Introdução ao Estudo das Proteínas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA
Apostila
Introdução ao estudo das proteínas
Paulo de Tarso Gonçalves Leopoldo
São Cristóvão,
2015.
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II - Tema Central: Introdução ao estudo das proteínas:
III - Duração: 2 horas/aula
IV - Estratégia: Aula Expositiva
V - Meta
Introduzir o estudo das proteínas considerando algumas de suas principais funções biológicas, bem como as classificações utilizadas para essa classe de biomoléculas
VI - Objetivos Específicos
Ao final desta aula você será capaz de:
1. Identificar algumas das principais funções biológicas das proteínas;
2. Reconhecer o valor nutricional de proteínas vegetais e animais;
3. Diferenciar marasmo de Kwashiokor
4. Descrever as proteínas quanto à solubilidade;
5. Reconhecer proteínas plasmáticas 
6. Classificar as proteínas quanto à composição;
7. Distinguir as proteínas quanto ao número de cadeias polipeptídicas;
8. Diferenciar as proteínas quanto à forma;
VII - Conteúdo Programático:
1 Introdução
2 Funções biológicas das proteínas
3 Aspectos nutricionais das proteínas animais e vegetais
4 Classificação das proteínas quanto à sua solubilidade
5. Proteínas plasmáticas
6. Classificação das proteínas quanto à sua composição
7. Classificação das proteínas quanto ao número de cadeias polipeptídicas
8. Classificação das proteínas quanto à forma
VIII Associação deste assunto com conteúdos anteriores e posteriores da grade curricular
Os pré requisitos para uma boa compreensão deste assunto estão relacionados com à química dos aminoácidos e peptídeos, assunto estudado previamente;
Estudo das conformações e funções das proteínas fibrosas e globulares, bem como a relação dessas conformações com suas funções biológicas.
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Capítulo 4
Introdução ao estudo das proteínas
1. Introdução
As proteínas são os principais constituintes celulares, perfazendo mais de 50 por cento do peso seco das células. São únicas entre as macromoléculas por participar de qualquer reação metabólica no ambiente celular. O termo proteína foi introduzido há 170 anos por Gerhardus Johannes. Uma descrição inicial dessa macromolécula foi feita por Gerhardus Johannes Mulder em 1839, quando da avaliação da composição de substâncias animais como fibrina, albumina e gelatina. Ele demonstrou que essas substâncias eram compostas por átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Além disso, ele reconheceu que o enxofre e o fósforo eram encontrados nas substâncias animais que continha um grande número de átomos, reconhecendo dessa forma, que essas substâncias eram macromoléculas. As proteínas são as macromoléculas que apresentam as mais diversas e versáteis funções biológicas, como: 
1. Aumentar velocidade de reações químicas. A maioria das enzimas são proteínas, os catalisadores biológicos, cuja função biológica é aumentar velocidade de reações químicas. Exemplos: Ribonuclease, tripsina, etc. 
2. Proteínas de transporte. Atuam no transporte de moléculas nas células, como por exemplo, a hemoglobina que transporta oxigênio dos pulmões para os tecidos e a mioglobina, que armazena oxigênio nos músculo, transportando-o, quando necessário para as mitocôndrias. Exemplos: Hemoglobina, mioglobina, lipoproteínas (HDL, VLDL e LDL), albumina, etc. 
3. Proteínas nutritivas e de reserva energética. São nutrientes necessários no desenvolvimento dos seres vivos e na manutenção dos seus processos vitais. Exemplos: gliadina, proteína das sementes de trigo, é necessária na germinação da planta; zeína, encontrada nas sementes do milho; ovoalbumina, proteína clara do ovo, é o alimento do embrião. Gliadina (trigo), ovoalbumina (clara do ovo), caseína (leite), ferritina, etc. 
4. Proteínas contráteis ou de movimento. A actina e a miosina, proteínas dos músculos desempenham função contrátil, estando envolvidas na contração muscular. As dineínas são famílias de proteínas motoras que executam movimentos dependentes de ATP ao longo dos microtúbulos. Elas são divididas em dois grandes grupos: dineínas axonemais e citoplasmáticas. 
5. Proteínas estruturais. São as proteínas que dão forma e sustentação aos tecidos, como por exemplo: colágeno, elastina, ( e (-queratinas, etc. Exemplos: Queratina, fibroína, colágeno, elastina, proteoglicanos, etc.
6. Transportadores de elétrons. Essas proteínas transportam elétrons das coenzimas produzidas no metabolismo ao oxigênio, o aceptor final de elétrons na célula. Exemplos: Citocromo c, citocromo b, citocromo oxidase, NADH-desidrogenase, etc.
