BIOQUIMICA DAS PROTEINAS

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PROTEINAS
Considerações iniciais 
Definição: são macromoléculas (biomoléculas) muito grandes, formadas pela união de aminoácidos unidos por ligações peptídicas 
Grupo amina e grupo carboxílico ancorado a um carbono estrutura básica para todos os aminoácidos 
As proteínas são compostos orgânicos de alto peso molecular, são formadas pelo encadeamento de aminoácidos.
É o composto orgânico mais abundante de matéria viva (50 a 80% do peso seco da celula)
São constituintes básicos da vida 
Existem muitos tipos diferentes de proteínas, cada uma especializada para uma função biológica diversa. A maior parte da informação genética é expressa pelas proteínas. 
Todas contem carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio, e quase todas contem enxofre. Algumas proteínas contém elementos adicionais, particularmente fósforo, ferro, zinco e cobre 
Independentemente de sua função ou espécie de origem, são constituídas a partir de um conjunto básico de vinte aminoácidos 
Desta forma, as proteínas têm como base de sua estrutura os polipeptídios formados de ligações 
Glicina neurotransmissor inibitório do SNC 
Triptofanoprecursor da serotonina
Proteoma humano sequência de aminoácidos proteínas 
Ligações peptídicas: ocorre entre os grupos amino (-NH2) de um aminoácido e ácido carboxílico (-COOH) de outro, ambos ligados ao carbono alfa de cada um dos aminoácidos reação entre amina de um aminoácido com o acido carboxílico de um aminoácido sai uma hidroxila de um e liga-se ao hidrogênio da amina sai agua, formando a ligação peptídica (dipeptideo). 
Amina livre resíduo amino-terminal 
Carboxila terminal resíduo carboxi-terminal 
Estrutura das proteínas 
Perde forma pode perder função 
Proteínas enrolam-se confere maior resistência 
Primária
Caracterizada por ter apenas ligações peptídicas entre os aminoácidos. É o nível estrutural mais simples e importante, pois dele deriva todo o arranjo espacial da molécula. Resulta em uma longa cadeia de aminoácidos semelhante a um colar de contas, com uma extremidade amino-terminal e uma extremidade carboxi-temrinal. Para se conhecer esta estrutura há necessidade de se efetuar: 
Determinação qualitativa e quantitativa dos aminoácidos que compõem o polipeptídio ou proteína 
Determinação da sequência de aminoácidos na cadeia polipeptídica 
Estrutura friável 
Secundária
	Mantida pelas ligações de hidrogênio. Ocorre graças à possibilidade de rotação das ligações entre os carboidratos dos aminoácidos e seus agrupamentos amina e carboxila. 
Existem serie de critérios que garantem a esta estrutura proteica, mas apenas algumas satisfazem os requerimentos necessários para que a estrutura seja estável: estrutura helicoidal (alfa hélice), originada pelas ligações de H intramolecular e a estrutura foliar (conformação beta), mantida por ligações de hidrogênio intramolecular. 
O colágeno faz um tipo especial de arranjo, chamado hélice tríplice 
	
Estrutura terciária 
	
Refere ao arranjo espacial da cadeia polipeptídica (dobramento ou formação de laços), com ou sem estrutura secundaria.
