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* * Aminoácidos e proteínas FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIAS DISCIPLINA: BIOQUÍMICA Profº Alex Barbosa * * Dilce, 36 anos, proveniente de Itaberaba, chegou à Clínica FTC, portando solicitação de consulta com pneumologista e cardiologista. O relatório do médico da UBS, que a encaminhou, dizia: “Paciente de 36 anos de idade, feminina, com queixa recente (há cerca de 3 meses) de episódios freqüentes de tontura e dispnéia aos esforços, como subir um lance de escada; teve uma síncope em um desses episódios. Vem observando, há um mês, cianose de lábios e de leito ungueal, aos esforços. Está preocupada e esconde o problema, da família. Usa anticoncepcional oral há 10 anos; é fumante (10 cigarros/dia)” * * O Que são os aminoácidos? Unidades estruturais de todas as proteínas. Sua fórmula estrutural comum: Possui: Carbono quiral (assimétrico) Grupo amino Grupo carboxílico Grupo R (cadeia lateral) Um átomo de H * * L-aminoácidos são biologicamente ativos. Todas proteínas dos seres vivos formadas por L-aminoácidos. D-aminoácidos encontram-se nas bactérias e antibióticos. Estrutura * * AA naturais (não-essenciais) produzidos pelo organismo. AA essenciais não são sintetizados pelo organismo adquiridos pela ingestão de alimentos, vegetais ou animais. Classificação * * Aminoácidos essenciais e não-essenciais Essenciais: Histidina Isoleucina Leucina Lisina Metionina Fenilalanina Treonina Triptofano Valina Não essenciais: Alanina Arginina Asparagina Aspartato Cisteína Glutamato Glutamina Glicina Prolina Serina Tirosina Classificação * * Aminoácidos sintetizados no organismo * * Aminoácidos glicogênicos * * Aminoácidos cetogênicos * * http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2004/constituintes_microorg/proteinas_arquivos/image006.jpg APLOLAR, ALIFÁTICO Classificação Formação de núcleos hidrofóbicos * * POLAR SEM CARGA(não-ionizado) Classificação Formação de pontes hidrogênio com a água Encontrado nas superfícies de proteína globulares hidrossolúveis * * Classificação POSITIVAMENTE CARREGADO Cargas positivas permitem ligações iônicas com grupos carregados negativamente * * Classificação NEGATIVAMENTE CARREGADO * * Classificação AROMÁTICO Interações hidrofóbicas com o empilhamento dos grupos aromáticos da fenilanina Tirosina e triptofano são polares * * Ligações entre aminoácidos Formação de cistina pela ligação entre duas moléculas de cisteína (pontes dissulfeto) * * Formação de cálculos renais 1. Deficiência na proteína transportadora de cistina (presente na membrana da alça) 2. Prejuízo na reabsorção de cistina 3. Formação de cálculos e cistinúria http://www.ricardogauchobio.com.br/wordpress/wp-content/uploads/2010/06/e-24-02.png http://www.umm.edu/graphics/images/es/17046.jpg * * Fenilcetonúria http://dtr2001.saude.gov.br/sas/dsra/protocolos/do_f20_01.pdf Fenilcetonúria (FNC) é um erro inato do metabolismo, de herança autossômica recessiva, cujo defeito metabólico (geralmente na fenilalanina hidroxilase) leva a acúmulo de fenilalanina (FAL) no sangue e a aumento da excreção urinária de ácido fenilpirúvico e fenilalanina. * * A tirosinemia é uma doença onde o organismo não consegue metabolizar o aminoácido tirosina, que é encontrado na maioria das proteínas animais e vegetais. Tirosinemia http://www.hepcentro.com.br/tirosinemia.htm * * Estrutura do esqueleto peptídico Ligações entre aminoácidos * * Pontes de hidrogênio Interação eletrostática Ligações entre aminoácidos http://3.bp.blogspot.com/-urMpLNfCO-I/ToeR7uRWCvI/AAAAAAAAAwY/SRHaTmPDdG8/s200/ponte-de-hidrogenio...jpg http://n.i.uol.com.br/licaodecasa/ensmedio/quimica/ligquim1.gif * * O que são proteínas? As Proteínas são compostos orgânicos bioquímicos, constituídos por um ou mais polipeptídeos tipicamente dobrada em uma forma globular ou fibrosa, facilitando uma função biológica. * * http://s3.amazonaws.com/magoo/ABAAAArzAAL-1.png