Aminoacidos, Proteinas e Enzimas

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PROTEÍNAS
ZILDA FIGUEIRÊDO
2016
 
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OBJETIVOS:
01. Definir proteínas.
02. Classificar as proteínas de acordo com sua função biológica.
03. Classificar as proteínas de acordo com a composição.
04. Classificar as proteínas de acordo com a forma.
05. Diferenciar uma proteína simples de uma conjugada.
06. Citar as principais proteínas conjugadas.
07. Definir conformação nativa de uma proteína.
08. Definir estruturas primárias e secundárias de uma proteína e as forças que contribuem para a sua manutenção.
09. Citar os dois principais tipos de estrutura secundária e quais as diferenças entre eles.
10. Conceituar estrutura terciária e quaternária de uma proteína e as forças que a mantém.
11. Enovelamento proteico (chaperonas)
12. Definir desnaturação protéica e citar os fatores que causam a desnaturação de proteínas.
São os constituintes básicos da vida: tanto que seu nome deriva da palavra grega "proteios", que significa "em primeiro lugar".
Nos animais, as proteínas correspondem à cerca de 80% do peso dos músculos desidratados, cerca de 70% da pele e 90% do sangue seco. Mesmo nos vegetais as proteínas estão presentes. Existem muitas espécies diferentes de proteínas, cada uma especializada para uma função biológica diversa. Além disso, a maior parte da informação genética é expressa pelas proteínas.
hormônio folículo-estimulante - FSH
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Introdução
Polímeros de aminoácidos.
Moléculas mais abundantes (50 a 80% do peso seco da célula) e funcionalmente diversas nos sistemas biológicos.
São fundamentais em todos os aspectos da estrutura e função celulares. 
Estrutural - colágeno, elastina, queratina.
Reserva - alguns tecidos acumulam proteínas como reservas de aminoácidos ex. albumina, caseína
Transporte - Hb, ferritina, ...
Movimento - actina, miosina
Protetora - anticorpos, fibrinogênio, citocinas
Função catalítica - enzimas
Hormônios - insulina, prolactina, FSH,…
Todas proteínas são formadas pelos mesmos 20 aminoácidos.
Classificação - composição
Proteínas Simples - Por hidrólise liberam apenas aminoácidos.
Proteínas Conjugadas - Por hidrólise liberam aminoácidos mais um radical não peptídico, denominado grupo prostético. Ex: Nucleoproteínas, Glicoproteínas, Metaloproteínas, Lipoproteínas
 
Hemoglobina -hemeproteína
Anidrase carbônica - metaloproteína
CLASSE
GRUPO PROSTÉTICO
EXEMPLO
Lipoproteínas
lipídeos
β-lipoproteína
Glicoproteínas
carboidratos
IgG
Fosfoproteínas
fosfato
Caseína -leite
Hemeproteínas
heme
hemoglobina
metaloproteínas
ferro
ferritina
zinco
Álcool desidrogenase
cálcio
calmodulina
Classificação de proteínas segundo seu grupo prostético
Proteínas Monoméricas - Formadas por apenas uma cadeia polipeptídica.
Proteínas Oligoméricas - Formadas por mais de uma cadeia polipeptídica; 
Colágeno - glicoproteína
Hemoglobina - hemeproteína
Classificação - No de cadeias polipeptídicas
Proteínas Fibrosas - Na sua maioria, as proteínas fibrosas são insolúveis nos solventes aquosos e possuem pesos moleculares muito elevados. O seu papel é essencialmente estrutural.
Proteínas Globulares - De estrutura espacial mais complexa, são mais ou menos esféricas. São geralmente solúveis nos solventes aquosos. Nesta categoria situam-se as proteínas ativas como os enzimas, transportadores como a hemoglobina, etc.
a) proteína fibrosa e b) proteína globular
Classificação - forma/solubilidade
Fibrosas
Função estrutural e contração;
Proteínas longas no formato de cordas
Insolúvel em água
Estrutura secundária simples baseada em um tipo apenas.
•Formada por AAs hidrofóbicos;
•Fibras resistentes e elásticas; Ex: elastina,queratina.
Globulares
Atuam em todos os aspectos do metabolismo (enzimas, transporte, proteção imune, hormônios, etc.