Na estabilização da estrutura terciaria e na determinação da conformação de uma proteína entram forças de naturezas diversas, por exemplo: 
Ligações de dissulfeto (covalente) entre dois resíduos de cis;
Ligações salinas ou interações eletrostáticas – mais forte das ligações polares, porém mais fracas que as ligações covalentes;
Ligações ou pontes de hidrogênio;
Interações dipolares;
Interações hidrofóbicas ou Van der Waals – são as mais baixas de todas as forças estruturais e a distância de interação é a maior
Além das forças de atração, existem as forças de repulsão, importantes no balanço à estabilização 
Quaternária 
Maior parte das proteínas do corpo; quebra fácil 
A maioria das proteínas globulares são formadas por mais de uma unidade estrutural; cada unidade estrutural pode conter um ou mais polipeptídios, cada um apresentando seu próprio grau de estruturação (primário, secundário, terciário)
Essas subunidades estruturais se ligam entre si através de ligações não covalentes. A este grau de estruturação das proteínas dá-se o nome de estrutura quaternária
Funções das proteínas 
Estrutural e contrátil 
Participam como matéria-prima na construção de estruturas celulares e histológicas, exemplos são o colágeno encontrado nos ossos e tendões, cartilagens e na pele; a queratina encontrada na pele, unhas e cabelo;
Possui propriedades impermeabilizantes que dificultam a perda de água pelos animais
A albumina apresenta-se em abundancia no plasma sanguíneo e importante na função coloidosmótica 
As proteínas miofibrilares “actina e miosina” (músculo) formação do citoesqueleto e microtúbulos (MAPS)
Enzimática 
As enzimas são proteínas especiais com função catalítica, ou seja, aceleram ou retardam as reações bioquímicas que ocorrem nas células 
Assim como os anticorpos apresentam especificidade em relação à reação ou substancia que atuam. Isso se deve ao fato de que casa enzima possui em sua estrutura um ou mais pontos que se encaixam perfeitamente na substancia ou reação que sofrerá sua ação 
Hormonal 
GH, hormônios da hipófise derivados de aminoácidos 
Muitos hormônios são, na verdade, proteínas especializadas na função de estimular ou inibir atividade de determinados órgãos, sendo, portanto, reguladores do metabolismo, por exemplo, o hormônio pancreático insulina que, lançado no sangue, contribui para a manutenção da taxa de glicemia 
Transporte
Muitas proteínas são transportadoras de nutrientes e metabolitos entre fluidos e tecidos
De uma forma geral, transportam ativamente substancias. A hemoglobina é uma proteína que transporta oxigênio dos alvéolos para os tecidos e gás carbônico dos tecidos para os pulmões. 
Defesa 
Em nosso sistema imunológico existem células especializadas na identificação de proteínas presentes nos organismos invasores, que serão consideradas estranhas.
Estas proteínas invasoras denominam-se antígenos e promovem a produção de proteínas de defesa pelos plasmócitos, denominadas anticorpos que se combinam quimicamente aos antígenos com o objetivo de neutraliza-los 
Há especificidade entre antígeno e anticorpo, ou seja, um anticorpo só neutralizará o antígeno que estimulou a sua formação 
Nutritiva 
Qualquer proteína exerce esta função, enquanto não for toxica. Todos os alimentos ricos em proteínas, como carnes em geral, são fontes naturais de aminoácidos indispensáveis aos seres vivos para a produção de outras proteínas 
Reguladora 
Esta função é desempenhada por um grupo especial de proteínas denominadas vitaminas
As células dos vegetais clorofilados e certos microrganismos, como bactérias, tem a capacidade de produzirem vitaminas. Nos animais se dá através do processo de nutrição 
Cada vitamina tem um papel biológica próprio, por isso não pode ser substituída por outra
Reserva 
Sementes de plantas armazenam proteínas para a germinação; exemplo a albumina do ovo e a caseína do leite 
Coagulação sanguínea 
Vários são os fatores de coagulação que possuem natureza proteica, como por exemplo fibrinogênio, globulina anti-hemofílica 
Classificação 
