteínas dos mamíferos – os únicos codificados pelo DNA da célula, classificados de acordo com a carga e polaridade de suas cadeias laterais em quatro grupos:
-Aminoácidos comcadeias laterais APOLARES
-Aminoácidos com cadeias laterais POLARES SEM CARGA
-Aminoácidos com cadeias laterais ácidas ouPOLARES COM CARGA NEGATIVA
-Aminoácidos com cadeias laterais básicas ou POLARES COM CARGA POSITIVA
Veja distribuição em folha anexa.
PROPRIEDADES ÓPTICAS DOS AMINOÁCIDOS
	O carbono alfa de cada aminoácido está ligado a quatro diferentes grupos químicos, o que lhe confere atividade óptica. Com exceção da glicina, todos os aminoácidos podem pertencer a duas séries: D ou L.
	Todos os aminoácidos naturais são da série L. Alguns D-aminoácidos são encontrados em bactérias ou na estrutura de certos antibióticos.
AMINOÁCIDOS COMO ELETRÓLITOS
	Os aminoácidos são geralmente hidrossolúveis e apresentam um ponto de fusão muito elevado (entre 200 e 300 graus centígrados), o que sugere uma alta polaridade da molécula.
Quando um aminoácido é colocado em solução aquosa, sua carboxila (-COOH) dissocia um próton (H+) tornando-se aniônica (-COO-), enquanto seu grupo amino (-NH2) capta um próton (H+), tornando-se catiônico(-NH3+). Desta maneira, o aminoácido pode ser considerado como um íon dipolar ou ‘’anfólito’’ (ácido e básico ou catiônico e aniônico). Na realidade, o que ocorre, é que cada um dos grupos entra em equilíbrio com o meio aquoso, cedendo ou captando prótons, conforme a sua afinidade por eles seja maior (-NH2) ou menor (-COOH)que a da água.
HOOC-CH-NH2----------------------OOC-CH-NH3+
R R
AMINOÁCIDOS COMO TAMPÕES
	Por ação TAMPÃO ou ‘’BUFFER’’entende-se a capacidade de uma solução em resistir a variações acentuadas de pH apesar da adição limitada de um ácido ou de uma base. As substâncias cuja presença em uma solução são responsáveis por este efeito, levam a denominação de“tampões”. As propriedades dessas substânciastem grande importância não só emlaboratório, como também nos organismos vivos.
AMINOÁCIDOS EM MEIO ÁCIDO E BÁSICO
	Segundo Brownsted e Lowry,ÁCIDOS são substâncias que em solução liberam prótons e BASEScaptam prótons.
	Quando colocamos um aminoácido em solução aquosa ácida (pH= 1,0), todos os seus grupos ionizáveis ficarão saturados de H+
-OOC-CH-NH3+ +H+ ================ HOOC-CH-NH3+
R R
	Se a esta solução ácida adicionarmos uma base (OH-), pouco a pouco os íons hidrogênio(H+) do meio serão neutralizados, elevando o pH da solução. Quando o pH da solução atinge um determinado valor, os grupos carboxila dos aminoácidos começam a encontrar facilidade em dissociar prótons hidrogênio para o meio, os quais serão também neutralizados pela base que está sendo adicionada.
 HOOC-CH-NH3++ OH- ============ -OOC-CH-NH3+
R R
FORMA IÔNICA 1FORMA IÔNICA 2
	
Enquanto os grupos –COOH estiverem liberando H+, a base adicionadaestará sendo maisutilizada para neutralizá-los ao invés de neutralizar os íons H+ da solução, o que faz com que o pH não sofra alterações significativas porque os grupos carboxila estão tamponando os grupos OH- adicionados.
	Com a adição continuada de base, os grupos –COOH vão ficando reduzidos e a neutralização dos íons hidrogênio do meio vai aumentando, fazendo o pH subir mais rapidamente.
	Quando o pH atinge um valor mais elevado, acima de 7,0, o aminoácido volta a neutralizar a base que continua sendo adicionada, porém as custas do grupo –NH3+que se dissocia liberando H+ para o meio,tamponandonovamente os grupos OH- adicionados. Com a adição de base, os grupos NH3vão se reduzindo, voltando a ocorrer nova elevação súbita do pH, cessando a capacidade tamponante do aminoácido.
 -OOC-CH-NH3++ OH- ============ -OOC-CH-NH2
R R
FORMA IÔNICA 2 FORMA IÔNICA 3
 Exemplificando com o aminoácido glicinao (HOOC-CH2-NH2),esta titulação comNaOHpode ser expressa de forma gráfica (curva de titulação) com os correspondentes valores de pH nas formasionizadas em que se encontram seus grupos funcionais –COOH e -NH2.
Zona A-B- pH 1,3 a 3,3: Zona de tamponamento por cedência de H+ do grupo carboxila.
pK1 = pH 2,3 (médio da zona de tamponamento): Equilíbrio entre as formas iônicas 1 e 2.
Zona C-D- PH 8,7 a 10,7: Zona de tamponamento por cedência de H+ do grupo amônio.
