Proteínas e Aminoácidos

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Unidade 2 – Proteínas 
 
Nesta unidade vamos entender a cerca das características gerais dos aminoácidos e das 
proteínas, suas estruturas químicas, suas funções celulares e as diferentes técnicas de 
identificação, separação, purificação e análise destas moléculas. 
 
Objetivos da Unidade 
 
Identificar e compreender as propriedades dos aminoácidos, incluindo pK e pI 
Conhecer as funções das proteínas 
Estudar os diferentes níveis estruturais das proteínas 
Conhecer as técnicas de identificação, separação, purificação e análise de proteínas 
Caracterizar as enzimas 
 
Plano da Unidade 
 
Os aminoácidos 
Aminoácidos como ácidos e bases 
Peptídeos 
Estrutura e funções das proteínas 
Desnaturação de proteínas 
Técnicas de estudo das proteínas 
Enzimas 
 
 As proteínas (ou também conhecidas como polipeptídeos) são as 
macromoléculas mais abundantes nas células vivas e com o maior número de funções. 
São instrumentos moleculares nos quais a informação genética é expressa. Todas as 
proteínas são formadas por moléculas menores chamadas aminoácidos. A quantidade e 
a ordem destes aminoácidos provêm uma quantidade enorme de diferentes proteínas 
celulares. 
 
Os aminoácidos 
 
Os aminoácidos são as unidades formadoras das proteínas. São mais de 200 tipos 
de aminoácidos diferentes na natureza, mas somente 20 são encontrados nas proteínas. 
Estes aminoácidos possuem regiões em comum como um carbono central (α), no qual 
estão ligados um hidrogênio, uma região amina (NH2), uma região carboxila ou também 
conhecida como ácido carboxílico (COOH) e uma cadeia lateral (ou grupamento R), 
com exceção da prolina que é considerado um iminoácido e, portanto não apresenta uma 
amina. Em pH fisiológico (próximo de 7,0), os aminoácidos estão carregados na forma 
de íons dipolares (ou zwitterions) tendo a amina como NH3
+ e a carboxila como COO-, 
no entanto, esta característica não interfere nas propriedades químicas dos aminoácidos 
(figura 1). 
O carbono central dos aminoácidos formadores das proteínas é então 
considerado um centro quiral, no qual estão ligadas quatro regiões moleculares 
diferentes em um arranjo tetraédrico e assimétrico. Estas diferentes regiões podem 
ocupar duas posições espaciais distintas, sendo estas duas formas chamadas de 
estereoisômeros (ou enantiômeros). Nas proteínas, os aminoácidos têm sempre a forma 
L (levógiro), que por convenção, o grupo amino da molécula está na esquerda. No 
entanto, em peptídeos (pequenas sequências de aminoácidos) encontrados, por exemplo, 
nas paredes celulares de bactérias Gram+ como as do gênero Estafilococos, e em alguns 
antibióticos, os aminoácidos estão na forma D (dextrógiro), onde o grupo amino está na 
direita. 
 Os aminoácidos são diferenciados entre si pelas suas cadeias laterais. As cadeias 
laterais variam em tamanho, forma, carga elétrica, reatividade química e definem os 
aminoácidos como polares ou apolares, no entanto esta denominação só funciona 
quando os aminoácidos estão incorporados nas proteínas, pois todos os aminoácidos 
livres são, a princípio, solúveis em água. Neste contexto, os aminoácidos glicina, 
alanina, prolina, valina, leucina, isoleucina, metionina, triptofano e fenilalanina são 
considerados apolares, enquanto os demais, por ter em suas cadeias laterais regiões 
capazes de interagir com a água, seja por pontes de hidrogênio ou por interações 
eletrostáticas, são aminoácidos polares (figura 1). 
 
 
 
Figura 1: Os aminoácidos formadores das proteínas. As fórmulas acima mostram as 
formas zwitterion dos aminoácidos (em pH fisiológico). Acido glutâmico e ácido 
aspártico são aminoácidos comumente referidos respectivamente como glutamato e 
aspartato. A cadeia lateral da glicina está destacada das demais por ser a mais simples. 
Fonte: www.infoescola.com, acesso em 18/10/2014, adaptado. 
Os aminoácidos podem apresentar algumas características funcionais 
interessantes: o aminoácido mais simples, a glicina, tem este nome por ter gosto doce, 
assim lembrando o nome glicose, além de ser um neurotransmissor; o glutamato e o 
triptofano são usados na produção dos neurotransmissores ácido γ-aminobutírico, 
serotonina e melatonina; leucina, isoleucina e valina são os aminoácidos conhecidos 
como BCAA (aminoácidos de cadeia lateral ramificada), muito procurado por 
praticantes de alguma atividade física, que serão estudados nas próximas unidades; 
aspartato e fenilalanina são usados na produção do adoçante aspartame; arginina 
participa do ciclo da uréia (importante via metabólica que ocorre no fígado e que será 
estudada nas próximas unidades); tirosina é usada na formação do hormônio tiroxina. 
Além dos 20 aminoácidos descritos anteriormente, algumas raras proteínas 
podem conter aminoácidos modificados após a sua incorporação na cadeia 
polipeptídica. Dentre estes podemos incluir a 4-hidroxiprolina e a 5-hidroxilisina, 
encontradas no colágeno, a 6-N-metillisina, encontrada na miosina, a desmosina, 
encontrada na elastina e o γ-carboxiglutamato, encontrado na protrombina. 
 Os aminoácidos podem também ser classificados como naturais (não-essenciais) 
e essenciais. Os naturais são os aminoácidos produzidos pelo organismo. Os essenciais 
não são produzidos pelo organismo e, portanto precisam ser adquiridos na alimentação. 
Os vegetais produzem todos os 20 aminoácidos que formam as proteínas e, portanto só 
possuem aminoácidos naturais. Os humanos produzem somente 11 (alanina, arginina, 
asparagina, aspartato, cisteina, glicina, glutamato, glutamina, prolina, serina e tirosina) 
do total de 20 aminoácidos. Deste modo, ao ingerir proteínas, os humanos obtêm os 20 
aminoácidos, sendo alguns já produzidos pelo corpo e outros essenciais. É importante 
ressaltar que para formar as proteínas são necessários todos os 20 aminoácidos. 
 
Aminoácidos como ácidos e bases 
 
 Como os aminoácidos possuem grupamentos amina e carboxila capazes de se 
ionizar, a forma iônica predominante dos aminoácidos é dependente do pH no qual este 
aminoácido se encontra. Os aminoácidos podem apresentar 2 ou 3 grupamentos 
ionizáveis referentes a amina, a carboxila e algumas cadeias laterais, ou seja 2 ou 3 
regiões com poder tamponante (tabela 1). 
Um aminoácido em solução cujo pH é muito ácido (entre 0 e 1), tem seus 
grupamentos ionizáveis totalmente protonados (com íons H+). À medida que o pH 
aumenta (com adição de base), os íons H+ são liberados, sempre primeiro os prótons das 
carboxilas e depois os prótons das aminas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
http://www.infoescola.com/
 
 
Tabela 1: Valores de pK e pI dos aminoácidos. 
Aminoácido pK pI 
Nome Abreviação 
de três 
letras 
Abreviação 
de uma 
letra 
COOH NH3
+ Cadeia lateral 
(grupamento R) 
 
Alanina Ala A 2,34 9,69 6,01 
Arginina Arg R 2,17 9,04 12,48 10,76 
Asparagina Asn N 2,02 8,80 5,41 
Aspartato Asp D 1,88 9,60 3,65 2,77 
Cisteína Cys (Cis) C 1,96 10,28 8,18 5,07 
Fenilalanina Phe (Fen) F 1,83 9,13 5,48 
Glicina Gly (Gli) G 2,34 9,60 5,97 
Glutamato Glu E 2,19 9,67 4,25 3,22 
Glutamina Gln Q 2,17 9,13 5,65 
Histidina His H 1,82 9,17 6,00 7,59 
Isoleucina Ile I 2,36 9,68 6,02 
Leucina Leu L 2,36 9,60 5,98 
Lisina Lys (Lis) K 2,18 8,95 10,53 9,74 
Metionina Met M 2,28 9,21 5,74 
Prolina Pro P 1,99 10,96 6,48 
Serina Ser S 2,21 9,15 5,68 
Tirosina Tyr (Tir) Y 2,20 9,11 10,07 5,66 
Treonina Ter T 2,11 9,62 5,87 
Triptofano Trp W 2,38 9,39 5,89 
Valina Val V 2,32 9,62 5,97 
Duas abreviações de três letras para o mesmo aminoácido significam abreviação 
adotada no Inglês e no Português respectivamente. As demais são abreviações 
universais. 
 
A titulação da glicina, um exemplo de aminoácido com 2 grupamentos 
ionizáveis, mostra que em pH muito ácido, a glicina tem ambos amina e carboxila 
protonadas (NH3
+ e COOH respectivamente), iniciando a titulação com carga elétrica 
líquida +1. À medida que o pH vai aumentando, moléculas de glicina começam a liberar 
prótons da carboxila até que todas as moléculas estejam com a carboxila sem próton 
(COO-). Nestemínima de glicose e frutose você usaria 
para obter a saturação da enzima? 
c) Qual é o Km aproximado das duas reações? 
 
21. Devido a problemas econômicos o laboratório de um Hospital Universitário ficou 
temporáriamente sem poder adquirir os kits para as dosagens das enzimas 
fosfogalactose uridiltransferase e fenilalanina hidroxilase. A determinação destas 
enzimas em recém-nascidos é essencial para detectar respectivamente a galactosemia e 
a fenilcetonúria. O chefe do laboratório pediu sua ajuda para estabelecer qual a 
concentração de substrato a ser utilizada para cada enzima, de modo que a reação 
ocorresse em velocidade máxima, e assim garantir uma condição ótima para as 
dosagens. Como dado ele deu a você os gráficos a seguir. 
 