Quanto ao número de aminoácidos
Monopeptídeos, dipeptídeos, tripeptídeos,
Mais de 10 aminoácidos polipeptídio 
Quanto à necessidade na dieta 
Nutricionalmente essenciais: arginina, fenilalanina, histidina e leucina
Nutricionalmente não essenciais: alanina, cisteína, glicina e tirosina 
Quanto à forma 
Proteínas fibrosas: a maioria insolúveis nos solventes aquosos com pesos moleculares muito elevados. São formadas geralmente por longas moléculas +/- retilíneas e paralelas ao eixo da fibra (proteínas de estrutura- colágeno do conjuntivo as queratinas dos cabelos, a fibrina do soro sanguíneo ou a miosina dos músculos). Algumas proteínas fibrosas, porém, possuem estrutura diferente – helicoidal (tubulinas)
Proteínas globulares: estrutura espacial mais complexa, são mais ou menos esféricas. São geralmente solúveis nos solventes aquosos com pesos molecularesentre 10000 e vários milhões (enzimas, transportadores como a hemoglobina, etc)
Quanto à composição 
Proteínas simples
Proteínas conjugadas ou complexas 
Propriedades 
São compostos polares, solúveis em água consequentemente, insolúveis em solventes orgânicos 
Quando em água formam sistemas coloidais perdas hídricas modificam a viscosidade sanguínea 
Desnaturação (desnaturação) quebra dos níveis estruturais superiores das proteínas (desenrolar – tirando sua resistência/ estabilidade) química (ph baixo) e temperatura 
Métodos de purificação (separação)
Por peso molecular
Diálise 
Filtração molecular (cromatográficos)
Por carga elétrica eletroforese: conjunto de proteínas que é submetido a passagem de corrente elétrica proteínas caminham de acordo com a carga elétrica mais pesadas andam menos, mais leves andam mais 
Digestão das proteínas 
Enzimática: pepsina, 
Desnaturação por pH
Suco gástrico, entérico e pancreático 
Carboxipeptidases
AminopeptidasesEnzimas que degradam as proteínas podem ser endopeptidases (agem quebrando o meio da molecular) e exopeptidade (agem na porção amino – aminopepetidase - ou carboxiterminal – carboxipeptidase)
EXOPEPTIDADES
Compostos nitrogenados não proteicos 
Porfirinas: bilirrubina, mioglobina (expressa no musculo – fora da fibra nefrotóxica e cardiotoxica), hemoglobina (otimiza capacidade de transporte de gases), citocromos (complexos enzimáticos metabolizadores de fármacos), catalases (peroxidases – degrada o peroxido de hidrogênio – função anti-oxidante), clorofila
Bases nitrogenadas: pirimídicas e purínicas 
TRANSAMINAÇÃO = avaliado em problemas hepáticos. 
Quando um aminoácido transfere o grupamento amina para um cetoácido convertendo-o em um aminoácido:
TRANSAMINASES (ALT = antes era TGP = transaminase glutamínica pirúvica, AST = era TGO = transaminase glutamínica oaxalacética) = alananina aminotransferase/ aspartato aminotransferase. 
AMINOTRANSFERASES = sintetizam novas aminas
COMPONENTES PROTEICOS
Proteínas totais = podem pertencer a três grupos: albuminas, globulinas e fibrinogênio são de origem hepática, hematopoiética, e intestinal, funções distintas de cada grupo (vn ~ 6,2 - 8,9 mg/dL) 
HIPOPROTEINEMIAS RELAÇÃO DIRETA COM A ALBUMINA 
HIPERPROTEINEMIAS RELAÇÃO DIRETA COM AS GLOBULINAS
No plasma, o segundo maior componente em concentração depois da água. 
Albumina está em maior quantidade no nosso plasma. Função de transporte e pressão coloidosmótica. 
Globulinas = anticorpos.
Fibrinogênio = proteína solúvel em que no final da cascata de coagulação transforma-se em fibrina. 
Pacientes com lesões hepáticas têm baixa concentração de albumina = causa edema. Isso acontece porque a água intravascular começa a ser atraída pelas proteínas do citoplasma = passa do MEC para o meio intravascular. 
Nosso fígado não produz mais albumina porque senão seria contra ele, roubando água do MEC para o meio intravascular. Desidratação tecidual = água sairia do tecido = desidratação = mexe com o quadro de íons = aumenta a volemia = pressão. 
Como posso ter aumento da albumina? Injetando, desidratando = perde muito solvente = proporcionalmente aumenta a albumina = aumenta a concentração por perda de solvente. 