Pk2= PH 9,7 (médio da zona de tamponamento): Equilíbrio entre as formas iônicas 2 e 3.
PI= Ponto isoelétrico (pH intermediário do pK1 e pK2) – Predomínio da forma iônica 2.
	Se a solução for colocada sob ação de um campo elétrico, não haverámigração do aminoácido para nenhum dos polos (+ ou -) em pH equivalente ao ponto isoelétrico.
EQUAÇÃO DE HENDERSON-HASSELBACH
	Considere a liberação de um próton por um ácido fraco, representada por HA.
 HA ======== H+ + A-
Ácido fraco próton sal ou base
Conjugada
	O “sal” ou base conjugada, A-, é a forma ionizada de um ácido fraco. Por definição, a constante de dissociação do ácido, Ka, é
Ka = [H+][A]/[HA]
Nota: Quanto maior o Ka, mais forte o ácido, pois a maior parte do HA foi convertido em H+ e A-. Inversamente, quanto menor o Ka, menos o ácido se dissociou, e, assim, mais fraco é o ácido.
Simplificando, o [H+] na equação acima, tomando o logarítimo de ambos os lados da equação, multiplicando ambos os lados da equação por -1 e substituindo o pH=log[H+] e pKa = -log Ka, obtemos a equação de Henderson Hasselbach:
pH = pKa + log[A-]/ [HA]
Esta equação é utilizada para prever as formas iônicas dos aminoácidos. Geralmente é útil para calcular como o pH de soluções fisiológicas (por exemplo, sangue ou líquido intracelular) responde a alterações na concentração de ácidos fracos e/ou sua forma “salina” correspondente; também é útil para determinar qual a quantidade de droga encontrada em cadalado de uma membrana que separa dois compartimentos que diferem em PH, como por exemplo, o estômago e o plasma sanguíneo; através dela, é possível prever alteraçõesno pH do sangue à medida que as concentrações de HCO3- ou CO2 são alteradas.
FÓRMULA EM ZWITTERION
Uma representação alternativa para a estrutura do aminoácido anfótero(*) em solução é a fórmula de zwitterion (= íon híbrido), proposta por Bjerrum em 1923, na qual o grupo carboxila é representado ionizado, enquanto o grupo amino, no pH neutro, retém o próton.(*)atua como ácido em solução alcalina e vice versa.
	Quando a base é adicionada a uma solução neutra de aminoácido, os prótons do NH 3+é que são titulados, como se indica na fórmula seguinte (4-3); quando se adiciona um ácido, o grupo carboxila dissociado aceita o próton , como se observa na fórmula (4-4).
 Figura maior da pag 70 do connstumpf
PEPTÍDEOS
São substâncias compostas por dois ou mais aminoácidos unidos entre si por ligações peptídicas. Assim quando for dois aminoácidos será um dipeptídeo;tres, tripeptídeo, etc.; até 20 aminoácidos unidos por ligação peptídica considera-se oligopeptídeo; além disso, as cadeias são classificadas como polipeptídeos.
A nomenclatura dos peptídeos começa pelo resíduo de aminoácido (a.a.) N-terminal (cujo NH3não está envolvido nas ligações peptídicas). Cada a.a., cuja carboxila esteja envolvida em ligações peptídicas, leva a terminação ile o que está com a carboxila livre (carbono terminal) leva a terminação própria.
 GLUTAMIL-CISTEINIL-GLICINA +H3N-CH-CH2-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH2-COOH
 (Glutatião ou glutationa)COOHCH2-SH
[GLUTAMATO] [CISTEÍNA] [GLICINA]
A glutationa reduzida é usada como substrato para a glutationa-peroxidase, uma enzima que reduz peróxido de hidrogênio à água, protegendo assim o eritrócito contra os efeitos tóxicos e oxidantes desse composto. Também tem função decisiva na manutenção do ferro da hemoglobina no estado reduzido (Fe++) para poder transportar adequadamente o oxigênio.
Como exemplos de outros peptídeos de importância biológica, podemos citar a angiotensina, substância vasoconstritora e hipertensiva e abradicina,peptídeo hipotensor eestimulante da musculatura lisa.
PROTEÍNAS
	As proteínas consistem de um grande número de unidades quese polimerizam – alfa-aminoácidos-, unidos entre sí por ligação peptídica. A massa molecular das proteínas varia de 5 000 a vários milhões de u.m.a. (unidades de massa atômica). Elas desempenham inúmeras funções tanto na estrutura e sustentação de certos tecidos como na atividade física de certos órgãos e como fonte de elementos nutrivos essenciais à vida, etc.De acordo com esta funcionalidade, podemos classificar as proteínas em:
Enzimas – ex. Ribonuclease e tripsina.
Proteínas transportadoras –ex: Hemoglobina, albumina do soro, mioglobina.
Proteínas nutritivas e de reserva – ex: Gliadina (trigo), ovoalbumina (ovo), caseína (leite), ferritina (sangue).
Proteínas contráteis ou de movimento – ex. Actina, miosina, tubulina.
Proteínas estruturais- ex. Queratina, fibroína, colágeno, elastina, proteoglicanas.