A-Fenilalanina hidroxilase B- Fosfogalactose uridiltransferase 
V0 V0 
 
 200 200 
 
 
 100 100 
 
 
 
 
 2 4 6 8 40 60 80 100 
 [fenilalanina]mM [fosfogalactose]mM 
Pergunta-se: 
a) Qual a concentração de S que poderia ser usada para medir cada enzima em 
velocidade máxima? 
b) Qual das duas enzimas apresenta maior afinidade pelo seu substrato? 
 
22. Um pesquisador isolou uma enzima chave de um microorganismo patogênico 
recém-identificado. Seus primeiros experimentos foram os testes da variação da 
atividade enzimática em diferentes condições, visando estabelecer as condições ótimas 
de dosagem. Os resultados obtidos estão apresentados nos gráficos A e B. A partir da 
análise de cada gráfico, estabeleça as condições ótimas para a dosagem da enzima. 
 
 
GRÁFICO A GRÁFICO B 
 
 
 
23. A 
placa bacteriana que 
aparece ligada à 
superfície do dente 
é composta de um 
tipo de bactéria que 
metaboliza os carboidratos de resíduos alimentares que permanecem na cavidade oral, 
excretando conseqüentemente produtos ácidos (ex.: ácido fórmico, ácido acético, ácido 
láctico, etc.). A enzima lisozima, presente nas secreções orais, é por sua vez responsável 
pela destruição de tais bactérias, por hidrolisar componentes da parede celular. Com a 
instalação da placa bacteriana, segue-se uma diminuição da atividade desta enzima, fato 
que não se deve à inibição. Com base nestas observações, como você explicaria a 
diminuição da atividade da lisozima?momento, a carga elétrica líquida da glicina é zero. À medida que o pH 
continua a aumentar, as moléculas de glicina perdem mais prótons, desta vez das 
aminas, até que todas estejam na forma de NH2. Neste momento todas as glicinas 
estarão com carga elétrica líquida -1 e seguirá assim até o fim da titulação. Entre a carga 
+1 e a zero, existirá um pK (pK1) onde 50% das moléculas de glicina estarão com a 
carboxila protonada (COOH) e 50% com a carboxila desprotonada (COO-) e assim a 
carga elétrica líquida será +0,5 e entre a carga zero e -1, existirá outro pK (pK2), onde 
50% das moléculas de glicina estarão com a amina protonada (NH3
+) e 50% com a 
amina desprotonada (NH2) e assim a carga elétrica líquida será -0,5. O somatório dos 
dois pKs dividido por 2 revelará o pI (ponto isoelétrico do aminoácido), que significa o 
valor de pH no qual o aminoácido está com carga absolutamente zero (figura 2). 
 A titulação de aminoácidos com 3 grupamentos ionizáveis como por exemplo o 
glutamato e a histidina mostra uma curva com três pKs. O glutamato, por ter duas 
carboxilas (incluindo a da cadeia lateral) e uma amina, inicia a sua titulação com carga 
elétrica líquida +1 e termina a titulação com carga elétrica líquida -2. A histidina por ter 
uma carboxila e duas regiões positivas (uma amina e um anel imidazol) inicia a 
titulação com carga elétrica líquida +2 e termina a titulação com carga elétrica líquida 
-1. Em ambos os casos o pI será a soma dos dois pKs mais próximos, dividido por 2 
(figura 2). 
 Se a glicina for colocada em um ambiente com pH definido e submetida a um 
campo elétrico, esta se moverá para o lado positivo (anodo) em pHs acima do seu pI, 
pois pHs acima de 5,97 (pI da glicina) fará com que a molécula comece a adquirir carga 
elétrica líquida negativa. Em pHs abaixo do seu pI, a glicina, por adquirir carga elétrica 
líquida positiva, migrará para o lado negativo (catodo). Em pH 12,0 por exemplo ela 
migrará para o lado positivo com uma velocidade maior que em pH 9,6 pois em pH 12,0 
a glicina está com carga elétrica líquida -1 e em pH 9,6 (valor referente ao seu pK2) a 
glicina estará com carga elétrica líquida -0,5. Em pH 5,97 (valor referente ao seu pI), a 
glicina não se deslocará no campo elétrico. 
Se glicina, histidina e glutamato forem submetidos a um campo elétrico em pH 
5,97, a glicina não se deslocará, mas o glutamato, por ter pI 3,22 estará com carga 
negativa neste pH e migrará para o lado positivo. Já a histidina, por ter pI 7,59 estará 
com carga positiva neste pH e assim se deslocará para o lado negativo. Assim, 
diferentes aminoácidos podem ser separados em um campo elétrico com um pH 
definido, de acordo com seus pIs (esta técnica chamada de eletroforese será explicada 
ainda nesta unidade). Em resumo, pHs abaixo do pI do aminoácido fazem o aminoácido 
migrar para o lado negativo, pHs acima do pI fazem o aminoácido migrar para o lado 
negativo e pH igual ao pI não permite que o aminoácido se mova no campo elétrico. 
 
Figura 2: Curvas de titulação dos aminoácidos glicina, glutamato e histidina. O primeiro 
tem 2 grupamentos ionizáveis e os outros dois tem 3 grupamentos ionizáveis. As 
fórmulas predominantes ao longo da titulação são mostradas acima dos gráficos. Na 
curva de titulação da glicina os retângulos sombreados em vermelho indicam as duas 
regiões de tamponamento. Fonte: Lehninger, Princípios de Bioquímica. 
 
 Os aminoácidos se unem para formar proteínas através da ligação peptídica. Esta 
ligação covalente é formada a partir de uma reação entre o grupamento amina de um 
aminoácido e o grupamento carboxila do outro aminoácido, resultando na saída de uma 
molécula de água (figura 3). Esta reação química ocorre somente no citoplasma ou nas 
membranas do retículo endoplasmático rugoso das células, dentro de uma estrutura 
chamada ribossomo. 
 
 
 
Figura 3: A ligação peptídica. Esta ligação (representada com um traço em vermelho) é 
formada a partir de uma reação de condensação entre o grupamento amina de um 
aminoácido e o grupamento carboxila do outro aminoácido. Fonte: 
www.colegiovascodagama.com, acesso em 18/10/2014. 
 
Peptídeos 
 
 Os peptídeos são biomoléculas com uma quantidade pequena de aminoácidos. 
Diversos autores citam peptídeos como moléculas contendo 2 aminoácidos 
(dipeptídeos) ou de 3 até um máximo de 50 aminoácidos (oligopeptídeos). Acima de 50 
aminoácidos a molécula já é considerada uma proteína. Peptídeos, apesar de pequenos, 
apresentam funções biológicas importantes: a ocitocina (com 9 aminoácidos), secretada 
pela hipófise, é responsável pelas contrações musculares do útero no parto e na 
produção de leite pelas glândulas mamárias; a bradicinina (com 9 aminoácidos) inibe 
inflamação nos tecidos; o glucagom (com 29 aminoácidos) é produzido pelo pâncreas 
em situações de hipoglicemia sanguínea; a glutationa (com 3 aminoácidos) atua como 
agente redutor e protege as células dos efeitos oxidantes de algumas substâncias como a 
água oxigenada; o hormônio antidiurético (com 9 aminoácidos) é sintetizado pelo 
hipotálamo e estimula os rins a reter água. 
 
Estrutura e função das proteínas 
 
 Como descrito anteriormente, as proteínas são macromoléculas formadas por 
aminoácidos através de ligações peptídicas. As proteínas diferem quanto à quantidade e 
a sequência de aminoácidos que possuem. Por exemplo, duas proteínas contendo o 
mesmo número de aminoácidos não são necessariamente idênticas porque podem ter 
diferentes sequências de aminoácidos. O tamanho das proteínas varia desde moléculas 
pequenas como a insulina (com 51 aminoácidos de tamanho) até moléculas bem 
grandes como a hemoglobina (com 574 aminoácidos de tamanho). 
As proteínas podem ser encontradas tanto intracelular quando extracelularmente 
e apresentam diversas funções, incluindo hormonal (ex: insulina, produzida pelo 
pâncreas e GH produzido na hipófise), nutricional (ex: caseína, a principal proteína do 
leite e ovalbumina, a principal proteína da clara do ovo), imunológica (ex: 
imunoglobulinas), contração (ex: actina e miosina, as principais proteínas de contração 
muscular), motilidade (ex: tubulina, encontrada no flagelo dos espermatozóides e cílios 
de protozoários), transporte (ex: hemoglobina, encontrada nas hemácias e albumina, 
http://www.colegiovascodagama.com/
transportadora de lipídios no plasma sanguíneo), estrutural (ex: colágeno e queratina) e 
enzimática (será detalhada no final desta unidade). 
 Baseada em sua composição as proteínas podem ser simples ou conjugadas. As 
simples apresentam somente aminoácidos na sua estrutura. As conjugadas apresentam, 
além de aminoácidos, outros componentes como íons (ex: ferro, zinco, cobre nas 
metaloproteínas) ou moléculas (ex: lipídios nas lipoproteínas, oligossacarídeos nas 
glicoproteínas e fosfato nas fosfoproteínas). 
 A estrutura das proteínas é bastante complexa. Distinguem-se quatro níveis de 
organização nas proteínas: estrutura primária, secundária, terciária e quaternária. A 
estrutura primária é a forma da proteína que acaba de ser sintetizada na célula. Esta 
forma contém aminoácidos unidos por ligações peptídicas e em algumas proteínas, 
também por pontes (ligações) dissulfeto. Esta ligação covalente (em alguns casos 
referida também como interação química) ocorre através de uma reação química entre 
os grupamentos sulfidrila (SH) das cadeias laterais dos aminoácidos cisteína que estão 
próximos na cadeia polipeptídica, criando uma ligação covalente entre dois átomos de 
enxofre (S-S). 
Cada estrutura primária é formada de acordo com a informação genética contida 
nos genes do organismo. Atualmente são conhecidas a estrutura primária de centenas de 
proteínas. A primeira a ter a sua estrutura elucidada foi a insulina, com 2 cadeias 
peptídicas, uma com 21 e outra com 30 aminoácidos, contendo 3 pontes dissulfeto. A 
forma primária de uma proteína ainda não tem função. Para ter função esta forma 
deverá assumir uma conformação final: secundária, terciária ou quaternária. Abaixo ummodelo de dobramento de uma proteína sem forma definida e consequentemente sem 
função (estrutura primária) para uma forma terciária (figura 4). 
 
