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Curso Médio: Farmácia Disciplina: Bioquímica Docentes: Elídio Nhacutone (829415999/845897467) & Domingos Cuna (848948579/827209033) Aminoácidos e Péptidos Os aminoácidos são as unidades estruturais fundamentais de proteínas e peptídeos. Os aminoácidos são moléculas orgânicas formadas por um grupo amino (NH2), uma carboxila (COOH), um átomo de hidrogênio (H) e um radical ou cadeia lateral (R), ligados ao átomo de carbono 2. O carbono 2 dos aminoácidos é denominado carbono α. Os aminoácidos diferem entre si apenas na natureza do grupo químico das suas cadeias laterais ligados ao carbono α. Os aminoácidos em pH 7,0 (meio neutro) são encontrados na forma ionizada, isto é, o grupo carboxila com carga negativa (COO-) e o grupo amino com carga positiva (+NH3). Essa forma ionizada do aminoácido é denominada ião dipolar, íon híbrido ou zwitterion (termo alemão que significa ião híbrido) Estrutura geral dos aminoácidos . Essa estrutura é comum a todos os aminoácidos das proteínas, exceto a prolina, um aminoácido cíclico. O grupo R, ou cadeia lateral ligada ao carbono a é diferente em cada um dos aminoácidos A principal fonte de aminoácidos naturais é a partir da hidrólise de proteínas, essas proteínas são formadas basicamente por apenas 20 aminoácidos. Os 20 aminoácidos diferentes que são comumente encontrados em proteínas e são denominados aminoácidos primários ou padrões. Esses aminoácidos são produzidos a partir de uma informação genética contida na molécula do DNA. Os carbonos adicionais da cadeia lateral dos aminoácidos são designados pelas letras gregas β, γ, δ, ε, etc., e são assim nomeados a partir do carbono α. Numeração dos carbonos dos aminoácidos que utilizam tantos numerais quanto letras gregas. O carbono α de todos os aminoácidos é o carbono 2. Classificações dos aminoácidos De acordo com o número de grupos NH2 e COOH a) Monoamino-monocarboxílico: b) Monoamino-dicarboxílico: c) Diamino-monocarboxílico: De acordo com a cadeia carbônica (R) a) Aminoácidos alifáticos apolares ou hidrofóbicos: b) Aminoácidos aromáticos: c) Aminoácidos polares – não carregados: d) Aminoácidos carregados positivamente e) Aminoácidos carregados negativamente De acordo com a síntese pelo organismo Os organismos vivos sintetizam aminoácidos. No entanto, certos animais (dentre eles, os seres humanos), não podem sintetizar certos aminoácidos, denominados, então, aminoácidos essenciais ou indispensáveis, estes devem ser, obrigatoriamente, ingeridos por meio dos alimentos, caso contrário, o organismo definha e morre. Para os seres humanos existem oito aminoácidos essenciais: valina, leucina, isoleucina, lisina, treonina, metionina, fenilalanina, triptofano. Os demais aminoácidos de que necessitamos são sintetizados pelo nosso próprio organismo — daí o nome aminoácidos não-essenciais ou dispensáveis. NOMENCLATURA E REPRESENTAÇÕES DOS AMINOÁCIDOS Os aminoácidos foram denominados com nomes comuns de acordo com três critérios: 1. A fonte a partir da qual eles foram pela primeira vez obtidos na forma pura, como a tirosina, (termo que vem de tyros, do grego, que significa queijo) nomeada assim por ter sido obtida do queijo. A asparagina, assim denominada por que foi obtida do aspargo; 2. Uma característica química do aminoácido, como por exemplo a fenilalanina, assim nomeada por apresentar um grupo fenil ligado ao aminoácido alanina; 3. Uma propriedade do aminoácido, como, por exemplo, a glicina, que recebe esse nome por ter o sabor doce, lembrando os glicídios (açúcares). A maioria dos aminoácidos tem seus nomes terminados com o sufixo “ina”, como: prolina, glicina, alanina asparagina, etc. Outros têm nomes terminados em “ano”, como o triptofano e em “ico”, como o ácido aspártico e o ácido glutâmico. O ácido aspártico e o ácido glutâmico, em suas formas ionizadas, apresentam carga líquida negativa, sendo nomeados aspartato e glutamato, respectivamente, uma vez que a terminação “ato” é usada para designar os ácidos carregados negativamente. Para descrever de forma prática a sequência de aminoácidos nas proteínas, os aminoácidos são identificados por abreviaturas. A tabela abaixo traz os 20 aminoácidos padrões, acompanhados das abreviaturas de uma e de três letras. Aminoácido Abrev. 