Evolução das estruturas protéicas * * Variações na estrutura primária POLIMORFISMO – variantes de um alelo que ocorrem com freqüência na população Mutações (substituições de uma base nitrogenada por outra no DNA) Deleções Inserções de bases no DNA Conseqüências: Perda da função protéica Catalise da reação prejudicada Ausência da proteína no sítio de ligação apropriado Deficiência em degradar * * Proteínas parálogas Estrutura e função semelhante, mas não idêntica. Oriunda de uma proteína ancestral. Uma única cadeia polipeptídica Um único sítio de ligação ao oxigênio http://medicina.med.up.pt/bcm/trabalhos/2006/aminhaproteinafavorita/miohemo.jpg 4 cadeias de globina 4 sítios de ligação com O2 * * Variações teciduais Isoformas ou isoenzimas - mesma função e se encontra em tecidos diferentes. Ex: CK= cretinina quinase é tecido especifíca (60-72% de homologia) Se liga ao sarcômero muscular Forma M: músculo esquelético (MM) Forma B: cérebro (BB) Forma MB: cardíaca (heterodímero) MB * * http://4.bp.blogspot.com/_IkWewrhmjAY/S-jYnX6cA2I/AAAAAAAAABY/szLeWAR9BXk/s1600/fibrosa.png Função das proteínas * * Pré-requisitos da estrutura tridimensional Ligação específica Flexibilidade Solubilidade ou lipofilicidade Estabilidade Degradabilidade * * Estrutura secundária Hélice alfa- Se assemelha a uma escada em espiral. Nesta estrutura o esqueleto polipeptídico está estreitamente enrolado ao longo do maior eixo da molécula e os grupos R dos resíduos de aminoácido projetam-se para fora do esqueleto helicoidal. Folha beta- Folha-beta é um padrão estrutural encontrado em várias proteínas, nas quais regiões vizinhas da cadeia polipeptídica associam-se por meio de ligações de hidrogênio resultando em uma estrutura achatada e rígida * * http://bio-2010.zip.net/images/alfahelice.jpg http://oimedicina.files.wordpress.com/2012/01/alfa-helic.png Estrutura secundária ALFA HÉLICE * * http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/introducao_proteinas/introducao_proteinas_dois.htm http://proteomeplus.files.wordpress.com/2011/06/hoja-beta.jpg http://www.e-escola.pt/mgallery/default.asp?obj=7784 FOLHA BETA PREGUEADA Estrutura secundária * * http://www.vestibulandoweb.com.br/biologia/teoria/estrutura-terciaria-proteina.jpg Estrutura terciária * * Estrutura terciária de proteínas transmembrnas * * Relação estrutura-função da mioglobina http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/const_microorg/3_14c.jpg http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/proteinas/imagens/proteinas-52.jpg Estrutura globular Uma única cadeia polipeptídica Um único sítio de ligação para O2 Possui 8 hélices e não possui folhas pregueadas Contém grupo heme ligado ao átomo de Fe * * O que é heme? Grupo prostético (natureza não protéica) que consiste de um átomo de ferro contido no centro de um largo anel orgânico heterocíclico chamado porfirina. * * Estrutura quaternária * * http://patofisio.files.wordpress.com/2010/04/hemoglobina1.jpg Relação estrutura-função da hemoglobina Tetrâmero composto de duas subunidades 2 alfa e 2 beta. 4 sítios de ligação para o O2 * * Cooperatividade de ligação de O2 na hemoglobina * * Anemia falciforme Substituição do aminoácido glutamato por valina na cadeia beta da hemoglobina. www.uam.es/.../neuro/aneurismas/falciforme.htm * * Hemoglobina na doença da anemia Falciforme * * http://www.vestibulandoweb.com.br/biologia/teoria/proteina-desnaturada.jpg DESNATURAÇÃO DE PROTEÍNAS 1- Modificação não enzimática da proteína Glicosilação e oxidação 2- Temperatura, pH e solventes Glicosilação não enzimática da hemoglobina * * Doença relacionada a proteínas de membrana A fibrose cística é causada por uma mutação no gene chamado regulador de condutância transmembranar de fibrose cística (CFTR). Esse gene intervém na produção do suor, dos sucos digestivos e dos mucos. Estrutura da CFTR (canal de cloro) que pode estar ausente, deficiente ou em menor quantidade nas células de vários órgãos do corpo humano. CFTR = proteína transmembrana reguladora de transporte iônico Tratado de Clínica Médica.Fibrose cística. Cap. 24, pag 2586-99 http://1.bp.blogspot.com/_KRtmq6h4kR4/SoIhuGQY0nI/AAAAAAAACPQ/OmsAan0aQoc/s400/cysticfibrosis01.jpg * * Referências DEVLIN TM - Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. 