 
Figura 4: Dobramento (enovelamento) de uma proteína. A estrutura primária (proteína 
recém-sintetizada na célula) assumindo a forma final terciária. Esta figura é 
representada como modelo em fita. Fonte: www.dc205.4shared.com, acesso em 
18/10/2014. 
 
 A estrutura secundária pode se apresentar como dois modelos: a α-hélice e a 
folha-β (ou β-pregueada). Em ambos os modelos a estrutura secundária é estabilizada 
por pontes de hidrogênio. Na estrutura α-hélice, as pontes de hidrogênio ocorrem entre o 
oxigênio da região C=O da ligação peptídica de um aminoácido e o hidrogênio da 
região N-H da ligação peptídica de outro aminoácido, distantes 4 aminoácidos entre si, 
criando uma forma helicoidal, daí o nome hélice (figura 5). Além disso, nesta 
conformação costumam ocorrer com freqüência interações eletrostáticas entre cadeias 
laterais de cargas opostas e interações hidrofóbicas entre cadeias laterais apolares dos 
aminoácidos, pois em ambos os casos estas cadeias laterais estão distantes 3 ou 4 
http://www.dc205.4shared.com/
aminoácidos, fazendo com que estas interações possam ocorrer e assim contribuir para a 
configuração da hélice. A folha-β é bem diferente da alfa hélice, pois é quase totalmente 
distendida ao invés de enrolada. A folha-β é estabilizada por pontes de hidrogênio entre 
grupos N-H e C=O de 2 ou mais moléculas polipeptídicas adjacentes, estas que podem 
estar paralelas (no mesmo sentido) ou antiparalelas (sentidos opostos), enquanto que nas 
α-hélices as pontes de hidrogênio entre grupos N-H e C=O são na mesma molécula 
(figura 5). 
 As formas secundárias, também conhecidas como estruturas fibrosas, são 
conhecidamente insolúveis em água. A explicação se baseia no fato destas proteínas 
apresentarem muitos aminoácidos com cadeias laterais apolares, tanto no interior quanto 
na superfície da proteína assim como a maioria das cadeias laterais polares dos 
aminoácidos estarem no interior da proteína, escondidas da água, dificultando ainda 
mais a interação da água com a proteína. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5: As conformações secundárias das proteínas. Na conformação A, encontra-se a 
α-hélice e na conformação B encontra-se a folha-β no modelo antiparalelo. Ambas as 
formas são estabilizadas por pontes de hidrogênio. As regiões R representam as cadeias 
laterais dos aminoácidos. Fonte: www.bioquimica.faculdade.zip.net, acesso em 
19/10/2014. 
 
 O colágeno, proteína mais abundante dos vertebrados (representa mais de 30% 
do total de proteínas), encontrado na pele, dentina, córnea, tendões, cartilagens e ossos é 
uma proteína fibrosa. O colágeno é classificado em 12 tipos (I, II, III, IV, V, VI, VII, 
VIII, IX, X, XI e XII), sendo o tipo I o mais comum, amplamente distribuído pelo 
corpo. Cada molécula de colágeno pode se apresentar como uma estrutura em hélice 
simples ou conter 3 cadeias polipeptídicas (tripla hélice) enroladas uma em torno da 
outra, criando uma estrutura chamada super-hélice (também referida como estrutura 
quaternária do colágeno), bastante resistente, estabilizadas por pontes de hidrogênio e 
algumas ligações covalentes cruzadas (figura 6). Analisando a sua composição química, 
encontram-se muitos aminoácidos com cadeia lateral apolar, incluindo 35% de glicina, 
http://www.bioquimica.faculdade.zip.net/
11% de alanina e 21% de prolina/4-hidroxiprolina, o que, em parte, explica sua 
insolubilidade em água. No corpo humano, o colágeno desempenha várias funções 
como, por exemplo, unir e fortalecer tecidos. A deficiência de colágeno no organismo 
leva a um quadro de colagenose, gerando má formação óssea, rigidez muscular, 
inflamação de juntas ósseas etc. Na formação do colágeno é necessária a participação da 
vitamina C. Sob deficiência desta vitamina pode ocorrer o escorbuto, uma doença cujos 
sintomas vão desde hemorragias na gengiva, fragilidade dos vasos sanguíneos até a 
morte. Mutações nos genes relacionados ao colágeno levam a produção de proteínas 
anormais. A osteogênese imperfeita é uma doença rara (1:25.000 nascimentos) 
relacionada a um defeito na síntese de colágeno tipo I, que leva a uma formação óssea 
anormal em bebês, com conseqüentes fraturas e deformidades ósseas. Já a doença 
Ehlers-Danlos (1:3.000.000 nascimentos) se caracteriza por um defeito na síntese de 
colágeno tipo I, III ou IV, levando a frouxidão em ligamentos, hipotonia muscular, 
desvios de coluna etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6: Estrutura do colágeno. Em A, está o colágeno evidenciando os seus principais 
aminoácidos. Em B, está a representação das 3 moléculas adjacentes de colágeno e em 
C a união das 3 moléculas, criando a super-hélice. Fonte: www.bifi.es, acesso em 
19/10/2014. 
 
 A queratina, outra proteína fibrosa, é encontrada nos animais na pele, cabelos, 
unhas, garras, chifres, cascos e penas. Sua composição de aminoácidos revela um alto 
número dos aminoácidos hidrofóbicos alanina, valina, leucina, isoleucina, fenilalanina e 
metionina. A queratina apresenta duas cadeias polipeptídicas enroladas em espiral, 
contendo ligações covalentes cruzadas através de um grande número de pontes 
dissulfeto, conferindo à molécula alta resistência. 
 A elastina é uma proteína fibrosa encontrada em vários locais do corpo dos 
animais vertebrados como no pavilhão auditivo, na epiglote, em algumas cartilagens e 
nas artérias elásticas. Tal como o colageno, ela é produzida pelos fibroblastos do tecido 
conectivo (derme). A elastina se caracteriza por formar fibras mais finas que aquelas 
formadas pelo colágeno. Essas fibras cedem bastante à tração, mas retornam à forma 
original quando é cessada a força, portanto a elastina confere a estas fibras elasticidade 
http://www.bifi.es/
http://pt.wikipedia.org/wiki/Epiglote
http://pt.wikipedia.org/wiki/Art%C3%A9ria
http://pt.wikipedia.org/wiki/Col%C3%A1geno
e resistência. Assim como o colágeno e a queratina, a elastina é uma proteína composta 
na sua maioria por aminoácidos com cadeia lateral apolar (glicina, valina, alanina e 
prolina). 
 A estrutura terciária das proteínas é conhecida como estrutura globular ou 
enovelada. As proteínas terciárias são solúveis em água por apresentarem a maioria das 
cadeias laterais de aminoácidos hidrofóbicos voltadas para o interior da proteína, 
enquanto a maioria das cadeias laterais polares está exposta facilitando a interação da 
água por pontes de hidrogênio e interações eletrostáticas. Proteínas enoveladas podem 
conter várias regiões α-hélice, várias regiões folha-β ou uma mistura das duas regiões. 
Encontramos neste modelo de proteína um alto número de interações entre as cadeias 
laterais dos aminoácidos, incluindo as pontes dissulfeto, interações hidrofóbicas, pontes 
de hidrogênio e interações eletrostáticas, isto porque os aminoácidos que estão distantes 
na proteína podem interagir nesta forma terciária devido ao enovelamento poder 
aproximar aminoácidos muito distantes, até mesmo o primeiro e o último aminoácido da 
cadeia polipeptídica. 
 A mioglobina, uma proteína pequena, com 153 aminoácidos e um grupo heme 
(consiste de uma estrutura orgânica cíclica, a protoporfirina, no qual se encontra um 
átomo de ferro no estado ferroso, Fe++, capaz de se ligar reversivelmente ao oxigênio) é 
um exemplo de estrutura terciária (figura 7). Sua estrutura molecular mostra 78% de 
regiões α-hélice e sem regiões folha-β. Presente no citoplasma das células musculares, a 
mioglobina é uma proteína transportadora e armazenadora de oxigênio nos músculos 
estriados do corpo (músculos esqueléticos e cardíaco). O interior da molécula é bastante 
apolar, contendo muitos aminoácidos leucina, valina, metionina e fenilalanina; já o 
exterior da molécula é bastante polar. Esta proteína não contém pontes dissulfeto, porém 
apresenta várias interações hidrofóbicas, interações eletrostáticas e pontes de 
hidrogênio.O citocromo C, uma proteína de 104 aminoácidos, é também uma proteína 
terciária contendo heme. A proteína está relacionada com a cadeia respiratória 
mitocondrial e funciona como uma transportadora de elétrons (esta função será estudada 
nas próximas unidades). Apenas cerca de 40% da proteína é formada por α-hélice; o 
restante da proteína não contém folhas-β, no entanto é composta por segmentos 
enovelados irregularmente e estendidos. 
 Diferente do observado na mioglobina e no citocromo C, a lisozima, uma 
proteína terciária de 129 aminoácidos, contém tanto regiões α-hélice quanto folhas-β. 
Enquanto as regiões α-hélice são representadas por espirais, as regiões folhas-β são 
representadas por setas (figura 7). Esta proteína está presente na saliva, lágrima e na 
clara do ovo e atua como bactericida, quebrando ligações químicas de moléculas 
chamadas peptidoglicano, presentes na parede celular de bactérias Gram+, como por 
exemplo bactérias dos gêneros Estafilococos e Estreptococos. 
 A estrutura quaternária das proteínas se refere à união de duas ou mais cadeias 
polipeptídicas terciárias, podendo chegar a centenas de cadeias polipeptídicas terciárias 
agrupadas. Sendo assim, a estrutura quaternária é também chamada de globular, 
enovelada ou solúvel e possui as mesmas interações químicas encontradas na estrutura 
terciária. 
 A primeira proteína quaternária a ter a sua estrutura decifrada foi a hemoglobina. 
Esta proteína, de 574 aminoácidos, presente nas hemácias, contém quatro cadeias 
terciárias, sendo duas de 141 aminoácidos (cadeias α) e duas de 146 aminoácidos 
(cadeias β), estabilizadas por pontes de hidrogênio e interações eletrostáticas (figura 7). 
Apesar das cadeias terem estas denominações, em nada se refere às estruturas 
secundárias estudadas anteriormente, pois a hemoglobina não apresenta regiões folha-β, 
mas somente regiões α-hélice. Cada cadeia polipeptídica contém um grupamento heme, 
capaz de ligar ao oxigênio. Sua função é a de transportar oxigênio dos pulmões para os 
tecidos e gás carbônico dos tecidos para os pulmões para liberação pela respiração. 
Enquanto a mioglobina apresenta alta afinidade pelo oxigênio, a hemoglobina apresenta 
afinidade que aumenta à medida que o primeiro oxigênio se liga, facilitando a ligação 
dos outros oxigênios. De modo inverso, a saída do primeiro oxigênio da hemoglobina 
para os tecidos facilita a liberação dos demais. A ligação dos oxigênios à hemoglobina é 
afetada por vários fatores: assim que o sangue atinge os tecidos, moléculas de CO2 se 
difundem para as hemácias, causando redução do pH nos tecidos. Esta redução do pH 
favorece a liberação do oxigênio da hemoglobina. Quando as hemácias chegam aos 
pulmões, o CO2 liberado aumenta o pH e consequentemente aumenta a ligação de novas 
moléculas de O2 à hemoglobina. Este efeito do pH e da concentração de CO2 sobre a 
ligação e liberação de O2 pela hemoglobina é chamada de efeito Bohr; o 2,3-BPG 
(2,3-bifosfoglicerato, produzido à partir do 1,3-bifosfoglicerato, que será estudado nas 
próximas unidades) regula a ligação do oxigênio à hemoglobina. Nas hemácias o 
2,3-BPG diminui a afinidade do oxigênio à hemoglobina por se ligar a hemoglobina 
desoxigenada, mas não à hemoglobina já com oxigênio. Ao nível do mar, nos pulmões, 
a quantidade de O2 liberada nos tecidos está em 40% do máximo que pode ser 
transportada pelo sangue. Em grandes altitudes, a entrega de O2 diminui, entretanto um 
aumento na concentração de 2,3-BPG diminui a afinidade da hemoglobina pelo O2, 
facilitando a entrega do O2 da hemoglobina para os tecidos e melhorando a respiração 
no ambiente com pouco oxigênio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7: As estruturas moleculares da mioglobina, lisozima e hemoglobina 
(representação em fita). A mioglobina (A) e a lisozima (B) são proteínas terciárias por 
serem somente formadas por uma única proteína enovelada. Já a hemoglobina (C) é 
uma proteína quaternária por ser formada por mais de uma proteína terciária (neste caso, 
formada por quatro proteínas terciárias representadas por cores diferentes). A estrutura 
heme da mioglobina e as cadeias laterais dos aminoácidos no local de ligação da 
lisozima à parede celular das bactérias Gram+ estão mostradas em vermelho. As regiões 
α-hélice são representadas por espirais enquanto as regiões folhas-β são representadas 
por setas. Fonte: Lehninger, Princípios de Bioquímica. 
 