Compacta
Solúvel em água
Estrutura secundária complexa com uma mistura de α-helice, folha pregueada β baseada em um tipo apenas e estruturas em loop
•Altamente hidrofílicas;
•Grande variedade de proteínas;
Classificação - forma/solubilidade
Uma proteína funcional consiste de um ou mais polipeptídeos que foram precisamente torcidos, dobrados e enrolados em uma forma única.
Teoricamente as proteínas podem apresentar mais de uma conformação, mas assumem a conformação que é mais estável termodinamicamente – conformação nativa.
A conformação de uma proteína é estabilizada em grande parte por interações fracas.
Cada proteína tem uma estrutura específica que depende de:
sua sequencia de AAs
interações químicas resultantes entre as cadeias laterais dos aminoácidos.
modificações pós-traducionais.
condições do meio em que elas estão inseridas (pH, concentração salina, temperatura).
Visão geral da estrutura das proteínas
Os cientistas usam a cristalografia de raios x para determinar a conformação da proteína.
O padrão de difração de raio-x por átomos do cristal pode ser usado para determinar a localização dos átomos e construir um modelo de computador de sua estrutura.
Conformação da proteína
4 Níveis Estruturais podem ser considerados:
Níveis de Arquitetura das Proteínas
Estrutura primária
A estrutura primária de uma proteína é simplesmente a sequência de AA. 
Especifica para cada proteína
Codificada pela sequencia de nucleotídeos no RNAm
A seq. é lida do terminal amino para o carboxi
Uma modificação na estrutura primária pode afetar a conformação e a função da proteína.
A globina da célula falciforme apresenta na posição 6 valina (apolar) ao invés do glutamato (polar)
Estruturas secundárias
São estruturas regulares formadas por um padrão regular de pontes de hidrogênio entre os grupamentos peptídicos N-H e C=O dos AA. 
Tipos
Hélices α
Conformações β
Elementos de conexão
Voltas β
Alças
Ponte de hidrogênio - existe entre uma molécula doadora e uma aceptora, envolvendo átomos com eletronegatividade razoável conectados por um átomo de H.
Estrutura secundária - Alfa-hélice
A α-hélice é uma hélice orientada para a direita, com as ligações peptídicas localizadas na parte interna e os radicais se estendendo para fora. 
Ela é estabilizada pela formação regular de pontes de H paralelas ao eixo da hélice; C=O é ligada ao hidrogênio do N-H do quarto aminoácido adiante.
Presente em proteínas globulares, domínios de proteínas transmembrana e proteínas ligantes de DNA.
Tendência dos AAs em formar hélices
Em média, 25% dos aminoácidos de qualquer proteína estão em hélices α.
O grupo lateral interfere na capacidade do aminoácido em formar hélices
Volume e forma de Asp, Ser, Thr e Cys desestabilizam se estiverem muito próximos
Pro e Gly dificultam a formação de hélices
Componentes amino a carbonil formam dipolo elétrico
Capacidade dos AA de formar α-hélice
Ramificação no Cβ desestabiliza a α-hélice devido ao impedimento estérico entre as cadeias laterais volumosas e a hélice
Cβ sem ramificação porem com cadeias laterais que podem formar pontes de H (Ser, Asp e Asn) e não estão muito afastados  
para competir com a cadeia principal, desestabilizam a α-hélice.
c) Sem ramificação no Cβ e cadeia lateral não forma pontes de H, podem formar α-hélice, exceto Gly (muito flexível) e Pro muito rígida)
a)
b)
c)
Estrutura secundária Folha β
A cadeia é quase totalmente distendida. Duas ou mais fitas β conectadas por pontes de hidrogênio se reunem formando as folhas. Tem a configuração plana, parecendo uma folha.
As pontes de H podem ser intra-cadeias e inter-cadeias, entre as ligações peptídicas de cadeias de polipeptídeos adjacentes;
A orientação das cadeias adjacentes pode ser na mesma direção (Folhas β paralelas) em direções opostas (anti-paralelas) ou mistas.
Quanto as folhas são próximas, os grupos R devem ser pequenos
Elementos de conexão- voltas e alças
Voltas e alças - sequências polipeptídicas que mudam abruptamente de direção e conectam estruturas secundárias.
voltas reversas (curvaturas β): conectam fitas de folhas β antiparalelas
Alças Ω: 6 a 16 resíduos, formam
estruturas compactas e globulares.