7. Proteínas de defesa. Atuam na defesa dos seres vivos contra ação de patógenos, de predadores, etc. O veneno de serpente contém proteínas tóxicas, que uma vez lançada na circulação de suas presas ou de seus predadores, podem levá-los a morte. A ricina, toxina vegetal encontrada nas sementes da mamona, defende essa planta do ataque de herbívoros, evitando, assim, que eles comam as suas sementes. Os anticorpos são proteínas secretadas pelos linfócitos b, cuja função é proteger o corpo do ataque de antígenos, como bactérias. Anticorpos, fibrina, trombina, toxina botulínica, toxina diftérica, ricina, fosfolipase A2 (encontrada no veneno de serpente), etc. 
7. Proteínas reguladoras. Atuam na regulação nos níveis de determinados constituintes celulares. A insulina, hormônio proteico, regula os níveis da glicose sangüínea. Quando a glicose está elevada no sangue, a insulina é secretada pelas células ( do pâncreas, facilitando a passagem da glicose pelas membranas celulares, para que ela seja armazenada na forma de glicogênio.
8. Pressão osmótica (pressão coloidosmótica ou oncótica). As proteínas plasmáticas conferem pressão osmótica ao plasma garantindo que esses vasos mantenham-se cheios. A proteína plasmática que mais contribui na manutenção da pressão oncótica são as albuminas e pré-albuminas, ambas as proteínas de baixo peso molecular e são sintetizadas pelo fígado.
2. Aspectos nutricionais das proteínas animais e vegetais
Para um alimento ser considerado uma boa fonte de proteína, deve apresentar as seguintes características: ser rico em aminoácidos essenciais, ser de boa digestibilidade e não conter princípios tóxicos. As proteínas vegetais são importantes fontes de alimentos para homens e animais domésticos, contudo, o valor delas como reservas proteicas em nutrição é limitado por: sua baixa composição em aminoácidos essenciais, sua baixa digestibilidade e, em alguns casos, como as sementes de algodão e mamona, por apresentar princípios tóxicos para homem e animais. 
As proteínas de origem vegetal são deficientes em um ou mais aminoácidos essenciais, como se observa entre os grãos de cereais utilizados na alimentação humana. O milho é deficiente no aminoácido lisina. Por sua vez, as proteínas obtidas de fontes animais são ricas em aminoácidos essenciais e são de boa digestibilidade, sendo consideradas melhores do que as proteínas vegetais em termos nutricionais. As proteínas ovoalbumina, obtida da clara do ovo, a caseína, do leite, são excelentes fontes proteicas de origem animal. Contudo, existem proteínas animais pobres em aminoácidos essenciais, como o colágeno. A gelatina é um produto alimentício obtido da hidrólise do colágeno, portanto, essa não é uma boa fonte proteica.
2.1 A enteropatia glúten-induzida ou doença celíaca 
A doença celíaca foi identificada em 1888, pelo pediatra britânico Samuel Gee, mas apenas no decorrer da década de 1940 o glúten foi reconhecido como sendo a proteína associada a esse transtorno. Durante os períodos de escassez alimentar da guerra, o médico holandês Willem Karel Dicke notou que a falta de pães e de produtos à base de trigo reduziam o número de casos, e acabou relacionando a proteína desse alimento a essa doença. O glúten é uma proteína encontrada na semente de muitos cereais associada ao amido. Representa 80% das proteínas do trigoe é composta de gliadina e glutenina. O glúten é responsável pela elasticidade da massa da farinha, o que permite sua fermentação, assim como a consistência elástica esponjosa dos pães e bolos. O glúten é obtido da farinha de trigo e alguns outros cereais por lavagem do amido (fécula). Neste processo forma-se uma massa de farinha e água, que é lavada, até que a água não apresente mais o aspecto leitoso. O glúten pode ser encontrado em cereais como trigo, cevada, aveia e centeio.
A enteropatia glúten-induzida ou doença celíaca (também conhecida por espru celíaco, espru não tropical) é uma hipersensibilidade (alergia) a proteínas do glúten que afeta o intestino delgado de adultos e crianças geneticamente predispostos. A doença causa atrofia das vilosidades da mucosa do intestino delgado, interferindo na absorção dos nutrientes, vitaminas e sais minerais. Os sintomas são diarreia, interferência no desenvolvimento (em crianças) e fadiga. Além disso, diversos sintomas associados em todos os sistemas do corpo humano já foram descritos.