 Várias enfermidades são associadas a problemas relacionados à hemoglobina e 
são conhecidas como hemoglobinopatias: na anemia falciforme, uma mutação nos genes 
para as cadeias β da hemoglobina (localizados no cromossomo 11) faz com que estas 
cadeias apresentem uma modificação de ácido glutâmico (aminoácido com cadeia 
lateral polar) para valina (aminoácido com cadeia lateral apolar) no 6º aminoácido das 
duas cadeias β da hemoglobina. Em condições de baixa tensão de oxigênio as moléculas 
de hemoglobina agregam-se levando à formação de polímeros fibrosos de hemoglobina 
com precipitação destas moléculas e conseqüente deformação das hemácias para uma 
forma de foice, provocando isquemia local, hemólise acentuada, coágulos, acidentes 
vasculares cerebrais dentre outros problemas, levando em alguns casos a morte. Já as 
talassemias são doenças relacionadas à hemoglobina por serem caracterizadas pela 
redução ou ausência da síntese das cadeias α ou β da hemoglobina, levando a quadros 
de anemia desde leve até profunda, hepatomegalia, esplenomegalia e outros problemas 
também potencialmente fatais. 
 
Desnaturação de proteínas 
 
 As proteínas podem sofrer desnaturação. A desnaturação é a perda da estrutura 
da proteína (através do rompimento de suas interações químicas, com exceção das 
ligações peptídicas) com conseqüente perda parcial ou total da sua função biológica. 
O aquecimento do ovo revela um modelo de desnaturação. A ovalbumina da 
clara do ovo é um exemplo de proteína que ao sofrer desnaturação não renatura mais. A 
clara do ovo antes de ser submetida à alta temperatura é líquida e incolor, mas ao ser 
aquecida se torna branca e sólida, evidenciando a desnaturação da proteína, no entanto 
ao resfriarmos o ovo, a clara não volta mais a ser líquida e transparente. A febre alta 
pode causar uma leve desnaturação de algumas proteínas do corpo. Vários agentes 
químicos e físicos podem causar desnaturação em uma proteína. Dentre eles, podemos 
citar: 
a) alteração no pH: rompe interações eletrostáticas e pontes de hidrogênio na proteína; 
b) alta temperatura: rompe interações eletrostáticas, interações hidrofóbicas e pontes de 
hidrogênio na proteína; 
c) detergentes: rompem interações hidrofóbicas na proteína; 
d) solventes orgânicos: rompem interações hidrofóbicas na proteína; 
e) redutores: rompem pontes dissulfeto na proteína; 
f) metais pesados: rompem interações eletrostáticas na proteína; 
g) radiações: dependendo da radiação (U.V, X, gama) pode romper qualquer interação 
química na proteína. 
 A modelagem do cabelo em um salão de beleza é um processo que envolve 
desnaturação. O cabelo é submetido a um agente redutor (geralmente tioglicolato, 
guanidina, formol etc) e também à alta temperatura (com auxílio de touca térmica). 
Deste modo, rompem-se todas as interações (interações eletrostáticas, interações 
hidrofóbicas, pontes dissulfeto e pontes de hidrogênio) da queratina. Após certo tempo, 
remove-se o agente redutor, aplica-se um agente oxidante e resfria-se o cabelo, 
restaurando a conformação em α-hélice da queratina, mas com pontes dissulfeto em 
locais diferentes do usual na queratina, por isso consegue-se moldar o fio do jeito que se 
deseja. 
Algumas proteínas podem, ao ser removido o agente redutor, sofrer renaturação, 
recuperando a sua forma nativa e consequentemente a sua função biológica. A 
ribonuclease, uma proteína terciária secretada pelo pâncreas e liberada no intestino 
delgado para a quebra de RNAs oriundos da dieta é um exemplo de proteína que 
consegue se renaturar. 
 
Técnicas de estudo das proteínas 
 
 Uma célulabacteriana, como a Escherichia coli, contém cerca de 3.000 
proteínas diferentes. Uma célula humana produz mais de 50.000 proteínas. Como uma 
delas pode ser purificada e identificada no meio de tantas outras? Atualmente, várias 
técnicas de separação e purificação de proteínas são usadas rotineiramente em 
laboratórios que trabalham com proteínas. 
Para isolar uma proteína, é necessária uma fonte desta molécula, que pode ser 
um microorganismo como uma bactéria, protozoário ou fungo, tecidos vegetais ou 
animais ou até mesmo alimentos como leite. 
 O primeiro passo é o rompimento das células para a obtenção do extrato bruto 
ou também referido como extrato total. Com o extrato, pode-se fazer uma separação 
inicial por diferenças de solubilidade através da técnica de “salting out” onde a adição 
de sal (geralmente sulfato de amônio) pode precipitar algumas proteínas enquanto 
outras permanecerão solúveis. No leite, por exemplo, não há a necessidade da etapa de 
obtenção do extrato bruto pelo fato de não haver células para serem rompidas, sendo 
assim o leite já é o extrato total. 
 Os métodos mais comuns utilizados em laboratórios para a separação e 
purificação de proteínas são a cromatografia em coluna e a eletroforese. Na 
cromatografia, uma resina (material sólido e poroso) é colocada em uma coluna 
contendo uma solução tampão. Uma solução de proteínas é adicionada no topo da 
coluna e migrada ao longo desta. Logo abaixo existem tubos para coletar frações de 
proteínas. As proteínas migram mais lentamente ou mais rapidamente na coluna 
dependendo das características das proteínas e do material contido na coluna, assim as 
proteínas podem se prender ou são liberadas da coluna (eluídas) em momentos distintos 
(figura 8). 
Várias cromatografias são conhecidas: a cromatografia de troca iônica contém na 
coluna uma resina com um polímero sintético carregado negativamente (resina 
aniônica) ou positivamente (resina catiônica). Se uma solução de proteínas for migrada 
em uma resina aniônica, as proteínas de carga positiva (contendo muitas cadeias laterais 
dos aminoácidos lisina, arginina e histidina) ficarão presas na matriz porosa enquanto as 
negativas (contendo muitas cadeias laterais dos aminoácidos glutamato e aspartato) 
migrarão mais facilmente e serão eluídas primeiro. Deste modo a cromatografia de troca 
iônica separa proteínas por carga elétrica; a cromatografia de gel filtração separa as 
proteínas pelo tamanho, onde a matriz da coluna contém poros por onde as proteínas 
menores entram e ficam mais tempo retidas e as proteínas maiores, por não entrar nestes 
poros passam mais facilmente, sendo então eluídas primeiro; a cromatografia de fase 
reversa separa proteínas pela sua hidrofobicidade, onde as mais hidrofóbicas ficam 
presas na resina da coluna e as mais hidrofílicas saem facilmente; a cromatografia de 
afinidade separa proteínas pelas suas especificidades de ligação, onde as proteínas 
retidas na coluna estão presas a um ligante (referido como anticorpo) para a proteína de 
interesse e as demais são liberadas da coluna. Deste modo esta cromatografia é a mais 
específica de todas, mas infelizmente não existem muitos anticorpos disponíveis para 
ligar às diferentes proteínas conhecidas. 
 