Voltas reversas
Ambos são estabilizados por pontes de hidrogênio. 
Alças
Arranjos estáveis de vários elementos de estrutura secundária e suas conexões. Combinações de α-hélices e estruturas β. 
A forma mais comum de estrutura supersecundária é o motivo βαβ, no qual a hélice se conecta com 2 folhas paralelas β
2. Outra estrutura supersecundária comum é o motivo Grampo β que consiste de folhas antiparalelas conectadas por voltas reversas
βαβ
Grampo β
Estruturas supersecundárias ou motivos 
Domínios são porções de uma cadeia polipeptídica que se enovelam de maneira independente do resto da cadeia. São segmentos estruturalmente independentes que têm funções específicas.
Domínio de ligação do NAD+
Domínio de Ligação do gliceraldeído 3-fosfato
Gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase: 2 domínios distintos
Domínios
A estrutura terciária é a estrutura tridimensional da proteína.
 Ela é formada espontaneamente e é estabilizada por interações entre as cadeias laterais (pontes de, ligações iônicas e interações hidrofóbicas e van der Walls) e pelas pontes dissulfeto.
 A força que impulsiona a formação da estrutura terciária de proteínas hidrossolúveis é a interação hidrófoba entre os AAs no interior.
Estrutura terciária
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Pontes de H – aminoácidos polares
Ligações iônicas – ocorrem entre as cadeias laterais de AAs com cargas contrárias; dependem do estado de ionização dos Aas e do pH do meio. São menos frequentes do que as pontes de H.
Interações hidrofóbicas – ocorrem entre as cadeias laterais de AAs apolares. Em meio aquoso o interior de proteínas globulares é hidrofóbico.
Forças de Van der Waals – é uma força eletrostática que ocorre entre dipolos temporários. Dipolos temporários (duração de nanosegundos) são criados devido à órbita errática dos elétrons, pode envolver qualquer tipo de aminoácido. Geralmente coincidem com as regiões da proteína onde ocorrem as interações hidrofóbicas, pois a aproximação dos radicais apolares facilita a interação entre os dipolos
Pontes dissulfeto – ocorrem entre res de Cys. São covalentes e só podem ser rompidas por agentes redutores, como 2-mercapto-etanol. 
Cada cadeia individual é chamada de subunidade.
As subunidades podem ser idênticas ou diferentes.
Na maioria dos casos, as subunidades são mantidas unidas por interações não covalentes.
Estrutura quaternária
Estrutura quaternária resulta da agregação de 2 ou mais cadeias polipeptídicas. 
O fio do telefone pode ilustrar bem a ideia do nível de organização das proteínas
Enovelamento protéico
Lento e gradual
A conformação nativa é aquela mais 
 favorecida do ponto de vista energético. 
Na natureza o dobramento da proteína ocorre de 
 maneira ordenada e orientada.
Algumas proteínas se dobram de forma
 assistida pelas proteínas chaperonas.
 As chaperonas participam no dobramento de
 mais da metade de todas as proteínas de mamíferos.
Para as proteínas oligoméricas cada subunidade
 se dobra antes que se associe com outras subunidades
A alfa helice e a folha beta sao padroes regulares de estrutura com elementos repetidos (volta – helice e a prega- na beta). Em contraste, dobras, loops e voltas sao estruturas secundarias nao regulares que nao apresentam elementos repetidos, sao caracterizadas por mudancas abruptas na direcao. Ex voltas beta.
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Chaperonas 
Proteínas auxiliares que usam a energia da hidrólise de ATP para desenovelar proteínas, possibilitando novo enovelamento, dessa vez na forma correta ou no lugar correto.
Enovelamento protéico
Doenças podem ser causadas por modificação conformacional da proteina que afetem sua solubilidade e degradabilidade. Na amiloidose cadeias de imunoglobulinas formam um agregado proteico insolúvel (chamado amiloide) em órgãos e tecidos. A doença de Alzheimer é uma doença neurodegenerativa caracterizada pelo deposito de amiloide.