2a ed. 2007, Ed. Edgard Blucher, São Paulo. VOET D e VOET J - Bioquímica. 3ª ed., São Paulo, Artmed, 2006. NELSON DL., COX MM. Princípios de bioquímica de Lehninger, 5 ed. 2011, Artmed: Porto Alegre. Marks, D.B.; Marks, A.D.; Smith, C.M. Basic Medical Biochemistry, a Clinical Approach. Baltimore, Williams & Wilkins, 1996. Cistinúria A cistinúria é uma perturbação rara que origina a excreção do aminoácido cistina pela urina, causando com frequência cálculos de cistina que se formam nas vias urinárias. A cistinúria é provocada por um defeito hereditário dos tubos renais. O gene que causa a cistinúria é recessivo, pelo que as pessoas que sofrem desta perturbação herdaram dois genes anómalos, um de cada progenitor. (Ver secção 1, capítulo 2) As que são portadoras do gene, mas que não sofrem da perturbação, possuem um gene normal e outro anormal. Estas pessoas podem excretar quantidades maiores que as normais de cistina pela urina, mas raramente a quantidade suficiente para formar cálculos. Sintomas e diagnóstico Os cálculos de cistina formam-se na bexiga, no bacinete renal (a zona onde se junta a urina que sai do rim) ou nos ureteres (uns tubos estreitos e compridos que conduzem a urina desde os rins até à bexiga). Os sintomas, com frequência, começam entre os 10 e os 30 anos. Em geral, o primeiro sintoma é uma dor intensa provocada por um espasmo do ureter onde ficou encravado um cálculo. A obstrução da via urinária por causa dos cálculos provoca a infecção da mesma e insuficiência renal. O médico efectua exames para detectar a cistinúria quando o indivíduo tem cálculos renais repetidos. A cistina pode formar cristais hexagonais de cor amarelo-castanha na urina, que podem ver-se ao microscópio. As quantidades excessivas de cistina na urina podem ser detectadas e medidas com várias provas. Tratamento O tratamento consiste em prevenir a formação de cálculos de cistina mantendo uma concentração baixa de cistina na urina. Para conseguir isto, a pessoa com cistinúria deve beber líquido suficiente para produzir pelo menos 4 l de urina por dia. Durante a noite, contudo, quando não se bebe, forma-se menor quantidade de urina e é mais provável a formação de um cálculo. Este risco reduz-se bebendo líquidos antes de deitar. Outra abordagem do tratamento consiste em produzir uma urina mais alcalina tomando bicarbonato de sódio e acetazolamida. A cistina dissolve-se mais facilmente na urina alcalina do que na ácida. Se apesar destas medidas se continuarem a formar cálculos, pode-se experimentar um medicamento como a penicilamina. A penicilamina reage com a cistina de tal maneira que a mantém dissolvida. Contudo, aproximadamente 50 % de todos os que tomam penicilamina manifestam efeitos adversos, tais como febre, erupções cutâneas ou dores articulares. Fonte: Manual Merk SECÇÃO 11:Perturbações do rim e das vias urináriasCAPÍTULO 126:Perturbações metabólicas e congénitas do rim * Sem a instituição de diagnóstico e tratamento precoces (anterior aos 3 meses de vida através de programas de triagem neonatal), a criança portadora de fenilcetonúria apresenta um quadro clínico clássico caracterizado por atraso global do desenvolvimento neuropsicomotor, deficiência mental, comportamento agitado ou padrão autista, convulsões, alterações eletroencefalográficas e odor característico na urina 2 . Pacientes que fazem o diagnóstico no período neonatal e recebem a terapia dietética adequada precocemente não apresentam o quadro clínico descrito. * *
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