Figura 8: Modelos de cromatografias em coluna. Aqui estão mostrados três tipos 
comuns de cromatografias. Em A, a cromatografia de troca iônica, em B, a 
cromatografia de gel-filtração e em C, a cromatografia de afinidade. Fonte: Lehninger, 
Princípios de Bioquímica. 
 
 A eletroforese se baseia na migração de proteínas carregadas em um campo 
elétrico. A eletroforese pode atuar sozinha ou em conjunto com a cromatografia no 
sentido de revelar o número de proteínas e o grau de pureza em uma amostra. Além 
disso, os diferentes tipos de eletroforese fornecem o tamanho e o pI de uma proteína 
(figura 9). 
 A eletroforese simples é geralmente executada em um gel de poliacrilamida, um 
polímero capaz de separar proteínas pelo tamanho. Na preparação do gel utiliza-se um 
detergente, o dodecil sulfato de sódio (SDS) que se liga por interações hidrofóbicas às 
proteínas e confere as mesmas, carga negativa, independente dos aminoácidos que a 
proteína possua, assim todas as proteínas inseridas no gel terão a mesma carga. Além 
disso, pelo fato do SDS ser um detergente, ele desnatura as proteínas que serão 
aplicadas no gel, facilitando a migração das mesmas. Uma corrente elétrica faz as 
proteínas irem em direção ao pólo positivo, onde as proteínas menores migram mais 
rapidamente e as maiores migram mais lentamente formando “bandas” que são 
reveladas após coloração do gel com um corante chamado azul Coomassie que cora 
proteínas, mas não cora o gel. Proteínas secundárias e terciárias formam apenas uma 
banda no gel, mas proteínas quaternárias formam um número de bandas que é 
dependente do tamanho e número de suas cadeias polipeptídicas. Se duas ou mais 
proteínas apresentam o mesmo tamanho ou tamanho muito aproximado, estas estarão 
praticamente na mesma localização no gel, criando uma banda mais forte. Para facilitar 
a determinação do tamanho de uma proteína de interesse, utiliza-se um padrão de peso 
molecular que é na verdade uma solução contendo proteínas conhecidas e com 
tamanhos definidos, esta que é aplicada no gel junto com a amostra de proteínas a ser 
identificada. É comum após a obtenção de um extrato bruto ou de uma cromatografia 
realizar uma eletroforese para saber o número de proteínas na amostra e verificar se este 
número diminui após as purificações. 
 A eletroforese bidimensional separa proteínas pelo tamanho e pI da proteína, 
sendo então mais eficiente na separação das proteínas que a eletroforese convencional, 
porém mais trabalhosa. Um gradiente de pH é criado através da adição de ácidos e bases 
sob ação de um campo elétrico ao longo de um gel. Quando proteínas são aplicadas, 
cada uma irá migrar até a região de pH idêntico ao seu pI. Em seguida as proteínas são 
migradas para separação por tamanho. Como as proteínas tem tamanhos e pIs 
diferentes, a separação é maior. Neste gel as proteínas não são vistas como bandas, mas 
como pontos (spots), onde cada ponto é referente a uma ou poucas proteínas. 
O pI de uma proteína é dependente dos valores de pK de todos os grupamentos 
ionizáveis dos aminoácidos. A maioria das proteínas apresenta pI na faixa de 4,0 à 7,0 
mas algumas proteínas podem apresentar pIs muito baixos ou muito altos. Por exemplo, 
a pepsina, uma proteína estomacal tem pI aproximado de 1,5 por conter muitos 
aminoácidos ácidos (glutamato e aspartato) enquanto citocromo C apresenta pI próximo 
de 10,0 por apresentar muitos aminoácidos básicos (lisina, arginina e histidina). 
 
Figura 9: A eletroforese. Em A, uma simulação de uma eletroforese simples onde um 
padrão de peso molecular e uma proteína com tamanho desconhecido são migradas em 
gel de poliacrilamida na presença de SDS. Em B, gel de eletroforese simples mostrando 
etapas da purificação da enzima RNA polimerase de Escherichia coli, onde a primeira 
faixa com proteína mostra o extrato total e as faixas sucessivas (da esquerda para a 
direita) mostram as proteínas restantes a cada passo de purificação. Na última faixa a 
proteína já está purificada, mas como a RNA polimerase tem 4 subunidades, é possível 
a visualização de 4 bandas, duas muito próximas de maior tamanho e duas mais 
afastadas. Em C, eletroforese bidimensional de proteínas intracelulares do fungo 
Cryptococcus neoformans. As proteínas foram separadas em um gradiente de pH entre 
4,0 e 10,0 para depois serem separadas por tamanho. O padrão de peso molecular foi 
aplicado somente no segundo gel. Fontes: Lehninger, Princípios de Bioquímica e 
www.ufrgs.br, acesso em 19/10/2014. 
 
Enzimas 
 
 As enzimas são moléculas capazes de acelerar reações químicas, catalisando 
reações tanto dentro quanto fora das células (por exemplo, em lúmen de órgãos). Com 
exceção de alguns RNAs com atividade catalítica, todas as enzimas são proteínas.As 
enzimas podem acelerar uma reação química no mínimo 106 vezes em relação à mesma 
reação não catalisada, sendo que algumas enzimas aceleram a reação na ordem de 1017 
vezes. Alguns aspectos importantes sobre as enzimas incluem: 
1. Alto grau de especificidade; 
2. Catálise de reações de síntese e degradação de moléculas; 
3. Conservação e transformação de energia química; 
http://www.ufrgs.br/
4. Algumas doenças são o resultado da ausência de uma ou mais enzimas e outras pelo 
excesso da atividade de uma determinada enzima; 
5. Muitos medicamentos e toxinas exercem seu efeito biológico através da interação 
com enzimas; 
6. Algumas enzimas são utilizadas no diagnóstico de doenças através da medida da sua 
atividade; 
7. São ferramentas importantes na indústria química, no processamento de alimentos e 
na agricultura; 
8. Possuem mecanismo de renovação, desempenhando a mesma função 
consecutivamente, sem serem consumidas no processo. 
 
 Cada organismo vivo produz centenas de enzimas em pequenas quantidades. Os 
microorganismos podem produzir enzimas em quantidades muito altas e as excretar no 
ambiente como mecanismo de digestão extracelular. 
As enzimas são classificadas de acordo com as reações que catalisam em seis 
classes (tabela 2). Uma classe bastante conhecida é a das hidrolases. Estas enzimas 
utilizam a água para a quebra de ligações químicas. No tubo digestivo, praticamente 
todas as enzimas são hidrolases, quebrando, com o auxílio da água, proteínas, 
triglicerídeos, fosfolipídios, oligossacarídeos, polissacarídeos e outras moléculas. Nos 
lisossomos das células, existem cerca de 50 tipos diferentes de hidrolases, por isso esta 
organela tem a função primordial de digestão intracelular. 
 
Tabela 2: Classes de enzimas 
Classes Subclasses 
Óxido-redutases desidrogenases, oxidases, peroxidases, catalase, oxigenases, 
hidroxilases 
Transferases transaldolases e transcetolases, acil, metil, glicosil e 
fosforiltransferases, quinases, fosfomutases 
Hidrolases esterases, glicosidases, peptidases, fosfatases 
tiolases, fosfolipases, amidases, desamidases 
ribonucleases 
Liases descarboxilases, aldolases, hidratases, desidratases 
sintases, liases 
Isomerases racemases, epimerases, isomerases, mutases 
Ligases sintetases, carboxilases 
 
As óxido-redutases catalisam reações de oxidação e redução entre moléculas; as 
transferases transferem grupos funcionais entre doadores e aceptores, sendo os grupos 
amino, acil, fosfato, carbono e glicosil, os principais resíduos transferidos; as hidrolases 
usam a água para a clivagem hidrolítica de ligações C-O, C-N, O-P e C-S; as liases 
adicionam ou removem os elementos da água, de amônia ou de dióxido de carbono para 
a formação ou rompimento de ligações duplas; as isomerases catalisam isomerizações 
de vários tipos, entre elas as interconversões cis-trans e aldose-cetose e as ligases estão 
envolvidas em reações de síntese, nas quais duas moléculas são unidas, às custas do 
ATP. 
Como as enzimas funcionam? As enzimas atuam em moléculas específicas 
chamadas substratos. Devido à alta especificidade das enzimas, a maioria reage com 
apenas um substrato, no entanto algumas enzimas podem ter mais de um substrato. 
Durante a reação, os substratos se convertem em produtos. A ligação do substrato na 
enzima ocorre em uma região da enzima chamada sítio ativo (ou centro ativo), contendo 
várias cadeias laterais de aminoácidos capazes de ligação ao substrato por interações 
eletrostáticas, interações hidrofóbicas ou pontes de hidrogênio (figura 10). 
 
A reação enzimática é esquematizada como se segue: 
 
E + S ES EP E + P 
 
onde E = enzima, S = substrato e P = produto. A enzima não se altera durante o curso da 
reação, somente o substrato, este que se torna produto. 
 
 
Figura 10: Interação enzima-substrato. Na figura acima, o substrato se liga na enzima 
em um local chamado sítio ativo, formando o complexo ES. Em seguida ocorre a 
catálise, formando um produto da reação que é liberado do sítio ativo da enzima. Fonte: 
www.biologiaufsj.blogspot.com, acesso em 20/10/2014. 
 