Proteínas de defesa –ex. Anticorpos, fibrinogênio, trombina, toxina botulínica, toxina diftérica, veneno de serpentes -Ricina.
Proteínas reguladoras – ex. Insulina, hormônios polipeptídicos, corticotrofina, repressores.
	Quanto à conformação, as proteínas se dividem em dois grupos:Fibrosas e globulares.	
	
	AS PROTEÍNAS FIBROSASsão constituídas por cadeias individuais alongadas e filamentosas, unidas lateralmente por vários tipos de ligações cruzadas, dando estruturas estáveis e insolúveis. Exemplos típicos são a queratina, a miosina e o colágeno.
	Nas alfa-queratinas as cadeias polipeptídicas helicoidais enrolam-se em estruturas semelhantes a cordas. Quando fios de cabelo ou de lã, em seu estado natural, são examinados ao microscópio eletrônico, particularmente nas pontas onde o cabelo foi quebrado, pode-se ver que o fio de cabelo é formado por muitas fibrilas e que cada fibrila é, por sua vez, constituídas por grupos de fibras ainda menores enroladas uma á volta da outra, num arranjo semelhante a uma corda com três filamentos, conjunto esse mantido unido firmemente pelas interligações covalentes dadas pelos resíduos de cistina -conjunto formado por duas unidades decisteína estabilizadas mutuamente por ligação dissulfeto (S-S). Na forma de fio de cabelo, as alfa-queratinas podem ser distendidas até próximo ao dobro do tamanho original quando submetidas ao vapor d’agua. Assim esticado, o cabelo mostra diagramas de difração de raios X parecidos à fibroína da seda. Quando a alfa-queratina do cabelo é esticada, a sua conformação em alfa-hélice é rompida e a cadeia polipeptídica distende-se duas vezes maior que o comprimento em espiral. Isto acontece porque o calor úmido rompe as pontes de hidrogênio que estabilizam a hélice, permitindo que as espirais sejam esticadas em uma conformação mais longa. Quando ocorre o resfriamento e a tensão é removida, a mesma reverterá espontaneamente á conformação original.
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Essa caracterização das alfa-queratinas, bem como seu alto número de interligações dissulfeto, é abase do processo de “ondulação permanente” dos cabelos. O cabelo a ser ondulado é primeiro enrolado em torno de um objeto de forma apropriada. Aplica-se, então, uma solução de um agente redutor, usualmente um composto contendo grupos tióis ou sulfidrila, juntamente com calor. O agente redutor quebra as interligações dissulfeto por redução dos resíduos de cistina a resíduo de cisteína, permanecendo um deles em cada cadeia. O calor úmido quebra as pontes de hidrogênio ocasionando o desenrolamento da hélice das cadeias polipeptídicas do cabelo e seu consequente estiramento (o cabelo é formado de células mortas;cada uma das quais é embalada pelas macrofibrilas de queratina). 
Depois de algum tempo a solução redutora é removida e um agente oxidante é Adicionado para estabilizar as novasligações dissulfeto formadas entre pares de resíduos de resíduos de cisteína pertencentes a cadeias adjacentes; entretanto, não se refazem os mesmos pares que existiam antes do tratamento. Lavando e resfriando o cabelo, as cadeias polipeptídicas revertem á conformação em alfa-hélice. As fibras do cabelo agora ficam enroladas na forma desejada devido às interligações dissulfeto formarem-se em locais onde exercem forças de torção sobre os feixes de fibras em alfa-hélice do cabelo.
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As alfa-queratinas mais duras e resistentes, como as da carapaça da tartaruga, tem um conteúdo muito alto de cistina, até 18 por cento.
As alfa-queratinas são notáveis não só por sua resistência física mas também por sua completa insolubilidade em água a pH 7,0 e à temperatura corporal. São especialmente ricas em a.a com grupos R hidrofóbicos ou insolúveis em água, como fenilalanina, isoleucina, valina, metionina e alanina.
As beta-queratinas, como afibroína, a proteína da seda e da teia de aranha, também são proteínas filamentosas, insolúveis, mas são flexíveis e facilmente dobráveis, e, principalmente, elas não se distendem.A conformação da cadeia polipeptídica difere da alfa-queratinapor apresentar a beta-estrutura, semelhante a do colágeno, como será visto mais adiante.
COLAGENO e ELASTINA- são as principais proteínas dos tecidos conjuntivos. O tecido conjuntivo consiste de elementos extracelulares estruturais e de suporte do organismo, representando grande parte da matéria orgânica total dos animais superiores. Tendões, ligamentos, cartilagens e a matriz orgânica dos ossos são tecidos de maior ocorrência de colágeno. O tecido conjuntivo também envolve os vasos sanguíneos; forma uma importantecamada estrutural sob a pele; ajuda a unir as células nos tecidos e forma a substância fundamental entre as células.
Existem três componentes moleculares principais do tecido conjuntivo:as duas proteínas fibrosas –colágeno e elastina- , as quais ocorrem juntas na maioria dos tecidos conjuntivos em proporções variadas, e as proteoglicanas, um grupo de compostos formados por proteínas ligadas a polissacarídeos.