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2.2 Desnutrição proteico calórica
A desnutrição proteico calórica manifesta-se em crianças que não consomem alimentos suficientes para satisfazer suas necessidades diárias de energia e de nutrientes. Essas crianças apresentam baixa estatura e se a alimentação delas não for adequada por vários meses ou anos, apresentarão problemas em seus desenvolvimentos, podendo até mesmo apresentar raquitismo. As crianças desnutridas têm pouca energia para brincar e correr; são muitas vezes apáticas, parecem tristes, aprendem lentamente e têm menor resistência às doenças infecciosas. Essas crianças podem desenvolver uma das duas formas de desnutrição proteico calórica grave; marasmo ou kwashiorkor 
2.2.1 Marasmo é a desnutrição proteico-calórica do tipo seco, ou seja, é uma desnutrição por falta de proteínas e calorias. Ocorre quando a pessoa fica sem se alimentar por muito tempo, sendo privado de nutrientes necessários ao perfeito funcionamento do corpo humano. A falta desses nutrientes (carboidratos, proteínas, lipídios, sais minerais e vitaminas) provoca problemas de desenvolvimento, emagrecimento, predisposição a adquirir outras doenças, pele ressecada e descamada, musculatura atrofiada e fome aumentada. A doença tem esse nome devido ao fato de o doente não possuir disposição para realizar suas atividades.
2.2.2 Kwashiorkor é um termo originado de um dos dialetos de Gana, país africano, que significa "aquele que foi deixado de lado" indicando o aumento dos casos em que a criança mais velha foi desmamada (do peito materno) precocemente assim que seu irmão mais novo nasceu. Os sintomas do kwashiorkor são:
Ascite; 
Descoloração dos cabelos tornando-os avermelhados; 
Pele despigmentada. 
Existem várias explicações para o aparecimento e desenvolvimento do Kwashiorkor, sendo ainda controversas. Atualmente, considera-se que a deficiência proteica, aliada com as deficiências energéticas e de micronutrientes, são importantes causas porém podem não ser os fatores chave. Pode ser que seja também causada por deficiência de um dos muitos tipos de nutrientes (ferro, ácido fólico, iodo, selênio, vitamina C), principalmente aqueles que respondem pela proteção antioxidante. Importantes antioxidantes são encontrados em quantidades reduzidas nas crianças com Kwashiorkor tais como glutationa, albumina, vitamina E e ácidos graxos poliinsaturados. Também, se uma criança que possui uma dessas deficiências nutricionais é exposta ao estresse (por exemplo: uma infecção, uma toxina) ela pode estar mais propensa a desenvolver o Kwashiorkor
3. Classificação das proteínas quanto à solubilidade
Quanto à solubilidade as proteínas são classificadas em: albuminas, globulinas glutelinas, prolaminas, protaminas e escleroproteínas. As albuminas são solúveis em água ou solução salina diluída. As globulinas, por sua vez, são insolúveis em água, mas solúveis em solução de NaCl diluídas (com concentrações molares variando de 0,1 a 1,0M). As glutelinas são proteínas vegetais solúveis em ácidos ou soluções alcalinas diluídas; as prolaminas, solúveis em etanol 70 - 80%, mas insolúveis tanto em água como etanol 100%. A tabela 1 apresenta as principais características dessas proteínas.
Tabela 1 Classificação das proteínas quanto à solubilidade
	Classes
	Características importantes
	Ocorrência
	Albuminas
	Solúveis em água. Essas proteínas são ricas em aminoácidos essenciais, particularmente lisina. 
	Presentes principalmente em alimentos de origem animal. Ex.: lactoalbumina
	Globulinas
	Insolúveis em água, mas solúveis em solução salina. As globulinas de origem vegetal são deficientes em metionina.
	Presentes em alimentos de
origem animal (carne, leite entre outras) e vegetal (leguminosas, cereais, etc.). Ex: ovoalbumina.
	Glutelinas
	Solúveis em soluções ácidas e alcalinas diluídas. São ricas em aminoácidos essenciais.
	Presentes só em alimentos de origem vegetal, principalmente em cereais.
	Prolaminas
	São proteínas solúveis em soluções alcoólica 70%. São deficientes em lisina e triptofano.
	Presente principalmente em cereais. Exemplo: Zeína
	Protaminas
	Proteínas de baixo peso molecular solúveis em água.
	Encontradas principalmente em esperma, ovas de peixe, etc.
	Escleroproteínas
	Insolúveis em água, soluções ácidas e básicas diluídas. São proteínas estruturais
	São constituintes de tecidos animais como os músculos e órgãos. Exemplo: colágenos, queratinas.