Existem dois modelos de interação enzima substrato: o modelo chave-fechadura 
e o modelo do ajuste induzido. No primeiro modelo, o substrato se encaixa 
perfeitamente no sítio ativo da enzima; no segundo modelo o substrato induz uma 
pequena alteração conformacional na enzima, promovendo o reposicionamento dos 
aminoácidos do sítio ativo para que o substrato se encaixe na enzima (figura 11). 
 
 
Figura 11: Modelos de interação enzima-substrato. Fonte: www.docentes.esalq.usp.br, 
acesso em 19/10/2014. 
 
 Algumas enzimas são designadas pela incorporação do sufixo “ase” ao nome do 
substrato no qual elas atuam. Por exemplo, a enzima maltase atua quebrando a maltose, 
a amilase quebra o amido, a β-galactosidase (lactase) quebra a lactose etc. Em outros 
http://www.biologiaufsj.blogspot.com/
http://www.docentes.esalq.usp.br/
casos a designação é devido a reação que catalisa, por exemplo, glicose 6-fosfatase 
remove o fosfato do carbono 6 da glicose. 
Para uma enzima atuar são necessários alguns requerimentos: pH ideal, 
temperatura ideal, substrato disponível e em alguns casos a presença de um cofator, uma 
coenzima ou ambos. O pH e a temperatura ideais são necessários devido ao fato de 
alterações nestes parâmetros levarem a quebra de interações da proteína (desnaturação) 
e conseqüente perda da atividade enzimática. Enzimas humanas têm sua atividade ótima 
em temperaturas entre 36,5 e 37,5. Com relação ao pH, algumas enzimas como a 
pepsina tem atividade ótima em pH próximo de 2,0 enquanto tripsina (uma proteína do 
suco entérico) tem atividade ótima em pH próximo de 8,0. Deste modo, a influência da 
temperatura e do pH na atividade das enzimas pode ser vista em gráficos onde a 
atividade ótima de uma enzima ocorre em temperatura e pH ideais (figura 12). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12: Influência da temperatura e do pH na atividade das enzimas. As enzimas são 
testadas em diferentes temperaturas e pHs, fornecendo gráficos onde as curvas mostram 
atividade ótima das enzimas em temperatura e pH específicos. Fora do ponto ótimo as 
enzimas vão perdendo a atividade por estarem sofrendo desnaturação. Fonte: 
www.dc347.4shared.com, acesso em 20/10/2014. 
 
Os cofatores são íons importantes para o funcionamento de algumas enzimas 
(tabela 3). Estes íons alteram o sítio ativo da enzima ou finalizam o encaixe correto do 
substrato na enzima. 
 
Tabela 3: Alguns enzimas e seus cofatores 
Enzimas Cofatores (elementos inorgânicos) 
citocromo oxidase Cu+2 
catalase, peroxidase Fe+2 ou Fe+3 
piruvato quinase K+ 
hexoquinase Mg+2 
arginase Mn+2 
urease Ni+2 
álcool desidrogenase Zn+2 
 
 As coenzimas são moléculas derivadas de vitaminas (daí a importância de 
muitas vitaminas na nossa dieta). As coenzimas, seus precursores e as reações nas quais 
estão envolvidas se encontram na tabela abaixo: 
 
http://www.dc347.4shared.com/
 
 
Tabela 4: Alguns enzimas e suas coenzimas 
Enzimas Coenzimas Precursores 
dietéticos 
Grupos químicos 
transferidos 
piruvato 
desidrogenase 
tiamina pirofosfato 
(TTP) 
tiamina (vitamina 
B1) 
aldeídos 
isocitrato 
desidrogenase 
nicotinamida adenina 
dinucleotideo (NAD) 
niacina (vitamina 
PP) 
íon hidreto (:H-) 
acetil CoA 
carboxilase 
coenzima A ácido pantotênico 
(vitamina B5) 
acilas 
piruvato 
carboxilase 
biocitina biotina (vitamina 
H) 
CO2 
succinato 
desidrogenase 
flavina adenina 
dinucleotideo (FAD) 
riboflavina 
(vitamina B2) 
elétrons e prótons 
glicogênio 
fosforilase 
piridoxal fosfato piridoxina 
(vitamina B6) 
grupos amino 
timidilato sintase tetrahidrofolato ácido fólico 
(vitamina B9) 
grupos de 1 C 
 
De acordo com a termodinâmica, as enzimas aceleram as reações químicas 
convertendo substrato em produto através da diminuição da energia de ativação das 
reações químicas. Esta está relacionada com quanta barreira existe para o substrato se 
converter em produto. Mudançana energia de ativação (ou energia livre de ativação, 
representada por ΔG‡) acontece quando a enzima interage com substrato, estabilizando 
o substrato em uma forma que permitirá a formação de produto. Este é chamado estado 
de transição. Quanto mais estável é o estado de transição, menos energia será necessária 
para a conversão de substrato em produto e mais rápida será a reação. A velocidade de 
uma reação é então inversamente proporcional ao valor de sua energia livre de ativação: 
quanto maior o valor de ΔG‡, menor será a velocidade da reação (figura 13). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13: Diagrama de uma reação catalítica, mostrando o nível de energia em cada 
etapa da reação. Normalmente o substrato necessita de uma quantidade elevada de 
energia para conseguir chegar ao estado de transição, decaindo depois até a um produto 
final. A enzima estabiliza o estado de transição, diminuindo a energia de ativação, assim 
reduzindo o valor de energia necessário para que se formem os produtos. ΔG’o: energia 
livre padrão na bioquímica; ΔG‡: energia de ativação; cat: catalisada; não cat: não 
catalisada. Fonte: www.lookfordiagnosis.com, acesso em 20/10/2014. 
 
A cinética enzimática (estudo da atividade de uma reação enzimática) mostra 
indiretamente a especificidade das enzimas, o mecanismo de ação, os fatores que podem 
afetar a velocidade das reações, a concentração de substrato ideal para a dosagem de 
uma enzima etc. A relação entre a velocidade de uma reação enzimática (conversão de 
substrato em produto por tempo) e a concentração do seu substrato foi definida por 
Leonor Michaelis e Maud Menten. Em experimentos cinéticos, se mede a velocidade 
inicial (Vo) da reação em função do aumento do substrato. Em concentrações baixas de 
substrato, a Vo aumenta com o aumento do substrato até que a reação tenha uma 
quantidade de substrato na qual a enzima não consegue ser mais veloz na formação de 
produto, atingindo assim a velocidade máxima (Vmax) da reação (figura 14). 
A Vmax é a velocidade máxima de uma reação catalisada por uma enzima e 
reflete o momento em que todas as enzimas estão ocupadas com substrato (estão na 
forma ES) e a velocidade da reação não aumenta com a introdução de novos substratos. 
Existindo substrato em excesso na reação, a Vmax aumenta com a introdução de mais 
enzima, assim a velocidade inicial da reação enzimática (Vo) é diretamente proporcional 
à concentração de enzima em condições de excesso de substrato. Saber a Vmax das 
reações enzimáticas é importante na dosagem de enzimas principalmente na clínica, 
onde se escolhe uma concentração de substrato necessária para a enzima trabalhar na 
Vmax e assim garantir uma condição ótima para a dosagem da enzima. 
Um outro parâmetro, o Km, é a concentração de substrato necessária para a 
enzima trabalhar na metade da velocidade máxima (figura 14). A concentração da 
enzima não afeta o Km da reação, pois a afinidade da enzima pelo substrato será a 
mesma. Um baixo Km significa uma alta afinidade da enzima pelo substrato, onde a 
Vmax será atingida com pouca concentração de substrato. Um alto Km significa baixa 
afinidade da enzima pelo substrato. Na cinética, uma curva mais “em pé” terá um baixo 
Km assim como uma curva mais “deitada” terá um maior Km. Desse modo os dois 
parâmetros (Vmax e Km) são essenciais para determinar a atividade de uma enzima. O 
Km de algumas reações enzimáticas estão exemplificados abaixo (tabela 5). 
 
Tabela 5: Valor de Km para algumas reações enzimáticas 
Enzima Substrato Km (mM) 
hexoquinase ATP 
D-glicose 
D-frutose 
0.4 
0.15 
1.5 
anidrase carbônica HCO3
- 8 
treonina desaminase L-treonina 5 
 
Enzimas com mais de um substrato apresentam diferentes velocidades e 
afinidades, refletindo em mudanças na cinética (figura 14, tabela 5). Cada enzima tem 
uma Vmax e um Km específicos, levando-se em consideração as condições de 
temperatura e pH ideais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 14: Cinética enzimática. Em A, o efeito da concentração do substrato na 
velocidade inicial catalisada por uma enzima é mostrada em uma curva onde à medida 
que se aumenta o substrato, a velocidade da reação aumenta até que em um dado 
momento todas as enzimas estarão ocupadas com substrato (saturadas), atingindo assim 
a Vmax. O Km é a concentração de substrato necessária para a enzima trabalhar na 
metade da Vmax e reflete a afinidade da enzima pelo seu substrato. Um baixo Km 
significa uma alta afinidade da enzima pelo substrato e vice-versa. Em B, cinética da 
enzima hexoquinase com 2 substratos: glicose e frutose. O Km para glicose é de 0,15 
mM e para frutose é de 1,5mM (ambos não mostrados). Isso significa que é necessária 
uma concentração de 0,15mM de glicose para que metade da enzima disponível 
encontre-se ligada a glicose, formando o complexo ES, no entanto é necessária uma 
concentração de frutose 10 vezes maior, ou seja, 1,5mM. A hexoquinase tem, portanto, 
afinidade muito maior pela glicose do que pela frutose. Fontes: 
www.dc349.4shared.com e www.ebah.com.br, acessos em 20/10/2014. 
 