As fibras do colágeno não se distendem enquanto as fibras de elastina são elásticas. Os tendões, que transmitem a força muscular ao esqueleto, são compostos principalmente de colágeno. Os ligamentos, ricos em elastina, ligam e mantêm em posição correta os ossos que compõe as articulações do esqueleto. Eles devem ser necessariamente elásticos e flexíveis. 
Quando os ligamentos ao redor do joelho ou do ombro são esticados excessivamente ocorre deslocamento da articulação, mas ela pode ser facilmente refeita.
	O colágeno representa quase um terço da massa total proteica dos vertebrados, sendo a proteína mais abundante do corpo.
	Uma propriedade incomum do colágeno fibroso, insolúvel e não digerível, é a sua transformação, pela fervura em água, em gelatina, uma mistura de polipeptídeos solúveis que é a base da gelatina para sobremesas. Esta conversão envolve a hidrólise de algumas ligações covalentes do colágeno dos tecidos conjuntivos e dos vasos sanguíneos que as tornam mais duras. As preparações para amaciamento da carne oferecidas comercialmente contém enzimas de plantas que hidrolisam algumas das ligações peptídicas do colágeno liberandopolipeptídeos solúveis que são mais facilmente digeridos.
	Glicina, alanina, prolina e hidroxiprolina constituem a maior porcentagem de aminoácidos do colágeno. Essa composição torna a estrutura muito pobre em quase todos os outros aminoácidos, razão para a baixa qualidade nutricional da gelatina como proteína alimentar. As melhores proteínas alimentares contém todos os 20 a.a., particularmente um grupo de 10 deles chamados aminoácidos essenciais, que são necessários na nutrição da maioria dos animais.
	As fibrilas do colágeno consistem de subunidades polipeptídicas em forma de bastão, chamadas tropocolageno,dispostas em feixes paralelos.
	As três cadeias polipeptídicas do colágeno tem o mesmo comprimento, cada uma com cerca de 1 000 aminoácidos, dispostos em todas elas na mesma sequência. Estão entre as mais longas encontradas nasproteínas.
	As triplas hélices do tropocolágeno também são interligadas. Devido à firmeza do enrolamento da tripla hélice do tropocolágeno e de suas interligações, ele não tem capacidade de distender-se. Existem, ainda, na molécula do tropocolágeno, algumas cadeias de carboidratos ligadas aos grupos hidroxila de resíduos de hidroxilisina.
	A medida que envelhecemos, mais e mais interligações covalentes se formam no interior e entre as unidades de tropocolágeno, tornando as fibrilas de colágeno dos nossos tecidos conjuntivos mais rígidas e quebradiças. Como o colágeno está presente em tantas estruturas, o aumento da rigidez e fragilidade com a idade altera as propriedades mecânicas de tendões e cartilagens, torna os ossos menos resistentes e provoca diminuição da transparência da córneaocular.
	Degradação do colágeno:O colágeno normal é composto de moléculas altamente estáveis, possuindo meias-vidas tão longas quanto vários meses. O tecido conjuntivo é, entretanto, dinâmico e está constantemente sendo remodelado, frequentemente em resposta ao crescimento ou lesão do tecido. A degradação do colágeno na matriz extracelular é obtida por uma família de enzimas colagenases que clivam as fibras intactas de colágeno em fragmentos menores que podem ser fagocitados e subsequentemente degradados por enzimas lisossômicas até seus aminoácidos constituintes.
	Doenças do colágeno:Defeitos em qualquer uma das muitas etrapas na síntese da fibra do colágeno podem resultar em uma doença genética envolvendo uma incapacidade do colágeno em formar fibras adequadamente e assim fornecer aos tecidos a força tênsil necessária normalmente provida pelo colágeno. As seguintes doenças são exemplos da síntese defeituosa de colágeno.
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SÍNDROME DE EHLERS-DANTOS: Este distúrbio é um grupo heterogêneo de distúrbios generalizados do tecido conjuntivo que resultam de defeitos hereditários na molécula do colágeno. Esta família de doenças é caracterizada por pele elástica e articulações frouxas. Muitos contorcistas observados em circos sofrem desta síndrome, a qual pode ser devida a qualquer uma das várias deficiências enzimáticas.
OSTEOGÊNESE IMPERFEITA:Esta doença. Também conhecida como SÍNDROME DOS OSSOS FRÁGEIS ,também é um grupo heterogêneo de distúrbios hereditários que se distingue por ossos que facilmente vergam e fraturam. Uma cicatrização retardada e uma coluna retorcida levando a um aspecto de corcunda são características comuns da doença.
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	ELASTINA:A estrutura da elastina confere propriedades características aos tecidos elásticos. Os principais tecidos conjuntivos ricos em elastina, mas que contém pequenas quantidades de colágeno são o tecido elástico amarelo dos ligamentos e a camada conjuntiva elástica das grandes artérias. A elasticidade da parede arterial ajuda a amortecer e a distribuir a força pulsátil de bombeamento do sangue exercida pelo coração. A unidade básica das fibrilas de elastina é a tropoelastina e contém mais ou menos 800 resíduos de aminoácidos. A tropoelastina forma um tipo especial de hélice, diferente dado colágeno. As porções em hélice esticam-se quando sob tensão, mas revertem ao comprimento original quando a tensão é aliviada.