Interações hidrofóbicas. São as forças não-covalentes mais importantes para a estabilidade da estrutura enovelada. As interações são resultantes da tendência das cadeias laterais hidrofóbicas de serem atraídas umas pelas outras para agruparem-se em áreas específicas e definidas para minimizar seus contatos com a água. 
2. Interações eletrostáticas (ligações iônicas). Grupos carregados positivamente como os grupos ε-amino, ( − NH3+ ), nas cadeias laterais de resíduos de lisina podem interagir com grupos carregados negativamente, como o grupo carboxila (−COO−) do ácido glutâmico ou ácido aspártico. 
3. Ligações covalentes. O único tipo de ligação covalente presente na manutenção da estrutura terciária é a ponte dissulfeto, formada de dois grupos sulfidrila de cadeias laterais de duas cisteínas
4.Pontes de hidrogenio
5. Forças de van der Waals. É uma força de atração inespecífica
que ocorre quando dois átomos quaisquer estão próximos. Podem
existir entre unidades de fenilalanina e tirosina próximas umas das
outras ou entre resíduos vizinhos de serina. As forças de van der
Waals são também proeminentes entre as cadeias laterais envolvidas
nas interações hidrofóbicas.
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Prions
Proteínas Infectante
Proteínas existentes alteram sua conformação, o acúmulo da forma modificada pode levar à morte de neurônios. Com a degeneração das células nervosas, o tecido cerebral adquire um aspecto esponjoso. Por isso, as doenças causadas por príons são conhecidas como encefalopatias espongiformes.
Encefalopatias espongiformes têm origem genética (o próprio organismo passa a produzir proteínas modificadas) ou pelo contato com tecidos contaminados por príons. Uma vez no corpo, o príon induz proteínas normais a também se transformarem em príons, e a doença evolui à medida que o acúmulo de príons no sistema nervoso dá origem aos sintomas.
Encefalopatia Espongiomórfica
Vaca Louca
Kuru - Teve sua origem em rituais canibalísticos. Com a identificação da forma de contaminação, esses rituais foram abandonados e a doença foi erradicada. 
Doença de Creutzfeldt-Jakob (DCJ) - A maioria dos casos é esporádica, mas de 5 a 15% têm origem hereditária. Uma pequena parcela pode ser atribuída ao contato com tecidos contaminados, em transplantes e instrumentos cirúrgicos. 
Nova Variante da Doença de Creutzfeldt-Jakob (NVDCJ) - Uma nova variante é atribuída à ingestão de carne de animais contaminados com a Doença da Vaca Louca. 
Todas as doenças causadas por príons são, até o momento, incuráveis. O tratamento de suporte envolve medidas gerais com a utilização de remédios para o controle dos sintomas.
A conformação da proteína pode se modificar em resposta as condições físicas e químicas. 
Perda da estrutura leva também à perda da função.
Modificações no pH, concentração salina, temperatura e outros fatores podem desnaturar uma proteína. Estes fatores quebram as pontes de H, ligações iônicas e pontes dissulfeto que mantém a forma da proteína.
Desnaturação das proteínas
Solubilidade
Mudança na capacidade de ligar água
Perda da atividade biológica
↑Ataque por proteases
↑ Viscosidade - redução da solubilidade- desenrolamento das cadeias 
Dificuldade de cristalização
↑reatividade química
Efeitos da desnaturação nas proteínas
O pH ácido do estômago provoca a desnaturação das proteínas da dieta facilitando a sua digestão.
Fabricação do queijo - o leite a temperatura ambiente qualha porque as bactérias no leite produzem ác. lático que desnatura a caseína (principal proteína do leite) em qualho. 
Defumação = No processo convencional, as reações dos constituintes da fumaça com as proteínas se manifestam, principalmente, na camada superficial.
Físicos
Temperatura
Raio X
Ultra-som
Químicos
Ácidos e bases fortes
Detergentes
Uréia
Mercaptoetanol HS-CH2-CH2-OH
Agentes Desnaturantes
Alterações das propriedades de uma proteína desnaturada
Redução da solubilidade
Aumento da digestibilidade
Perda da atividade biológica (enzimas, hormônios, anticorpos, etc...)
Renaturação
de proteínas
Algumas proteínas podem retornar a sua forma após desnaturação, quando o estímulo é retirado, mas outras não. Geralmente a desnaturação é permanente.