As enzimas intracelulares e extracelulares costumam trabalhar com 
concentrações baixas de substrato, ou seja, nunca estão saturadas de substrato. O Kcat 
(constante catalítica) avalia a eficiência catalítica de uma enzima, representando o 
número de moléculas de substrato convertidas em produto por segundo, por enzima. A 
constante catalítica de uma enzima pode ser desde muito baixa (Kcat S-1 = 299 para a 
enzima citidina desaminase) até muito alta (Kcat S-1 = 1.000.000 para a enzima anidrase 
carbônica). A relação Kcat/Km (constante de especificidade) relaciona a eficiência 
catalítica da enzima com a sua afinidade pelo substrato. Se Kcat S-1 for alto e o Km for 
baixo, o resultado será uma alta eficiência catalítica da enzima pelo seu substrato. Por 
exemplo, a enzima anidrase carbônica, tem valor de Kcat/Km alto (8,3 x 107), portanto 
alta eficiência, enquanto a urease tem valor de Kcat/Km baixo (4,5 x 105), portanto baixa 
eficiência. 
 As enzimas podem ser inibidas. Inibidores são substâncias que reduzem ou 
inibem completamente a atividade de uma enzima. Alguns medicamentos como 
analgésicos, antimicrobianos, antivirais, redutores de colesterol, assim como algumas 
moléculas encontradas em venenos de serpentes, cobras, escorpiões e plantas são 
conhecidamente inibidoras de enzimas. Os inibidores enzimáticos podem atuar como 
inibidores reversíveis e irreversíveis. 
http://www.dc349.4shared.com/
http://www.ebah.com.br/
 A inibição reversível ocorre através de ligações não covalentes entre o inibidor e 
a enzima. As duas inibições reversíveis mais comuns são a competitiva e a 
não-competitiva (figura 15). Na inibição competitiva o inibidor é semelhante ao 
substrato e por isso compete com este pelo sitio ativo da enzima. Comparado com uma 
reação sem inibidor, a cinética na presença do inibidor competitivo mostra aumento de 
Km (figura 15), pois como o inibidor e o substrato competem pelo sítio ativo da enzima, 
mais substrato será necessário para atingir o Km. Assim, aumento de substrato é a 
medida a ser adotada para diminuir os efeitos da inibição competitiva. Esta inibição não 
altera a Vmax, mesmo quando a concentração de substrato é aumentada. O metotrexato 
é uma molécula com estrutura semelhante ao ácido fólico (figura 15). A enzima 
dihidrofolato redutase converte o ácido fólico (dihidrofólico) em ácido tetrahidrofólico, 
importante para a posterior formação de nucleotídeos. A inibição desta reação pela 
ligação do metotrexato à enzima inibe a síntese de DNA e consequentemente a divisão 
celular, por isso o metotrexato é usado como medicamento anticâncer. O problema é que 
assim como o metotrexato, vários outros quimioterápicos também afetam células sadias 
e por isso provocam os diversos sintomas indesejáveis da quimioterapia; o malonato é 
semelhante ao succinato e assim inibe competitivamente a enzima succinato 
desidrogenase. Esta enzima converte succinatoem fumarato, importante passo na via 
metabólica conhecida como ciclo de Krebs (será estudada nas próximas unidades). 
Na inibição não competitiva, o inibidor não se assemelha ao substrato, portanto 
não se liga ao sitio ativo da enzima, porem ao se ligar em outro local da enzima, 
provoca uma distorção no sitio ativo da enzima, inativando-a. Este inibidor pode-se 
ligar tanto a enzima livre quanto ao complexo ES. Deste modo, o aumento da 
quantidade de substrato não reverte os efeitos desta inibição. Comparado com uma 
reação sem inibidor, a cinética tem diminuição de Vmax (provoca mais rapidamente a 
formação do complexo ES) sem alterar o Km (figura 15). Os medicamentos anti-HIV 
efavirenz e nevirapina são dois inibidores não competitivos que atuam inibindo a 
enzima transcriptase reversa do HIV causando a ruptura do sítio catalítico da enzima. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15: Inibição reversível. Em A, esquemas de ligação do substrato à enzima na 
presença e na ausência de um inibidor. Em B, similaridade entre o quimioterápico 
metotrexato e o ácido fólico. Em C, cinéticas enzimáticas na ausência (azul) e na 
presença do inibidor competitivo (vermelho). Em D, cinéticas enzimáticas na ausência 
(azul) e na presença do inibidor não-competitivo (vermelho). Fontes: 
www.docentes.esalq.usp.br, www.essenciadavida-julianacorreia.blogspot.com e 
www.info-farmacia.com, acessos em 20/10/2014. 
Na inibição irreversível, o inibidor se liga tão fortemente a enzima (ligação 
covalente) que bloqueia permanentemente a atividade enzimática. Envolve 
modificações químicas na enzima levando a uma inativação definitiva. O ácido acetil 
salicílico, molécula com propriedade analgésica e antitérmica, encontrada em muitos 
medicamentos, incluindo a aspirina, inibe permanentemente a enzima ciclooxigenase 
por modificação covalente da enzima, resultante do ataque nucleofílico da hidroxila do 
aminoácido serina530 da enzima ao grupamento acetila presente no ácido acetil salicílico. 
O resultado é a redução da síntese de prostaglandinas, moléculas envolvidas com 
processos de inflamação e dor (figura 16). A penicilina, um antibacteriano, inibe, por 
modificação covalente, a atividade da enzima transpeptidase bacteriana, inpedindo a 
síntese da parede celular bacteriana e levando a bactéria a morte. Outros inibidores 
irreversíveis de enzimas incluem o paration (inseticida), o sarin (gas), etc. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 16: Mecanismo de inibição irreversível da COX pelo ácido acetil salicílico. 
O ácido acetil-salicílico apresenta propriedades antiinflamatórias e analgésicas 
decorrentes do bloqueio da biossíntese de prostaglandinas, devido à inibição da enzima 
cíclooxigenase (COX). Esta interação é de natureza irreversível em função da formação 
de uma ligação covalente resultante do ataque nucleofílico da hidroxila do aminoácido 
serina530 ao grupamento acetila presente no ácido acetil salicílico. Fonte: 
http://qnint.sbq.org.br adaptado, acesso em 20/10/2014. 
 
Algumas enzimas podem ter suas atividades reguladas, atuando assim como 
reguladoras do metabolismo celular. Esta regulação (reversível) é essencial na 
coordenação dos inúmeros processos metabólicos celulares. Existem 2 modelos de 
regulação enzimática: a regulação covalente ocorre quando há modificação covalente da 
enzima, com conversão entre formas ativa e inativa. As modificações covalentes mais 
comuns são a fosforilação, adenilação, metilação, uridilação e ADP-ribosilação. A 
enzima glicogênio fosforilase (será estudada nas próximas unidades), que catalisa a 
quebra do glicogênio é ativada quando fosforilada por uma enzima quinase e inativada 
quando desfosforilada por uma enzima fosfatase; a regulação alostérica ocorre nas 
enzimas que possuem dois sítios: um sítio ativo e um sitio de regulação (sitio 
alostérico), onde uma molécula se liga de forma não-covalente, podendo atuar como 
reguladora positiva (aumenta a afinidade da enzima pelo substrato e assim a velocidade 
da reação enzimática) ou negativa (diminui a afinidade da enzima pelo substrato e assim 
a velocidade da reação enzimática). A ligação do regulador induz modificações 
conformacionais na enzima, promovendo as tais mudanças na sua afinidade com o 
http://www.docentes.esalq.usp.br/
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substrato. Um modelo comum de regulação alostérica é a retroalimentação (feed-back), 
onde o próprio produto da reação enzimática inibe momentaneamente a enzima. 
 
Leitura complementar 
 
DEVLIN, T. Manual de bioquímica com correlações clínicas. Edgard Blucher, 2007. 
HARPER, H. A. Bioquímica. Atheneu, 2002. 
LEHNINGER, A.L. Princípios de Bioquímica. Worth publishers, 2006. 
STRYER, L. Bioquímica. Guanabara Koogan, 2004. 
VOET, D., VOET, J.G., PRATT, C.W. Fundamentos de Bioquímica. Artmed, 2002. 
 
É HORA DE SE AVALIAR! 
 
Lembre-se de realizar as atividades desta unidade de estudo, elas irão ajudá-lo a fixar o 
conteúdo, além de proporcionar sua autonomia no processo de ensino-aprendizagem. 
Caso prefira, redija as respostas no caderno e depois as envie através do nosso ambiente 
virtual de aprendizagem (AVA). Interaja conosco! 
 
1. A glicoquinase e a hexoquinase são duas enzimas que reagem com o mesmo 
substrato, a glicose. Ambas são enzimas intracelulares que convertem a glicose em 
glicose 6–fosfato, primeiro passo para a obtenção de energia na célula ou para a síntese 
de glicogênio. Qual é a afirmativa correta: 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) a hexoquinase tem maior afinidade pela glicose porque seu Km é maior que o da 
glicoquinase 
b) a hexoquinase tem menor afinidade pela glicose porque seu Km é maior que o da 
glicoquinase 
c) ambas apresentam a mesma afinidade pela glicose porque seus Km são similares 
d) ambas apresentam a mesma afinidade pela glicose porque suas Vmax são similares 
e) a glicoquinase tem menor afinidade pela glicose porque seu Km é maior que o da 
hexoquinase 
 
2. Recentemente, houve grande interesse por parte dos obesos quanto ao início da 
comercialização do medicamento Xenical no Brasil. Esse medicamento impede a 
metabolização de um terço da gordura consumida pela pessoa. Assim, pode-se concluir 
que o Xenical inibe a ação da enzima: 
a) maltase 
b) protease 
c) lipase 
d) amilase 
e) sacaridase 
 
 
 
 
3. As enzimas são proteínas com capacidade de acelerar reações químicas nas células e 
foram necessárias na atividade metabólica e na formação das primeiras células. Dentre 
as opções abaixo a única que NÃO é um requerimento para a atividade de uma enzima 
é: 
a) substrato 
b) pH ideal 
c) temperatura ideal 
d) ambiente aquoso 
e) solvente orgânico 
 
