Aula_Proteinas_2013_2

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QO3F – FFA – 2013/2
� Proteínas são polipeptídeos de 50 ou mais 
aminoácidosaminoácidos
� As proteínas são componentes biológicos 
fundamentais para pele, cabelo, músculos, 
tecidos conectivos, enzimas, etc
� Grupos funcionais amina e ácido carboxílico.
� Os 20 α-aminoácidos que ocorrem naturalmente são 
utilizados pelas células para sintetizar as proteínas.
� A principal diferença entre os vários aminoácidos está 
na estrutura do grupo "R” .
� Qual aminoácido comum não se
encaixa na fórmula genérica?
� Prolina (uma amina secundária heterocíclica)
� Estes 20 α-aminoácidos podem ser sub-
classificados de acordo com as propriedades de 
outros grupos funcionais presentes na cadeia 
lateral (grupo ”R”): lateral (grupo ”R”): 
� apolares (e.g., R = alquila, arila)
� polares não ionizáveis (e.g., R = amida, álcool)
� ácidos (e.g., R = ácido carboxílico, fenol)
� básicos (e.g., R = amina, guanidina)
http://www.neb.com/nebecomm/tech_reference/images/amino.gif
http://www.embl.de/~seqanal/MSAcambridgeGenetics2007/AminoAcidPropertiyDiagram.web.gif
http://www.ionsource.com/virtit/VirtualIT/NewChart.gif
Ponto Isoelétrico (pI)
Reações de esterificação do ácido carboxílico
N-acilação
Reações de N-acilação
Reação com o reagente ninidrina
(identificação de alfa-aminoácidos)
Um alfa-aminoácido não é identificado neste teste. Qual?
� A projeção de Fischer também é comumente 
usada para representar aminoácidos.
� Para os 20 α-aminoácidos que ocorrem � Para os 20 α-aminoácidos que ocorrem 
naturalmente em proteínas, se nos 
concentrarmos no carbono α (centro de 
quiralidade), e desenharmos suas estruturas em 
projeção Fischer, colocando o grupo —CO2H 
para cima, então, o grupo —NH2 será à 
esquerda, portanto, da série (L), em analogia ao 
L-gliceraldeído, onde o grupo —OH é do lado 
esquerdo.
� PERGUNTAS
� Qual dos 20 aminoácidos é aquiral?
� A nomenclatura (R) e (S) também é usada para � A nomenclatura (R) e (S) também é usada para 
definir a configuração em centros de 
quiralidade. Os L-aminoácidos são (R) ou (S)?
� NOTA: Apesar de apenas L-aminoácidos serem 
incorporados em proteínas naturais, os D-
aminoácidos também ocorrem naturalmente.
� Muitos aminoácidos, incluindo D-enantiômeros 
de alguns aminoácidos comuns, são produzidos 
por microorganismos. Estes incluem ornitina, um 
componente do antibiótico bacitracina A, e 
estatina, encontrada como parte de um estatina, encontrada como parte de um 
pentapeptídeo que inibe a ação da enzima 
digestiva pepsina.
ornitina estatina
A two-step chemical mechanism for ribosome-catalysed peptide bond formation
David A. Hiller, Vipender Singh, Minghong Zhong & Scott A. Strobel
Nature 476, 236–239 (11 August 2011) doi:10.1038/nature10248
Figure 1: Proposed reaction mechanisms.
� A ressonância do par de elétrons livre do N com a 
carbonila mantém as ligações peptídicas relativamente 
planas e resistentes à mudança conformacional.
� Essa característica é um fator importante que influencia � Essa característica é um fator importante que influencia 
nas conformações das proteínas e polipeptídeos.
� Em proteínas, dois aminoácidos cisteína (que contém um grupo tiol) 
podem formar ligações dissulfeto (formando uma cistina). Estas 
ligações são importantes na restrição conformacional da estrutura da 
proteína. 
� A ligação hidrogênio também é fundamental
na restrição conformacional da estrutura da proteína.