4. Proteínas plasmáticas 
As proteínas plasmáticas podem ser separadas por eletroforese em duas frações: albumina e globulinas (Figura 1). As pré albumina e albuminas são proteínas pequenas, com baixa massa molar e com carga negativa líquida. As globulinas, por sua vez, são proteínas de tamanhos intermediários, em que algumas delas apresentam elevadas massas molares. A concentração total de proteínas no plasma sanguíneo é de aproximadamente 6,0 a 8,0 g/dl. Tanto as albuminas quanto as globulinas são encontradas na forma aniônica no pH 7,4. Sob condições fisiológicas normais a proporção entre as concentrações de albumina e globulina é de 2:1. Essa proporção é alterada em diversas condições patológicas.
Figura 1. Perfil eletroforético das proteínas plasmáticas. De acordo com sua mobilidade eletroforética as proteínas plasmáticas migram do cátodo (pólo negativo) para o ânodo (positivo) separando-se em pré-albumina ( ou transterrina), albumina e globulinas ( alfa1, alfa 2, beta e gama). As pré albumina e albuminas, proteínas de baixo peso molecular e ricas em cargas negativas, migram para o ânodo, enquanto as globulinas ( de pesos moleculares e cargas variadas) se encontram em faixas intermediárias, como as alfa 1 e 2, e no cátodo, as beta e gama globulinas.
4.1 Síntese da albumina
A albumina, também conhecida como soroalbumina, é a uma proteína de baixa massa molar, cuja concentração no plasma sanguíneo é de 3,5 a 5,5 g/dl, sendo dessa forma a proteína sérica mais abundante. A albumina é sintetizada no fígado a uma taxa de aproximadamente 12 g/dia, o que representa 25% da síntese proteica total do fígado e a metade de toda a proteína é exportada pelo órgão. Desempenham diversas funções tais como: manutenção da pressão osmótica (oncótica ou coloidosmótica), transporte de hormônios tireoideanos, transporte de hormônios lipossolúveis, transporte de ácidos graxos livres,transporte de bilirrubina não conjugada, transporte de fármacos e drogas.
Os níveis plasmáticos de albumina podem estar diminuídos (hipoalbuminemia) em determinadas patologias, como: cirrose hepática, alcoolismo, esquistossomose, desnutrição protéico calórica (marasmo e Kwashiorkor), hepatites virais, queimaduras graves, hemorragias, cânceres metásticos, entre outras.
Ascite devido a hipoalbuminemia
Como já visto, uma das funções da albumina é a manutenção da pressão osmotica dos vasos sanguíneos. Essa pressão osmótica garanteque o fluxo de água ocorra dos espaços intersticiais (lado externo dos vasos) para os espaços intravasculares (para a luz dos vasos). Assim, a diminuição dos níveis de albumina para teores abaixo de 3,5g/dl causa ascite. A ascite ou edema subcutâneo é o acúmulo de fluido protéico na cavidade peritoneal, cujo volume é superior a 25 ml. Esse edema é uma consequência do aumento nas forças que tendem a mover os fluidos do compartimento intravascular ao intersticial. As principais causas que podem levar à formação de edema são: aumento da pressão hidrostática, diminuição da pressão osmótica, obstrução da drenagem linfática e aumento da permeabilidade vascular (Figura 2). Na hipoalbuminemia ocorre diminuição da pressão osmótica e aumento da pressão hidrostática. Daí a formação da ascite no marasmo e no Kwashiorkor.
Figura 2. Papel da albumina na manutenção da pressão osmótica dos vasos sanguíneos. (a) Os níveis de albumina se encontram nas condições fisiológicas, promovendo um equilíbrio no fluxo de água que entra e sai do vaso sanguíneo. (b) Como os níveis de albuminas estão abaixo de 3,5g/dl, o fluxo de água dos vasos para os espaços intersticiais é maior, promovendo a formação de um edema subcutâneo. 
4.2 Globulinas
A fração proteica correspondendo a globulina (denominada fração globulínica) é uma mistura muito complexa, sendo dividida em cinco subfrações: alfa 1 ((-1), alfa 2 ((-2), beta 1 ((-1), beta 2 ((-2), e gama globulinas ((-globulinas) Dentre as globulinas a fração de migração eletroforética mais rápida é a (-1e a mais lenta a fração (-globulina (Figura 1). As gamaglobulinas são as únicas proteínas plasmáticas que não são sintetizadas pelo fígado. Elas são produzidas por células do sistema imunológico, os linfócitos B.