Proteínas fibrosas
Colágeno
Queratina
Fibroína
Colágeno
Tecidos conjuntivos: tendões, cartilagens - Garante resistência
Existem mais de 30 variantes do colágeno dependendo do tecido e da função
Um a cada três resíduos é Gly
O conteúdo de prolina é muito elevado
Apresenta muitos aminoácidos modificados:
4-hidroxiprolina
3-hidroxiprolina
5-hidroxilisina
O colágeno exibe uma sequência caracteística (Gly-X-Y)n, onde X frequentemente é uma Pro e Y uma OH-Pro. Esta composição facilita a formação da hélice.
Síntese nos ribossomos. 
Hidroxilação de AAs e específicos. 
Liberação dos ribossomos e adição de oligossacarídeo ao colágeno no reticulo endoplasmático.
Formação da tripla hélice e dobramento dos domínios globulares. 
Exocitose da tripla hélice para o meio extracelular
Remoção dos terminais N e C por proteases especificas. 
Associação lateral de moléculas de colágeno acopladas criando as fibrilas
Processamento do colágeno
Aminoácidos modificados - Colágeno
A biossíntese da hidroxiPro e hidroxiLys requer O2 e vitamina C. 
A deficiência de Vit. C afeta os ossos a pele e os dentes.
Biossíntese da hidroxiPro e hidroxiLys
Proteínas fibrosas - queratina
Nos mamíferos, além da epiderme, a queratina também é encontrada nas unhas, cabelos, cascos, chifres e garras. 
O principal aminoácido que compõe a queratina é a cisteína.
Pontes dissulfeto estabilizam e dão mais resistências às cadeias
α-queratina
 Chaperonas ou chaperoninas – Família de complexos proteicos de múltiplas subunidades que formam estruturas cilíndricas grandes que se ligam a proteínas Chaperonas ou chaperoninas – Família de complexos proteicos de múltiplas subunidades que formam estruturas cilíndricas grandes que se ligam a proteínas não nativas e as encapsulam. As chaperoninas Chaperonas ou chaperoninas – Família de complexos proteicos de múltiplas subunidades que formam estruturas cilíndricas grandes que se ligam a proteínas não nativas e as encapsulam. As chaperoninas utilizam a energia Chaperonas ou chaperoninas – Família de complexos proteicos de múltiplas subunidades que formam estruturas cilíndricas grandes que se ligam a proteínas não nativas e as encapsulam. As chaperoninas utilizam a energia dahidrólise Chaperonas ou chaperoninas – Família de complexos proteicos de múltiplas subunidades que formam estruturas cilíndricas grandes que se ligam a proteínas não nativas e as encapsulam. As chaperoninas utilizam a energia dahidrólise do ATP para aumentar a eficiência Chaperonas ou chaperoninas – Família de complexos proteicos de múltiplas subunidades que formam estruturas cilíndricas grandes que se ligam a proteínas não nativas e as encapsulam. As chaperoninas utilizam a energia dahidrólise do ATP para aumentar a eficiência das reações de DOBRAMENTO PROTEICO e, assim, auxiliam as proteínas Chaperonas ou chaperoninas – Família de complexos proteicos de múltiplas subunidades que formam estruturas cilíndricas grandes que se ligam a proteínas não nativas e as encapsulam. As chaperoninas utilizam a energia dahidrólise do ATP para aumentar a eficiência das reações de DOBRAMENTO PROTEICO e, assim, auxiliam as proteínas a atingirem sua conformação funcional. A família Chaperonas ou chaperoninas – Família de complexos proteicos de múltiplas subunidades que formam estruturas cilíndricas grandes que se ligam a proteínas não nativas e as encapsulam. As chaperoninas utilizam a energia dahidrólise do ATP para aumentar a eficiência das reações de DOBRAMENTO PROTEICO e, assim, auxiliam as proteínas a atingirem sua conformação funcional. A família das chaperoninas Chaperonas ou chaperoninas – Família de complexos proteicos de múltiplas subunidades que formam estruturas cilíndricas grandes que se ligam a proteínas não nativas e as encapsulam. As chaperoninas utilizam a energia dahidrólise do ATP para aumentar a eficiência das