� Peptídeos são nomeados de acordo com sua 
seqüência de aminoácidos.
� Por convenção, o nome é escrito de forma que o � Por convenção, o nome é escrito de forma que o 
grupo carboxila tenha maior prioridade (e.g., 
ácido 2-amino-etanóico, H2NCH2CO2H, glicina)
� Um dipeptídeo possui duas unidades de aminoácidos, por 
exemplo, Ala-Gly (AG).
� Um tripeptídeo apresenta três unidades de aminoácidos, 
por exemplo Val-Leu-Ala (VLA), e assim por diante.
� Classificação geral
Quanto ao n° de aminoácidos
Oligopeptídeos: di, tri, tetra, ... → até 30 Aas
Polipeptídeos: ↑ 30 AAs (↑50 ; ↑ 200 → proteínas)Polipeptídeos: ↑ 30 AAs (↑50 ; ↑ 200 → proteínas)
Quanto à origem
Naturais: existem nos organismos vivos (atividade biológica) 
Não-naturais: resultantes da hidrólise de peptídeos (maiores 
fragmentos) 
Sintéticos: produzidos em laboratório (aspartame, insulina 
recombinante)
Síntese de 
peptídeos
1) Proteção 
dos grupos 
funcionais
(1) Proteção & (3) Desproteção(1) Proteção & (3) Desproteção
Síntese de peptídeos: 2) Reação com DCC
diciclo-hexil-carbo-diimida (DCC)diciclo-hexil-carbo-diimida (DCC)
Síntese de 
peptídeos:
2) Reação 
com DCC
(cont.)
Síntese de peptídeos:
3) Remoção dos grupos de proteção
Síntese de peptídeos: 3) Remoção dos grupos de proteção
� A seqüência de aminoácidos de uma proteína é denominada de 
estrutura primária, assim, a estrutura primária é definida pelas 
ligações covalentes que mantêm as moléculas juntas.
� A estrutura secundária resulta da relação conformacional com � A estrutura secundária resulta da relação conformacional com 
as cadeias vizinhas de aminoácidos. As estruturas secundárias 
mais comuns são α-hélice e folha beta. Estas subestruturas são 
controlados por duas características importantes:
(i) Ligação amida planar e na conformação mais estável anti (ou 
trans)
(ii) Ligação hidrogênio entre a carbonila e a amina dentro da 
cadeia peptídica.
� As estruturas secundárias α-hélice e folha beta 
geralmente aparecem concomitantemente numa mesma 
proteína, constituindo partes da estrutura terciária de um 
polipeptídeo enovelado.
� A estrutura terciária corresponde ao arranjo espacial ou 
enovelamento de toda uma cadeia polipeptídica.
� Fatores que contribuem são: efeito hidrofóbico, ligação 
hidrogênio e ligação dissulfeto.
� A disposição de mais de uma cadeia polipeptídica –
denominadas subunidades – na composição de uma mesma 
molécula de proteína é chamada de estrutura quaternária.
Ciclooxigenase-2 (COX-2)
� As proteínas podem também ser divididas em dois grupos 
principais: proteínas fibrosas e proteínas globulares.
� Proteínas fibrosas tendem a ter maior comprimento, 
menor diâmetro, tendem a ser insolúveis em água. menor diâmetro, tendem a ser insolúveis em água. 
Proteínas globulares tem forma esférica.
Livros
Bruice, P.Y. (2010) Organic Chemistry, 6th ed., Prentice Hall, 1440 pp.
Solomons, T.W.G.; Fryhle, C.B. (2009) Organic Chemistry, 10th ed., John 
Wiley & Sons, 1272pp.
Livros Virtuais
Organic Chemistry (Francis A. Carey, 2006, McGraw-Hill)
http://www.chem.ucalgary.ca/courses/351/Carey5th/Ch27/ch27-0.html
Virtual Textbook of Organic Chemistry (William Reusch, 2007)
http://www2.chemistry.msu.edu/faculty/reusch/VirtTxtJml/biomol.htm