4.3 Proteínas da fração globulínica
A fração (-1 é formada principalmente pelas proteínas -1-antitripsina (AAT), (-1 glicoproteína-ácida (AGA), (-1-lipoproteína (αLp) e (-1-fetoproteína (αFt), enquanto a fração (-2 pela haptoglobina (Hap), ceruloplasmina (Cer) e (-2-macroglobulina (AMG). Os principais componentes da fração (-1 são a transferrina (TRF) e a hemopexina (Hpx), enquanto da (-2, é a (-lipoproteína (βLp), além do fibrinogênio, proteína C reativa (PCR) e das proteínas do sistema complemento (C1q, C3 e C4). A fração gama é formada pelos vários tipos de imunoglobulinas (os anticorpos) como: A imunoglobulina G (IgG), IgM IgD, IgE e IgA (Tabela 2). A imunoglobulina G (IgG) é o anticorpo mais abundante, cuja concentração corresponde a 80% das (-globulinas. É importante descrever ainda alguns componentes de interesse especial, como as mucoproteínas e glicoproteínas, as quais são encontradas principalmente nas frações globulínicas (-1 e (-2 e as lipoproteínas (que são formadas por uma combinação de lipídio com proteína). 
4.4 Proteínas da fase aguda
As proteínas plasmáticas são ainda classificadas em dois grupos: proteínas da fase aguda positiva e negativa. Essas proteínas, embora presentes naturalmente no sangue, apresentam sua síntese alterada pelas células parenquimais do fígado em resposta a uma grande variedade de estresses como inflamações, infecção bacteriana, isquemia, choque térmico, exposição a radiações ionizantes, contato com toxinas, entre outros. As proteínas de fase aguda positivas são representadas por (-1-antitripsina, (-1-glicoproteína-ácida, haptoglobina, (-2-macroglobulina, ceruloplasmina, fibrinogênio, C3, e proteína C reativa. As proteínas da fase aguda negativas são: pré-albumina ou transteritina, albumina e transferrina (Tabela 2). Devido à falta de especificidade dos testes diagnósticos laboratoriais para essas proteínas, o perfil das proteínas de fase aguda pode ser determinado pela determinação da concentração de algumas dessas proteínas, como a proteína C reativa, glicoproteína-ácida, antitripsina e haptoglobina. Alterações nas concentrações dessas proteínas são consideradas no estudo de algumas patologias, pois apresentam elevações dos níveis séricos em resposta a estímulos que caracterizam uma agressão ou estresse do organismo. 
Tabela 2; Proteínas plasmáticas: Funções biológicas e significados clínicos de suas alterações celulares.
	Grupo
	Proteínas
	Funções biológicas
	Significados clínicos
	Albumina
	a) Albumina
	a) Manutenção da pressão osmótica (Colodoidosmótica ou oncótica); transporte de ácidos graxos, bilirrubina, ácidos biliares, hormônios esteróides, drogas farmacêuticas, íons inorgânicos; tampão e reserva energética (nutritiva).
	a) Hipoalbuminemia observada na cirrose hepática, desnutrição proteico-calórica, má absorção, síndrome nefrótica, perda protéica, enteropatia, queimaduras extensas na pele, etc. (proteína de fase aguda negativa)
	
	b) Pré albumina ou Transtiretina
	b) Transporte de tiroxina, tri-iodotironina e retinol.
	b) Concentração diminuída em todas as hipoproteinemias e nas infecções (proteína de fase aguda negativa)
	α1-Globulinas
	a) Antitripsina
	a) Inibição de tripsina e de outras proteases
	a) Proteína da fase aguda positiva(sua concentração se eleva durante infecções), sua deficiência está associada com enfisema e cirrose hepática. Atua ainda como marcador tumoral (nível aumentado em tumores de células germinativas do testículo e dos ovários.-
	
	b)Antiquimotripsina
c) HDL
d) Protrombina
e) Transcortina
f) (-1-glicoproteína ácida(orosomucóide)
g) Globulina de ligação de Tiroxina
h) α1-Fetoglobina (Fetoproteína) 
	) inibição de quimotripsina
c) Transporte de colesterol dos tecidos para o fígado.
d) Fator II da coagulação sangínea, precursor de trombina
e) Transporte de cortisol,corticosterona e progesterona
f) Transporte de progesterona
g) Transporte de iodotironina
h) Presente no sangue fetal
	b) -
c) Cardioprotetor e antiaterogênico
d) -
e) Concentração aumentada na gravidez.
f) Proteína da fase aguda positiva
g) Baixos níveis na síndrome nefrótica e alto na gravidez. 
h) Marcador tumoral (concentração alta em câncer hepático)
	
	
	
	
	α-2-Globulinas
	a) Ceruloplasmina
b) antitrombina III
c) Haptoglobina
d) Colinesterase
e) Plasminogênio
f) Macroglobulina
g) Proteína de ligação ao retinol
h) Proteína de ligação à vitamina D
	a) Transporte de íons de cobre, ferroxidase e atividade de histaminase
b) inibição da coagulação do sangue
c) Transporte de hemoglobina senescente
 
d) Clivagem de ésteres de colina
e) Precursor de plasmina dos coágulos sanguíneos.
f) Ligação de proteases, transporte de íons de zinco
g) Transporte de vitamina A
h) Transporte de Calcitriol (Vitamina D3)
	a) proteína da fase aguda positiva (baixo nível nas doenças de Wilson e de Menkes)
b) -
c) proteína da fase aguda positiva (baixo nível em doenças hemolíticas).
d) -
e) -
f) Baixo nível na síndrome nefrótica
g) Os níveis dessa proteína indicam status da vitamina A.
h) Baixos níveis na síndrome nefrótica. 