reações de DOBRAMENTO PROTEICO e, assim, auxiliam as proteínas a atingirem sua conformação funcional. A família das chaperoninas é dividida emCHAPERONINAS DO GRUPO I Chaperonas ou chaperoninas – Família de complexos proteicos de múltiplas subunidades que formam estruturas cilíndricas grandes que se ligam a proteínas não nativas e as encapsulam. As chaperoninas utilizam a energia dahidrólise do ATP para aumentar a eficiência das reações de DOBRAMENTO PROTEICO e, assim, auxiliam as proteínas a atingirem sua conformação funcional. A família das chaperoninas é dividida emCHAPERONINAS DO GRUPO I e CHAPERONINAS DO GRUPO II Chaperonas ou chaperoninas – Família de complexos proteicos de múltiplas subunidades que formam estruturas cilíndricas grandes que se ligam a proteínas não nativas e as encapsulam. As chaperoninas utilizam a energia dahidrólise do ATP para aumentar a eficiência das reações de DOBRAMENTO PROTEICO e, assim, auxiliam as proteínas a atingirem sua conformação funcional. A família das chaperoninas é dividida emCHAPERONINAS DO GRUPO I e CHAPERONINAS DO GRUPO II, com cada grupo apresentando seu próprio repertório Chaperonas ou chaperoninas – Família de complexos proteicos de múltiplas subunidades que formam estruturas cilíndricas grandes que se ligam a proteínas não nativas e as encapsulam. As chaperoninas utilizam a energia dahidrólise do ATP para aumentar a eficiência das reações de DOBRAMENTO PROTEICO e, assim, auxiliam as proteínas a atingirem sua conformação funcional. A família das chaperoninas é dividida emCHAPERONINAS DO GRUPO I e CHAPERONINAS DO GRUPO II, com cada grupo apresentando seu próprio repertório de subunidades proteicas e preferências subcelulares. 
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Permanente e chapinha
Chapinha - Com o aquecimento intenso da prancha, ocorre uma quebra temporária das pontes de hidrogênio, o que torna os fios mais lisos
Fibroínas de seda
Folhas beta antiparalelas
Ricas em Ala e Gly
Alto empacotamento
Ligações de H entre as cadeias B
Não é elástica, mas é flexível
Hydroxylated residues found in collagen
Alterações moleculares na estrutura das proteínas
Redução no tamanho da proteína
Alterações por modificação covalente 	
Fosforilação
Hidroxilação
Glicosilação
Modificações pós-traducionais das proteínas
Modificações pós-traducionais
Modificações pós-traducionais
 
 
 
➢Redução no tamanho da proteína
Pró-insulina
Insulina
Proteínas são componentes necessários na nossa dieta. 
Através do processo de digestão, proteínas são hidrolisadas em AAs que podem ser usados para a síntese de diferentes compostos (enzimas hormônios, anticorpos,…), reparo dos tecidos e crescimento. 
Deficiência de proteínas pode causar fraqueza geral, desnutrição e diminuição de resistência a infecção.
Função da proteína dietária
A Alergia Alimentar é uma reação adversa a um alimento, que envolve um mecanismo imunológico. As reações podem ser brandas como uma coceira nos lábios, até reações graves que podem comprometer a vida.
Os alérgenos alimentares mais comuns, responsáveis por até 90% de todas as reações alérgicas são as proteínas do leite de vaca, ovo, amendoim, trigo, soja, peixe, frutos do mar e nozes.
A engenharia genética oferece a oportunidade de diminuir – ou mesmo de eliminar – nos alimentos os compostos que provocam alergias. Por outro lado, existe o receio de que o consumo de alimentos derivados de plantas geneticamente modificadas resulte em grande risco de manifestações alérgicas é um dos argumentos bastante explorados por ativistas
Em 2003, por meio do decreto 4680/2003, conhecido também como decreto da rotulagem, as empresas da área da alimentação, entre outras, são obrigadas a identificar com o símbolo composto por uma letra T, preta, sobre um triângulo amarelo os produtos que contém mais de 1% de matéria-prima transgênicas.