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	PAPEL DA ALFA-1-ANTITRIPSINA NA DEGRADAÇÃO DA ELASTINA:O sangue e outros líquidos	corporais contém uma proteína, a alfa-1-antitripsina (a1-AT),que inibe uma série de enzimas proteolíticas (também denominadas proteases ou proteinases) que hidrolisam e destroem as proteínas. [Nota: O inibidor foi originalmente denominado alfa-1-antitripsina pois inibe a atividade da tripsina (uma enzima proteolítica sintetizada como tripsinogênio pelo pâncreas). A proteína compreende mais de 90% da banda de alfa-1-globulina no plasma normal.] A a1-AT possui o papel fisiológico mais importante de inibir a elastase dos neutrófilos, uma poderosa protease que é liberada no espaço extracelular e degrada a elastina das paredes alveolares, bem como outras proteínas estruturais de uma série de tecidos. A maior parte da a-1-AT encontrada no plasma é sintetizada e secretada pelo fígado. O restante é sintetizado por vários tecidos, incluindo os monócitos e macrófagos alveolares, os quais podem ser importantes na prevenção da lesão tecidual local pela elastase. No pulmão normal, os alvéolos estão cronicamente expostos a baixos níveis de elastase dos neutrófilos, liberada por neutrófilos ativados e em degeneração. Esta atividade proteolítica pode destruir as paredes alveolares, se não for contida pela ação inibitória da a1-AT, o inibidor mais importante da elastase dos neutrófilos. Uma vez que o tecido pulmonar não pode se regenerar, a destruição do tecido conjuntivo da parede alveolar leva ao enfisema. [Nota: Os fumantes com deficiência de a1-AT possuem uma taxa consideravelmente elevada de destruição pulmonar, e taxa de sobrevida menor que os não fumantes com a deficiência.] O tratamento da deficiência de inibidor da elastase é a administração intravenosa semanal de a1-AT, o qual se difunde do sangue ao pulmão, onde atinge níveis terapêuticos no líquido que circunda as células epiteliais do pulmão. Outras estratégias terapêuticasque estão sendo avaliadas incluem inibidores sintéticos da elastase dos neutrófilos, que podem ser administrados oralmente ou inalados em forma de aerosol. 
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	PROTEOGLICANOS:São unidades monoméricas formadas por glicosaminoglica-nos ligados a uma proteína central, formando cadeias de carboidratos lineares. Essas cadeias, cada uma das quais pode conter mais de 100 monossacarídeos, estendem-se para fora da proteína central. A estrutura resultante lembra uma escova de garrafa. No proteoglicano da cartilagem, onde liga-se ao colágeno e mantém as fibras em uma rede unida e forte, as espécies de glicosaminoglicanos incluem o condroitin-sulfato e o sulfato de queratan. 
MIOSINA E ACTINA:Os músculos esqueléticos, assim como muitas células não musculares, contêm duas proteínas que formam estruturas fibrilares ou filamentosas características- a MIOSINA e a ACTINA. Elas não tem função biológica estrutural,contudo participam da atividade contrátil consumidora de energia.
	AMIOSINA é uma molécula muito longa, em forma de bastão, com uma cauda composta de dois polipeptídios em alfa-hélice enrolados entre si; ela também tem uma “cabeça” complexa, que possui atividade enzimática – catalisa a hidrólise de ATP em ADP e fosfato. 
	Intimamente associados com os filamentos espessos do músculo esquelético estão os filamentos delgados, constituídos pela proteína ACTINA.Esta ocorre em duas formas:actina globular (actina- G) e actina fibrosa (actina-F). Na realidade, a actina fibrosa é uma longa cadeia de moléculas de actina-G associadas em forma de filamento. Dois filamentos de actina-F enrolam-se, um ao redor do outro, para formar uma estrutura semelhante a uma corda de dois fios.
	No sistema contrátil do músculo os filamentos espessos (formados por moléculas de miosina) e os filamentos delgados (formados por moléculas de actina-G) organizam-se em arranjos paralelos. A contração muscular do músculo esquelétioco deve-seao deslizamento dos filamentos delgados ao longo dos filamentos espessos, induzido pela presença de outras proteínas musculares e Ca++.. A presença de ATP é requerida para que o deslizamento ocorra e ocasione o encurtamento do músculo esquelético durante a contração.
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	Outro tipo de sistema proteico e filamentoso é representado pelos microtúbulos– cilindros compridos e ocos, compostos de 13 filamentos proteicos dispostos de forma paralela ao redor de um centro oco. Cada filamento é composto de duas proteínas globulares alternantes: a alfa e a beta tubulina. Os microtúbulos estão presentes em cílios e flagelos de eucariotos (unicelulares) e o deslizamento ou enrolamento de um ao longo do outro, confere a eles os movimentos característicos de rotação, em parafuso ou ondulante, usados para propulsão. 