	 β-Globulinas
	a) Lipoproteina LDL
b)Transferrina
c) Hemopexina
d) Globulina de ligação a hormônios sexuais
e) Transcobalamina
f) Proteína C-reativa
	a) Transporte de lipídios
b) Transporte de íons de ferro
c) Liga heme livre
d) Transporte de testosterona e estradiol
e) Transporte de vitamina B12
f) Ativação do complemento
	a) Aterogênico (Colesterol ruim).
b) Proteína da fase aguda negativa (baixos níveis em todas as condições de hipoproteinemia e altos em anemia ferropriva)
c)Níveis diminuídos em desordens hemolíticas.
d) - 
e) –
f) Proteína da fase aguda positiva
	Gama-Globulinas
	a) IgG 
b) IgA
c) IgM
d) IgD
 e) IgE
	a) Principal anticorpo na resposta imunológica secundária, opsoniza bactérias, facilitando sua fagocitose. Fixa o complemento, aumentando a morte bacteriana. Neutraliza toxinas bacterianas e vírus. Atravessa a placenta.
b) Anticorpos protetores das mucosas
A IgAsecretora impede a ligação de bactérias e vírus às membranas mucosas. IgA não fixa complemento. 
c) Produzido na resposta primária a um antigénio. IgM fixa complemento. Ele não atravessa a placenta. É um receptor de antígenos na superfície de células B.
d) Receptor de linfócito B
e) Media a hipersensibilidade imediata, liberando mediadores de mastócitos e basófilos após a exposição ao antígeno (alérgeno). Protege contra infecções por vermes, liberando enzimas de eosinófilos. A IgE não fixa o complemento. É a principal defesa do hospedeiro contra infecções por helmintos.
	a) Alta concentração em infecções crônicas, doenças hepáticas crônicas, sarcoidose, doenças auto-imunes, mieloma múltiplo e cânceres linforeticulares. Baixa concentração em imunodeficiências. 
b) –
c) Alta concentração de IgM ocorre na macroglobulinemia de Waldenstrom.
d) – 
e) Alta concentração em doenças alérgicas e infecções por helmintos.
5 Classificação das proteínas quanto à composição
As proteínas são unidas por ligações covalente e não-covalentes a outras biomoléculas como lipídios, carboidratos, ácidos nucleicos e a grupos fosfato, nucleotídeos de flavinas, grupo heme, íons metálicos, entre outros grupos químicos orgânicos e inorgânicos. Dessa forma, quanto à composição, as proteínas são classificadas em simples e conjugadas. As proteínas simples são formadas somente por aminoácidos, enquanto que as proteínas conjugadas apresentam um cofator ligado à cadeia polipeptídica. O cofator é um grupo químico de natureza inorgânica (normalmente um íon metal como o Fe2+, Cu2+, Mg2+, etc.) ou de natureza orgânica (composto de carbono, como o grupo heme da hemoglobina). O cofator de natureza orgânica é denominado coenzima. Quando o cofator se liga de forma covalente a cadeia polipeptídica da proteína conjugada ele passa a ser denominado grupo prostético 
A apoproteína é a porção proteica da proteína conjugada sem o cofator ou grupo prostético, enquanto holoproteína refere-se à proteína conjugada completa, ou seja, ligada ao seu cofator ou grupo prostético. As proteínas conjugadas são classificadas de acordo com a natureza química dos cofatores em: lipoproteínas, glicoproteínas, nucleoproteínas, fosfoproteínas, hemeproteínas, flavoproteínas, metaloproteínas, etc. Os complexos formados entre os lipídios e as proteínas são denominados lipoproteínas, com os hidratos de carbono são glicoproteínas, com ácidos nucleicos, nucleoproteínas, com íons metálicos metaloproteínas. A tabela 3 apresenta a classificação das proteínas conjugadas de acordo com a natureza química do seu cofator.
Tabela 3: Classificação das proteínas conjugadas
	Classes
	Cofator
	Exemplos
	Lipoproteínas
	Lipídios
	lipoproteínas de baixa densidade (LDL)
Lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL)
Lipoproteínas de alta densidade (HDL)
	Glicoproteínas
	Carboidratos
	Imunoglobulinas (IgG, IgA, IgM, IgD e IgE).