Alergia Alimentar
A questão da segurança tem sido alvo de várias discussões. Como o desenvolvimento e cultivo
de alimentos geneticamente modificados são recentes, não se conhecem com precisão as conseqüências do consumo contínuo pelo homem, nem os impactos que possam ocasionar ao meio ambiente. Surgem preocupações quanto à ocorrência de alergias e quanto à produção de substâncias tóxicas, por conta da interação entre diferentes espécies cujos genes foram combinados. Outra preocupação é o impacto ambiental causado, por exemplo, pelo desenvolvimento de uma espécie para cultivo que seja resistente a uma praga, desequilibrando o ecossistema
O alimento geneticamente modificado é seguro?
Modificações que ocorrem no processamento dos alimentos
Aminas heterocíclicas (AH)
Muitas AH são formadas ao assar, fritar ou cozinhar alimentos por longo período, principalmente os ricos em proteínas, como carnes e pescados. Sua formação ocorre pela pirólise de certos aminoácidos, entre os quais triptofano, lisina, ácido glutâmico e fenilalanina, ou pela reação entre creatina (também denominada creatinina) e os produtos da Reação de Maillard. 
As AH encontram-se entre as substâncias mutagênicas conhecidas mais potentes, causando tumores em animais de experimentação, principalmente na bexiga44. As aminas heterocíclicas são metabolizadas pelo citocromo P-450 dos microssomos hepáticos em mutágenos ativos, as N-hidroxilaminas, as quais são convertidas em compostos capazes de se unir à guanina, afetando a replicação e a transcrição do DNA. 
Para diminuir a formação desses compostos, deve-se adicionar antioxidantes naturais durante a cocção, por estarem os intermediários dos radicais livres envolvidos na reação. Por exemplo, é possível diminuir a produção das AHs no hambúrguer com a adição de cebola na carne bovina triturada crua. No microondas, apesar das temperaturas elevadas, a mutagenicidade das aminas heterocíclicas é reduzida pelo menor tempo de cocção. É preferível, portanto, processar alimentos à base de carne no microondas do que por meio de frituras ou cocção direta (Rev. Nutr., Campinas, 22(2):283-293, mar./abr., 2009).
Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP) - Entre os processamentos de alimentos em que ocorrem produção de HAP incluem-se defumação, secagem direta com madeira ou carvão (churrasco e parrillada, por exemplo) e torrefação.
Durante o processo de assar a carne na brasa, a gordura é pirolisada pela ação da chama direta na peça, assim como pelo calor do carvão, gerando os HAP carcinogênicos. Os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, que passam a compor a fumaça gerada, são absorvidos e se depositam na camada mais externa da carne. 
O mecanismo de toxicidade dos HAP se dá pela formação de produtos intermediários reativos, responsáveis pelos efeitos carcinogênicos. Segundo a Organização Mundial da Saúde, dentro dos grupos de HAP, 13 compostos são claramente carcinogênicos e genotóxicos. São metabolizados pelas enzimas hepáticas em diol-epóxidos, ligando-se covalentemente às macromoléculas celulares (incluindo o DNA) e causando erros de replicação e mutações. Há evidências de que outras reações intermediárias também são geradas por um processo de oxidação, o que pode resultar em instabilidade química na alquilação do DNA, levando ao processo mutagênico (Rev. Nutr., Campinas, 22(2):283-293, mar./abr., 2009).
Ao fritar, grelhar ou preparar carnes na brasa a temperaturas muito elevadas, podem ser criados compostos que aumentam o risco de câncer de estômago e colo-retal. Isso ocorre devido a gordura presente na carne, que ao entrar em contato com a brasa, produz um composto carcinogênico chamado benzopireno.
A maior ou menor concentração depende de como a carne é assada. Um quilo de picanha com gordura, assada em churrasqueira de alvenaria, a 40 cm da brasa, acumula 0,6 μg de benzopireno, na churrasqueira portátil a 15 cm do braseiro, o índice vai a 4,82 μg. As taxas sobem ao se trocar carvão por madeira (8,60 μg). A picanha sem gordura a 15 cm do carvão, tem apenas 0,22 de benzo pireno, a 40 cm não apresenta HPAs. 
O benzopireno é um carcinógeno relativamente fraco produzido pela queima de carvão e combustão de produtos presentes no tabaco que após ser metabolizado por CPYs 1A1, 1A2 e 1B1 em benzopireno-7,8-di-hidroxidiol-9,10-epóxido, um carcinógeno muito mais potente.