	O movimento dos microtúbulosé também dependente da hidrólise do ATP.
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PROTEÍNAS GLOBULARES
	Nas proteínas globulares a cadeia polipeptídica dobra-se várias vezes,resultando em uma estrutura globular compacta. Elas tem conformação mais complexa do que asproteínas fibrosas, com uma variedade de funçõesbiológicas muito maior e atividades muito mais dinâmicas que estáticas. Quase todas as enzimas conhecidas são proteínas globulares. Outras funcionam como transportadoras de oxigênio, de nutrientes e de íons no sangue;algumas são anticorpos, outras hormônios e, ainda outras, são componentes de membranas e ribossomos.
	As hemeproteínas são um grupo deproteínas especializadas que contém heme como um grupo prostético fortemente ligado. O papel do grupo heme, p.ex. nos citocromos é de “transportador de elétrons que é alternadamente oxidado e reduzido; na enzimacatalase é parte do centro ativo na catálise da quebra do peróxido de hidrogênio; na hemoglobina e mioglobina, as duas hemeproteínas mais abundantes em seres humanos, o grupo heme serve para transportar o oxigênio reversivelmente, ligado a um átomo central de ferro.
Entre as proteínas globulares incluem-se:
	Protaminas – certas proteínas básicas de núcleo das células, como salmira, esturina e clupeína.
	Histonas – menos básicas que as protaminas e, como estas, presentes nos núcleos de células do timo.
	Globinas –proteínas das hemoglobinas e mioglobinas.
	Albuminas – soro-albumina, do sangue e lactalbumina do leite.
	Globulinas – soro-globulinas do sangue e lactoglobulina do leite.
	Prolaminas – extraídas de cereais, pelo álcool a 70% como a zeína do milho e gliadina do trigo. 
ESTRUTURA E FUNÇÃO DA HEMOGLOBINA
	A hemoglobina é encontrada exclusivamente em eritrócitos, onde sua principal função é o transporte de oxigênio dos pulmões aos capilares dos tecidos. A hemoglobina A, a principal hemoglobina em adultos, é composta de quatro cadeias polipeptídicas-duas cadeias alfa e duas cadeias beta- (a2b2), mantidas unidas por ligações não covalentes.
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hemoglobina grupo heme
	Cada sub unidade tem áreas de estrutura alfa-helicoidal e um espaço de ligação do heme, onde a proteína pode transportar o CO2dos tecidos aos pulmões e O2 dos pulmões às células do corpo.
	O tetrâmero da hemoglobina pode ser visualizado como um composto de dois dímeros idênticos, (ab)1 e (ab)2, onde os números referem-se aos dímeros 1 e 2. As duas cadeias polipeptídicas dentro de cada dímero são mantidas juntas primariamentepor interações hidrofóbicas. As interações hidrofóbicas intercadeia formam associações fortes entre as subunidades alfa e beta nos dímeros. Ligações iônicas e pontes de hidrogênio também ocorrem entre os membros do dímero.
 Os dois dímeros são capazes de se mover um em relação ao outro, sendo mantidos juntos primariamente por ligações polares.
	A hemoglobina pode ligar uma molécula de oxigênio (O2)a cada um dos seus quatro grupos hemes; em contraste, a mioglobina pode se ligar somente a uma molécula de oxigênio, pois contém somente um grupo heme.
	A mioglobina, uma proteína presente no coração e músculo esquelético, funciona tanto como um reservatório de oxigênio quanto como um transportador de oxigênio, que aumenta a velocidade de transporte de oxigênio dentro da célula muscular. A mioglobina consiste em uma única cadeia polipeptídica estruturalmente similar às cadeias polipeptídicas individuais da molécula da hemoglobina.
	O grupo heme é o responsável pela intensa cor vermelha da hemoglobina e da mioglobina. A mioglobina é particularmente abundante nos músculos dos mamíferos marinhos como a baleia, a foca e o golfinho, capazes de mergulhar longa e profundamente, cujos músculos adquirem cor marron dado a grande quantidade desta proteína. É o armazenamento de oxigênio pela mioglobina que permite a estes animais permanecerem submersos por longos períodos.
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	O monóxido de carbono (CO) liga-se firmemente (mas reversivelmente) ao ferro da hemoglobina, formandomonoxiglobina de carbono, HbCO. Quando o monóxido de carbono liga-se em um ou mais dos quatro sítios heme, a hemoglobina muda para a sua conformação relaxada, fazendo com que os sítios heme restantes liguem-se ao oxigênio com alta afinidade. Todavia, concentrações mínimas de monóxido de carbono no ambiente, podemproduzir concentrações tóxicas de monoxiemoglobina no carbono no sangue. Valores de HbCO maiores que 60% , são fatais. 