	Fosfoproteínas
	Fosfato
(HPO43-)
	Caseína
	Hemoproteínas
	Heme
	Hemoglobina
	Flavoproteínas
	Nucleotídeos de flavina
(FMN e FAD)
	Desidrogenase succínica
	Metaloproteínas
	Ferro
Zinco
	Ferritina
Álcool desidrogenase
6. Classificação quanto ao número de cadeias polipeptídicas
Quanto ao número de cadeias polipeptídicas as proteínas são classificadas em monoméricas e multiméricas
6.1 Proteínas Monoméricas. São formadas por apenas uma cadeia polipeptídica. Exemplos: Mioglobina, albumina, caseína, etc.
6.2 Proteínas Multiméricas. São formadas por mais de uma cadeia polipeptídica, interligadas por ligação covalente. Dentre as multiméricas existem ainda as proteínas oligoméricas, que são formadas por mais de uma cadeia polipeptídica não interligadas por ligação covalente. Como exemplos de proteínas oligoméricas temos a hemoglobina, enzimas alostéricas, etc.
Não existe qualquer correlação entre o tamanho de uma proteína e o número de cadeias polipeptídicas. A insulina, uma proteína de baixa massa molecular (massa molar de 5700 Daltons), é formada por duas cadeias polipeptídicas; a hemoglobina (massa molar de 65.00 Daltons), é formada por quatro cadeias polipeptídicas e a hexocinase (massa molar de 100.000 Daltons) é formada por uma única cadeia polipeptídica. O peso molecular de uma proteína é mais apropriadamente referido como a massa molecular relativa (Mr), definida como a massa de uma molécula relativa a 1/12 da massa do isótopo do carbono (12C). A massa desse isótopo é definida exatamente como a massa de 12 unidades atômica. Consequentemente o peso molecular ou o termo massa molecular relativa é uma grandeza adimensional. A unidade Dalton (equivalente à uma unidade de massa atômica (amu), ou seja, 1 Dalton é igual a 1 amu) é usado e as proteínas são descritas com pesos moleculares de 5,5 kDa (5500 Daltons). Mais precisamente, este é o peso molecular absoluto que representa a massa em gramas de 1 mol de proteína.
7. Classificação das proteínas quanto à forma
De acordo com a sua estrutura ou forma, as proteínas são classificadas em fibrosas, globulares e de membranas biológicas (figura 3). As proteínas fibrosas são insolúveis em água e desempenham funções estruturais e de proteção externa, como por exemplo, a (-queratina, encontrada em estruturas como: garra de animais, cabelo, pena, casco de animais (tabela 4). Como muitas proteínas dessa classe formam estruturas em forma de fibras elas foram denominadas proteínas fibrosas (figura 3a).. Nem toda proteína fibrosa apresenta estrutura em forma de fibra, exemplo disso são a elastina, alguns tipos de colágenos e as β-queratinas, sendo consideradas como dessa classe devido a sua insolubilidade em água e as suas funções estruturais.
Tabela 4: Tipos de proteínas fibrosas
	Proteínas
	Exemplos
	1 (-queratinas:
	Cabelo, pêlo, unha, espícula do porco espinho, chifre de animais, casco de animais (tartaruga, eqüinos, etc), escamas de peixes, etc.
	2. (-queratinas
	Fibroína (proteína secretada pelo bicho da seda para fazer seu casulo e a teia de aranha)
	3. Colágeno
	Couro de animais (porco, vaca, etc.), matriz orgânica de dentes e ossos, córnea dos olhos, tendões, cartilagem, etc.
	4. Elastina:
	Tecido elástico amarelo dos ligamentos, camada conjuntiva elástica das grandes artérias, etc.
	
As proteínas globulares apresentam cadeias polipeptídicas enoveladas, assumindo um aspecto globular ou esférico (figura 3b). São proteínas solúveis em água e desempenham diversas funções biológicas como: proteínas de transporte, enzimas, proteínas reguladoras, proteínas nutricionais, entre outras (Tabela 5). 
Tabela 5: Funções e exemplos das proteínas globulares
	Funções
	Exemplos
	Enzimas
	ribonuclease, tripsina, quimotripsina, amilase salivar, etc.
	Proteínas de transporte
	hemoglobina, mioglobina, lipoproteína, etc.
	Proteínas nutritivas e de reserva
	gliadina (trigo), ovoalbumina (clara do ovo), caseína (leite), ferritina, etc.
	Proteínas de defesa
 
	anticorpos, fibrina, trombina, toxina botulínica, toxina diftérica, ricina, veneno de serpente, etc.
	Proteínas reguladoras
	insulina, hormônio do crescimento, corticotrofina, etc.