3 Letras Abrev. 1 Letra Alanina Ala A Arginina Arg R Asparagina Asn N Ácido aspártico Asp D Ácido glutâmico Glu E Cisteina Cvs C Glutamina Gln Q Histidina His H Isoleucina Ile I Leucina Leu L Lisina Lys K Metionina Met M Fenilalanina Phe F Prolina Pro P Serina Ser S Tirosina Tyr Y Treonina Thr T Triptofano Trp W Valina Val V Glicina Glv G AMINOÁCIDOS DERIVADOS OU ESPECIAIS Os aminoácidos derivados ou especiais são formados a partir de um dos 20 aminoácidos padrões ou primários. Esses aminoácidos resultam de modificações químicas sofridas por um dos aminoácidos primários após a sua produção na célula. Exemplo: A cistina é um aminoácido derivado formada a partir da oxidação de duas moléculas de cisteína. A oxidação das moléculas orgânicas tanto pode ocorrer com a perda de átomos de hidrogênio como com o aumento de átomo de oxigênio ligado ao carbono. A oxidação da cisteína ocorre com a perda de átomo de hidrogênio do grupo tiol (SH) da cadeia lateral. PEPTÍDEOS Os peptídeos são cadeias pequenas de aminoácidos formadas a partir da reação dos aminoácidos. Nessa reação, o grupo carboxila de um aminoácido reage com o grupo amino de um outro aminoácido, produzindo uma ligação covalente denominada ligação peptídica (Tal ligação é formada pela remoção de elementos de água (desidratação) do grupo α-carboxila de um aminoácido e do grupo α-amino do outro. Uma unidade de aminoácido na cadeia polipeptídica é denominada resíduo devido à perda de uma hidroxila pelo grupo carboxila de um aminoácido e a eliminação de um átomo de hidrogênio pelo grupo amino. Formação de uma ligação peptídica por condensação. O grupo a-amino de um aminoácido (com grupo R2) atua como nucleófilo para deslocar o grupo hidroxila de outro aminoácido (com grupo R1), formando uma ligação peptídica (sombreada). Os grupos amino são bons nucleófilos, mas o grupo hidroxila é um grupo de saída fraco e não prontamente deslocado. Três aminoácidos podem ser unidos por duas ligações peptídicas para formar um tripeptídeo; do mesmo modo, quatro aminoácidos podem ser unidos para formar um tetrapeptídeo, cinco para formar um pentapeptídeo, e assim por diante. Quando alguns aminoácidos se ligam desse modo, a estrutura é chamada de oligopeptídeo. Quando muitos aminoácidos se ligam, o produto é chamado de polipeptídeo. As proteínas podem ter milhares de resíduos de aminoácidos. Embora os termos “proteína” e “polipeptídeo” sejam algumas vezes intercambiáveis, as moléculas chamadas de polipeptídeos têm massas moleculares abaixo de 10.000, e as chamadas de proteínas têm massas moleculares mais elevadas. Exemplo de um pentapeptedeo. O pentapetídeo seril-glicil-tirosil-alanil-leucina, Ser-Gly- Tyr-Ala–Leu, ou SGYAL. Os peptídeos são nomeados a partir do resíduo aminoterminal, que por convenção é colocado à esquerda. As ligações peptídicas são sombreadas; Exercícios: 1. Diferencie os aminoácidos padrões ou primários dos aminoácidos derivados ou especiais. 2. O que significa a sequência descrita? Tyr·Gly·Gly·Phe·Leu 3. Como são classificados os aminoácidos de acordo com a polaridade de seu grupoR 4. O que são aminoácidos essenciais? 5. Como são formados os peptídeos
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