.........................................................................................................................................................PROTEÍNAS SIMPLES E PROTEÍNAS CONJUGADAS
	Muitas proteínas, como as albuminas, as globulinas, as histonas, as enzimas ribonuclease e quimotripsinogênio e outras, contém apenas aminoácidos e nenhum outro grupo químico sendo, por isso, chamadas de proteínas simples. Entretanto, outros tipos de proteína liberam por hidrólise diferentes componentes químicos em adição aos aminoácidos. Estas são chamadas proteínas conjugadas. A porção não constituída por aminoácidos de uma proteína conjugada é usualmente chamada de grupo prostético dessaproteína.
	As proteínas conjugadassão classificadas com base na natureza química de seus grupos prostéticos. Lipoproteínascontém lipídios, glicoproteínas contém açúcares e metaloproteínas contém um metal específico como o ferro, cobre, zinco, etc. Os ácidos nuclêicos constituem o grupo prostético das nucleoproteínas.
ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS
	Os vinte aminoácidos comumente encontrados em proteínas estão ligados entresí por ligações peptídicas. A sequência linear dos aminoácidos ligados contém a informação necessária para gerar uma moléculaproteicacom uma estrutura tridimensional única. A complexidade da estrutura proteica é melhor analisada considerando-se a molécula em termos de quatro níveis organizacionais, quais sejam: primário, secundário, terciário e quaternário.
	A sequência de aminoácidos em uma proteína é denominada estrutura primáriadaproteína. A compreensão da estrutura primária das proteínas é importante, pois muitas doenças genéticas resultam de proteínas com sequências anormais de aminoácidos. Se as estruturas primárias das proteínas normais e mutantessão conhecidas, esta informação pode ser usada para diagnosticar ou estudar a doença.
	A cadeia polipeptídica não assume uma estrutura tridimensional aleatória mas, ao invés, geralmente forma arranjos regulares de aminoácidos que estão localizados próximos uns aos outros em sequência linear. Estes arranjos são denominadosestrutura secundária da proteína. A alfa hélice, beta lâminase beta dobraduras são exemplos de estrutura secundária frequentemente encontrada nos polipeptídeos. [Nota:A hélice do colágeno é outro exemplo de estrutura secundária].
	Existem várias hélices polipeptídicas encontradas na natureza, mas a alfa hélice é a mais comum. É uma estrutura espiral com as cadeias laterais dos aminoácidos componentes estendendo-se para fora do eixocentral. Diversas proteínas contém alfa-hélices. As queratinassão uma família de proteínas fibrosas intimamente relacionadas, cuja estrutura é quase totalmente constituída de alfa hélices. Elas são um importante componente de tecidos como o cabelo e a pele;sua rigidez é determinada pelo número de ligações dissulfeto (S-S) entre as cadeias polipeptídicas constituintes. Em contraste à queratina, a hemoglobina, cuja estrutura é aproximadamente 80% de alfa hélices, é uma proteína globular e flexível.
	Cada passo de hélice (volta) contém3,6 aminoácidos. A conformação é mantida por pontes de hidrogênio,distantes três a quatro resíduos, entre o –CO- e o –NH- de ligações peptídicas. 
=CO...............................H-NREPRESENTAÇÃO DE PONTE DE H
	A beta lâmina(beta estrutura ou estrutura pregueada) é outra forma de estrutura secundária, na qual todos os componentes da ligação peptídica estão envolvidosnas pontes dehidrogênio. As superfícies das beta lâminas parecem “dobradas” e, assim, estas estruturas são frequentemente denominadas “beta dobraduras”. A fibroína da seda ,apresenta em toda a sua extensão, beta-lâmina. Também, a imunoglobulina, tem predomínio deste tipo de estrutura secundária.
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	Uma série de doenças resultam na deposição de proteínas fibrosas, denominadas “proteínas amiloides”. Por exemplo, a proteína amiloide depositada no cérebro (doença de Alzheimer) é composta por fibrilas com beta-dobraduras cuja estrutura tridimensional é virtualmente idêntica à das fibras da seda.
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A estrutura terciária, apresentada pelas proteínas globulares, confere uma maior estabilidade à molécula e é devidaa interação de grupamentos das cadeias laterais dos resíduos dos aminoácidos, propiciando deste modo o enovelamento da cadeia polipeptídica. A estabilidade da estrutura é mantida por pontes de hidrogênio entre os grupos –R,por interações hidrofóbicas (não polares), por ligações iônicas entre grupos carregados positiva e negativamente e por ligações covalentes do tipo dissulfeto (S-S).
	Nas zonas de dobramento da molécula (cadeia polipeptídica) das proteínas globulares, muitas vezes são encontradas regiões sem alfa-hélice, ou mesmo sem a participação de outras estrututras organizadas, correspondendo estas regiões, a zonas de estruturacasual-com menor grau de organização. Portanto, uma proteína globular pode apresentar em sua molécula, zonas com alfa-hélice, zonas com beta-estrutura e zonas com estrutura casual. Aenzima fosfo triose isoimerase,participante da “via glicolítica”, possui estrutura globular com alfa-hélices e beta lâminas misturadas.
	A molécula da mioglobinaconstitue-se de uma cadeia polipeptídica dobrada de maneira terciária, semelhante às unidades que compõe a estrutura da hemoglobina.	