Figura 3. Tipos de proteínas quanto à forma: a) proteína fibrosa	 (colágeno). b) proteína globular (mioglobina) c) Proteína de membrana (Bacteriodopsina).
8. Conclusão. As proteínas são as biomoléculas que apresentam as mais diversas e versáteis funções biológicas como catalisador (enzimas), reserva nutricional e energética, transportadora de elétrons, anticorpos, entre outras. No aspecto nutricional as proteínas de plantas apresentam valor nutricional limitado quando comparadas a proteínas de origem animal. Diferentes classificações agrupam as proteínas em diversas classes. Quanto à solubilidade ou insolubilidade em água as proteínas são classificadas em: albuminas, globulinas glutelinas, prolaminas, protaminas e escleroproteínas. Quanto a presença ou não de um cofator as proteínas podem ser simples (formadas apenas poraminoácidos) ou conjugada (que apresenta um cofator, grupo químico diferente do aminoácido). Quanto ao número de cadeias as proteínas são classificadas em monoméricas e multiméricas. As proteínas monoméricas apresentam apenas uma cadeia polipeptídica e as multiméricas são formadas por mais de uma cadeia polipeptídica. Quanto à forma as proteínas são classificadas em fibrosas e globulares. As proteínas fibrosas apresentam funções estruturais e são insolúveis em água e as proteínas globulares, por sua vez, apresentam funções versáteis e são solúveis em água.
9. Resumo As proteínas são as biomoléculas que apresentam as mais diversas e versáteis funções biológicas, como catalisadores biológicos, transportadores, nutrientes, agentes da contração muscular, componentes estruturais das células, transportadores de elétrons, defesa dos seres vivos contra ação de patógenos, de predadores, reguladoras, entre outras. As proteínas de origem vegetal são deficientes em um ou mais aminoácidos essenciais, enquanto, as proteínas de fontes animais são ricas em aminoácidos essenciais e são de boa digestibilidade, sendo consideradas melhores do que as proteínas vegetais em termos nutricionais. Quanto à solubilidade ou insolubilidade em água as proteínas são classificadas em: albuminas, globulinas glutelinas, prolaminas, protaminas e escleroproteínas. Quanto à composição, as proteínas são classificadas em simples e conjugadas. As proteínas simples são formadas somente por aminoácidos, enquanto as proteínas conjugadas apresentam um cofator ligado à cadeia polipeptídica. As proteínas conjugadas são classificadas de acordo com a natureza química dos cofatores em: lipoproteínas, glicoproteínas, fosfoproteínas, hemeproteínas, flavoproteínas, metaloproteínas, etc. Quanto ao número de cadeias polipeptídicas as proteínas são classificadas em monoméricas e multiméricas. As proteínas monoméricas são formadas por apenas uma única cadeia polipeptídica e as multiméricas por mais de uma cadeia polipeptídica. De acordo com a sua forma as proteínas são classificadas em fibrosas e globulares. As proteínas fibrosas são insolúveis em água e desempenham funções estruturais e de proteção externa, como a (-queratina, β-queratinas, elastina e colágeno. As proteínas globulares, por sua vez, apresentam cadeias polipeptídicas enoveladas, assumindo um aspecto globular ou esférico. São solúveis em água e desempenham diversas funções biológicas dinâmicas como: proteínas de transporte, catalisadores biológicos (enzimas) proteínas reguladoras, proteínas nutricionais, entre outras.
10. Referências bibliográficas
1. BERG, J. M, TYMOCZKO, J. L., STRYER, L. Bioquímica. 5a edição, Rio de Janeiro, Guanabara-Koogan, 1992.
2. DEVLIN, T. M. Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. Editora Edgard Blücher LTDA, 1998.
3. NELSON, D.L, COX, M. M. Lehninger Princípios de Bioquímica. 5a edição, São Paulo, Sarvier, 2010.
11 Exercícios
1. Por que uma dieta exclusivamente vegetariana não deve ser indicada a gestantes e crianças em desenvolvimento?
2. Em quais aspectos se diferenciam Kwashiokor e marasmo, ambas desnutrição protéico calórica.
3. Por que alimentos como torradas, pão, etc trazem em suas embalagens a advertência: Atenção contém glúten?
4. Como ocorre a destruição das vilosidades intestinais na doença celíaca?
5. Explique o porquê de os óleos da mamona e do algodão não poder ser utilizados na alimentação?
6. O que são flavoproteínas e hemeproteína? Apresente exemplos de cada uma dessas biomoléculas.
7. Diferencie cofator de grupo prostético.
8. Explique o que são globina, apolipoproteína e apoenzima.
9. Explique o que são proteínas da fase aguda e apresente alguns exemplos.
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