O fígado não faz mais albumina do que ele pode fazer. 
Proteína total aumentada sem foco infeccioso, ou outras causas = palpa gânglios! = pode ser Linfoma! tem que investigar. 
Suplementação de AA = ruim = porque não aproveita tanto e sobrecarrega o rim. Tem que saber se fez teste de toxicidade. 
ALBUMINA = proteínas de transporte, maior concentração plasmática (VN 3,5 - 5,0 mg/dL) 
GLOBULINAS = relacionadas com a defesa do organismo (IgG, IgM,...) Obtidas pela diferença entre proteinas totais e albumina
RELAÇÃO A/G = obtida pela divisão da albumina pela globulina (VN = 1,2 - 2,2) = mostra se existe uma tendência a ter um aumento da albumina ou diminuição da globulina. Se tiver alta tem mais albumina/pensa numa baixa de globulina. RELAÇÃO A/G ALTA = diminuição da globulina (pq não vai ter aumenta da globulina); RELAÇÃO A/G BAIXA aumento das globulinas
DEGRADAÇÃO E EXCREÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
TRANSAMINAÇÃO = pode ser uma reação tanto de síntese quanto de degradação. 
DESAMINAÇÃO OXIDATIVA = medicina ortomolecular se vendeu pra estética. Superóxido tem o poder de tirar amina do aminoácido e passa a ser cetoácido, fazendo com que a proteína perca estrutura e função. É um dos mecanismos de formação dos radicais livres (EROs = espécie reativa de oxigênio) tem a capacidade de tirar a amina do AA, ao ser desaminado a proteína perde estrutura e função. Vitamina C é antioxidante. 
CICLO DA URÉIA = envolvido com a utilização da proteína com o Ciclo de Krebs. Envolvido na síntese de energia = produto final é a uréia = muito tóxica = produto final do metabolismo protéico. O nosso rim elimina a uréia tendo que manter os níveis baixos na corrente sanguínea. Se uréia começa a elevar na corrente sanguínea é porque a excreção está comprometida = marcados da função renal. 15 a 40 mg/dL. Se estiver muito alto, pode dar demência urêmica. 
ENZIMAS
São catalisadores biológicos de alta especificidade. Catalisador = acelerador das reações. Economiza tempo e energia de ativação. 
Velocidade = produtos 
 Tempo
Complexo enzima/substrato. Depois da formação do complexo, passa a ser irreversível. Não participa da composição do produto. 
Todas as enzimas são de natureza biológica. Não tem enzimas sintéticas. 
Podem alterar: velocidade das reações
			 Energia de ativação
Não pode alterar: produtos
			 	 Concentrações finais
 Equilíbrio; deslocamento
				 G: H 
Reação Enzimática
Natureza protéica (biológica), cadeia polipeptídica simples. Enzimas são de organização TERCIÁRIA. 
 Deficiência da enzima que degrada a fenilalanina. Aumento de fenilalanina (AA)= fenilcetonúria = tóxico para o SNC = passa a BHE. Não pode ingerir fenilalanina.
Porque colhe sangue do pezinho = pq a veia é de difícil acesso. 
Tem que fazer dieta hipoprotéica. Não pode ser nem amamentada. Déficit de crescimento. 
Não tem o que fazer. 
Vantagens:		Variedade
		 	Especificidades 		 			
			Regulação genética 
Desvantagens: Denaturação (estrutura terciária)
 	 Erros genéticos (erros inatos do metabolismo). Ex: fenilcetonúria. 
COENZIMAS: FRAÇÃO NÃO PROTÉICA LIGADA A CADEIA POLIPEPTÍDICA (HOLOENZIMA).
Proveniente da dieta 
Vitaminas
Auxiliam nas transformações químicas
LIMITANTES:
Temperatura
Ph 
Natureza do solvente
Concentração salina
Tempo
Concentrações
	 	 
	SLIDE 38!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1