4. Modificar a queratina e assim alterar a forma do cabelo é bioquímica pura!!! Na 
queratina existe um número grande de aminoácidos cisteína. Estes quando próximos uns 
dos outros interagem através do elemento enxofre de suas cadeias laterais. Para 
modificar a forma do cabelo, é necessário o rompimento destas interações para depois 
refaze-las de modo diferente ao anterior. Este tipo de interação entre os aminoácidos 
cisteína é chamada: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) ligação peptídica 
b) ponte de hidrogênio 
c) ponte dissulfeto 
d) interação eletrostática 
e) interação hidrofóbica 
 
5. As proteínas são formadas pela união de moléculas de aminoácidos e desempenham 
diversos papéis no organismo, como função estrutural, enzimática, imunológica, dentre 
outras. De acordo com os seus conhecimentos sobre as proteínas, marque a 
alternativa errada. 
a) as proteínas podem diferir uma das outras nos seguintes aspectos: quantidade de 
aminoácidos na cadeia polipeptídica; tipos de aminoácidos presentes na cadeia 
polipeptídica e sequência de aminoácidos na cadeia polipeptídica 
b) os aminoácidos essenciais são aqueles que um organismo não consegue produzir 
c) a ligação entre dois aminoácidos vizinhos em uma molécula de proteína é chamada 
de ligação peptídica e se estabelece sempre entre um grupoamina de um aminoácido e o 
grupo carboxila do outro aminoácido 
d) todas as enzimas são proteínas, sendo que muitas são proteínas simples e outras 
conjugadas 
e) no final da reação, a molécula do produto se separa da enzima, que é descartada pelo 
organismo 
 
 
 
6. Consideram-se aminoácidos essenciais para um determinado organismo, aqueles: 
a) de que ele necessita e sintetiza a partir de vitaminas 
b) de que ele necessita, mas não consegue sintetizar, tendo que recebê-los em sua dieta 
c) de que ele necessita apenas na infância 
d) resultantes da degradação de suas próprias proteínas 
e) desnecessários para a produção das proteínas 
 
7. As proteínas, formadas pela união de aminoácidos, são componentes químicos 
fundamentais na fisiologia e na estrutura celular dos organismos. Em relação às 
proteínas, assinale a proposição correta. 
a) o colágeno é a proteína menos abundante no corpo humano apresentando forma 
enovelada (globular) como a maioria das proteínas 
b) a ligação peptídica entre dois aminoácidos acontece pela reação do grupo carboxila 
de um aminoácido com o grupo amino de outro aminoácido 
c) a ptialina (amilase salivar), enzima produzida pelas glândulas salivares, atua na 
digestão de proteínas 
d) a insulina, envolvida no metabolismo da glicose, é um exemplo de hormônio lipídico 
e) as proteínas caseína e ovalbumina são encontradas na carne e na clara do ovo, 
respectivamente 
 
8. Considere as afirmações abaixo relativas a enzimas: 
I. São proteínas com função catalisadora; 
II. Todas as enzimas atuam quimicamente em diferentes substratos; 
III. Continuam quimicamente intactas após a reação; 
IV. Não se alteram com as modificações da temperatura e do pH do meio. 
São verdadeiras: 
a) I e III apenas 
b) II e IV apenas 
c) I, III e IV apenas 
d) II, III e IV apenas 
e) I, II, III e IV 
 
9. Aminoácidos provenientes da hidrólise de proteínas podem ser analisados por 
eletroforese. Sabendo-se que os dois aminoácidos abaixo possuem 03 grupamentos 
ionizáveis cujos pKs estão descritos abaixo, para que pólo migrariam esses aminoácidos 
em pH 7,0? Justifique. 
 
 pKαCOOH pKαNH3+ pK R 
lisina 2,18 8,95 10,53 
arginina 1,82 8,99 12,48 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10. As proteínas citoplasmáticas abaixo apresentam as seguintes características: 
 
 
PROTEÍNA 
PESO 
MOLECULAR 
(PM) 
PONTO 
ISOELÉTRICO 
(pI) 
X 48.000 7,1 
Y 126.000 3,8 
Z 31.500 10,0 
Pergunta-se: 
a) Qual seria o padrão de bandeamento destas proteínas em uma eletroforese de 
proteínas simples? 
b) Qual seria a ordem de eluição (saída da coluna) destas proteínas em uma coluna de 
gel filtração? 
 
11. De acordo com as curvas de titulação dos aminoácidos glutamato (a) e histidina (b), 
pede-se: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) Qual é o pI do glutamato e da histidina? 
b) Qual é a respectiva carga elétrica destes aminoácidos em pH 5,0 
 
12. Um pesquisador isolou uma enzima chave de um microrganismo patogênico e 
resolveu testar a capacidade das drogas A e B em inibir esta enzima. Obteve os 
seguintes resultados. 
 
Concentração 
de Droga A 
(mM) 
Km Vmax Concentração da 
Droga B 
(mM) 
Km 
 
Vmax 
0 100 600 0 100 600 
10 100 300 10 200 600 
20 100 150 20 400 600 
 Caracterize os tipos de inibição de A e B. Justifique 
13. Durante um estudo da atividade catalítica de uma enzima intestinal com alta 
afinidade pelo substrato glicina, foram obtidos os seguintes resultados experimentais na 
ausência e presença de um composto inibidor. Baseado nesses dados, responda: 
[glicina] mM 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 
 
velocidade sem inibidor 
mg prod/min 
 0,20 0,27 0,40 0,59 0,75 0,8 0,8 0,8 
velocidade com inibidor 1 
mg prod/min 
 0,09 0,19 0,27 0,40 0,52 0,63 0,71 0,8 
 
velocidade com inibidor 2 
mg prod/min 
 0,11 0,21 0,30 0,43 0,56 0,6 0,6 0,6 
 
a) Qual é a velocidade máxima das duas reações enzimáticas? 
b) Qual é a concentração de substrato necessária para que a enzima trabalhe na metade 
de sua velocidade máxima nas duas situações? 
c) Que tipo de inibição é causado pelo composto 1 e 2? Justifique 
 
14. Quais são as ligações/interações químicas encontradas nas estruturas terciária e 
quaternária das proteínas? 
 
15. De acordo com a estrutura das proteínas responda: 
a) Qual/quais estão na forma secundária? 
b) Qual/quais estão na forma terciária? 
c) Qual/quais estão na forma quaternária? 
d) Quantas regiões alfa-hélice e folhas-beta existem nas proteínas B e D? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16. Após o cozimento, a clara do ovo adquire aparência e consistência completamente 
diferentes daqueles que apresentava antes de ser submetida ao tratamento com alta 
temperatura. Diga, a nível molecular, que tipo de alteração ocorreu. Cite também a nível 
molecular o que aconteceria se, ao invés de ser tratada a alta temperatura, a clara do ovo 
fosse tratada com uma solução contendo um agente redutor qualquer. 
 
17. O sabor adocicado do milho recém-colhido é devido ao alto nível de 
monossacarídeos e oligossacarídeos nos grãos. O milho comprado no mercado (vários 
dias após a colheita) não é mais tão doce, porque cerca de 50% do açúcar livre do milho 
é convertido por um processo enzimático, em amido um dia após a colheita. Para 
preservar o gosto doce do milho fresco, logo após a colheita, as espigas descascadas são 
mergulhadas em água fervente por alguns minutos (“branqueamento”) e então 
imediatamente congeladas, mantendo assim o sabor adocicado. Qual é a base 
bioquímica deste procedimento? 
18. De acordo com a sequencia de aminoácidos das proteínas abaixo (use a tabela 
abaixo para ajudar): 
 
Proteína A: Arg-His-Iso-Asn-Leu-Ser-Leu-Asp-Arg-Lys-met 
 
Proteína B: Leu-Met-Gli-Asp-Glu-Glu-Cys-Thr-Asp-Asn-Glu 
 
Proteína C: 
Ala-His-Lys-Met-Phe-Pro-Glu-Gli-Arg-Phe-Iso-Leu-Leu-His-Trp-Val-Met-Glu-Pro-Trp
-Asp-Met-Iso-Pro-Ala-Phe-Met-Arg-val-Thr-Gln-Glu-Met-Iso-Leu-Gli-Cys-His-Ala-Pr
o-Gln-Asn-Leu-Asp-Isso-Gli 
 
Proteína D: 
Met-Cys-Arg-Lys-Iso-Glu-Phe-Met-Ala-Ser-Lys-Gln-Thr-Tyr-Glu-Ser-Ala-Met-His-Ly
s-Gln-Trp-val-His-His-Phe-Arg 
 
Cadeia lateral dos aminoácidos 
Polar com carga 
positiva 
Polar com carga 
negativa 
Apolar Polar neutro 
Arginina (Arg) Aspartato (Asp) Alanina (Ala) Asparagina (Asn) 
Histidina (His) Glutamato (Glu) Isoleucina (Iso) Cisteína (Cys) 
Lisina (Lys) Leucina (Leu) Glutamina (Gln) 
 Metionina (Met) Serina (Ser) 
 Fenilalanina (Phe) Treonina (Thr) 
 Prolina (Pro) Tirosina (Tyr) 
 Triptofano (Trp) 
 Valina (Val) 
 Glicina (Gli) 
 
a) Como estariam estas proteínas em eletroforese simples? 
b) Explique, detalhando as etapas, como você faria para purificar a proteína A das 
demais? 
 
19. A toxicidade do metanol está relacionada ao seu produto de metabolização, o 
formaldeído, que é formado pela ação da álcool desidrogenase. O formaldeído reage 
com as macromoléculas causando a perda das suas funções biológicas. Em casos de 
envenenamento com o metanol, é administrado como antídoto o etanol. Qual o 
fundamento desse tratamento? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20. A enzima hexoquinase é capaz de catalisar a fosforilação de diferentes 
monossacarídeos. Os gráficos abaixo mostram a variação da velocidade da enzima em 
função de diferentes concentrações de dois substratos, glicose e frutose. 
 
 
 vo vo 
 200 200 
 
 
 100 100 
 
 
 
 1 2 3 4 5 10 15 20 
 [glicose] mg [frutose] mg 
 
Pede-se: 
a) Defina a partir destes dois gráficos a afinidade da enzima por cada substrato. 
Justifique. 
b) Para dosar esta enzima qual concentração