A estrutura quaternáriarefere-se à associação de cadeias polipeptídicas constituintes de uma mesma proteína. Esta associação envolve interações não covalentes, principalmente do tipo hidrofóbico, entre as cadeiaspolipeptídicas. Devido ao fato destas interações serem relativamente fracas, elas podem ser facilmente modificadas por processos de controle.
Cada cadeia polipeptídica nestas proteínas é chamada de sub unidade. As modificações da estrutura quaternária de proteínas globulares, com modulação (variação) da atividade funcional das mesmas, constitui-se num importante mecanismo regulatório de sua função biológica. Assim, a enzimafosforilase a contém quatro sub unidades idênticas que, isoladas, são inativas cataliticamente; quando juntas em um tetrâmero, formam a enzima ativa. Em geral, as proteínas regulatórias tem estrutura quaternária.
PROTEÍNAS COMO TAMPÕES
As proteínas são excelentes tampões. Uma proteína colocada em solução ácida e titulada com NaOH, apresenta uma curva semelhante à dos aminoácidos, apenas com um grande número de grupos reacionais. Em cada cadeia há apenas um grupo alfa-H3Ne um grupo alfa-COO-livres; os demais grupos ionizáveis pertencem aos radicais –R. O poder tamponante da proteína será a soma do poder tamponante dos seus radicais –R.
DESNATURAÇÃO DAS PROTEÍNAS
Quando aquecidas, expostas a extremos de pH ou tratadas com certos reagentes, as proteínasglobulares tornam-se insolúveis e perdem sua atividade biológica sem sofrerem alterações no esqueleto polipeptídico. Este processo, chamadodesnaturação é devido ao desenrolamento da cadeia polipeptídica pelo rompimento das pontes de hidrogênio que mantém a estabilização da estrutura tridimensional, com grande aumento de entropia. Nas proteínas enzimáticas ocorre a perda do poder catalítico; na hemoglobina verifica-sea perda da capacidade de fixação do oxigênio. A coagulação irreversível da albumina de ovo pelo calor é um exemplo bem visível.
HORMÔNIOS PEPTÍDICOS
Os tecidos individuais não funcionam isoladamente, mas formam uma comunidadena qual um tecido pode fornecer substratos a outro, ou processar compostos produzidos por outros órgãos. A integração do metabolismo energético é controlada primariamente pelas ações dos hormônios, alguns deles, como a insulina, o glucagon, a secretinae pancreozimina, a prolactina e outros, pertencentes ao grupo dos hormônios nitrogenados, proteicos ou peptídicos, pela estrutura que apresentam, característica desses compostos.
A insulina, hormôniosecretado pelas ilhotas de Langerhans do pâncreas, foi a primeira proteína a ter sua sequência em aminoácidos completamente elucidada por Sanger. Sua massa molecular é de 5740 u.m.a. e a molécula consiste de 51 a.a. dispostos em duas cadeias polipeptídicas designadas A e B. É um dos mais importantes hormônios que coordenam a utilização de combustíveis pelos tecidos. Seus efeitos metabólicos são anabólicos, favorecemdo, por exemplo, a síntese de glicogênio,triacilgliceróis e proteínas.
O glucagon é um hormônio polipeptídico secretado pelas células alfa das ilhotas pancreáticas. Junto com a adrenalina, cortisol e hormônio do crescimento, o glucagon se opõe a muitas das ações da insulina. Ele age especialmente para manter a glicemia através da ativação da glicogenólise hepática (degradação do glicogênio) e da gliconeogênese(síntese de glicose no jejum acentuado). Possue29 a.a. dispostos em uma única cadeia polipeptídica.
A secretina e a pancreosiminasão hormônios polipeptídicos produzidos nas células da mucosa intestinal, que mediam a liberação e a ativação dos zimogênios pancreáticos. A secretina, em resposta ao pH ácido do quimo, penetrando no intestino, faz o pâncreas liberar uma solução aquosa rica em bicarbonato, a qual auxilia a neutralizar o pH do conteúdo intestinal, trazendo-o ao PH aproximado da atividade enzimática digestiva. A pancreosimina, outro pequeno hormônio peptídico, produzido em resposta à presença de lipídios e proteínas parcialmente digeridas entrando nessas regiões do intestino delgado superior. Este hormônio atua sobre a vesícula biliar (fazendo com que ela se contraia e libere bile) e sobre as células exócrinas do pâncreas(fazendo com que elas liberem enzimas digestivas). Também diminui a motilidade gástrica, resultando em uma liberação mais lenta do conteúdo gástrico no intestino delgado.
A prolactina, hormônio peptídeosintetizado na glândula hipófise anterior após o parto, por estímulo da redução nos níveis de progesterona, a qual, inibe a síntese de lactoalbunina durante a gestação. Aprolactina sintetizada, passa, então, a estimular a síntese da enzima (lactoalbumina ou “proteína B”), envolvida na síntese da lactose pela glândula mamária, no período neo natal.
Bibliografia: LEHNINGER– Princípios de Bioquímica;VILLELA – Bioquímica; - RENATO – Bioquímica Fundamental; PAMELA - Bioquímica Ilustrada
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COLÁGENO