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06/04/2017 1 Profª. Drª. Sheila Tavares Nascimento 2017 Estudo dos nutrientes - Proteínas 1 PROTEÍNAS 2 FUNÇÕES, DIGESTÃO, ABSORÇÃO E METABOLISMO 06/04/2017 2 Proteínas Definição → Biomoléculas de grande dimensão, ou macromoléculas, constituídas por uma ou mais cadeias de resíduos aminoácidos (ligados por lig. peptídicas). Representam a maior fração dos compostos nitrogenados no organismo animal Estruturas quartenárias (CHONS) 3 Proteínas Composição básica • Carbono (51 a 55%) • Hidrogênio (6,5 a 7,3%) • Oxigênio (21,5 a 23,5%) • Nitrogênio (15,5 a 18%) • Enxofre (O,5 a 1,5%) • Fosforo (0 a 1,5%) ..... Alimentos vegetais → Em torno de 16% N 4 06/04/2017 3 Proteínas Classificação de acordo com a composição: • Simples= Solúveis em água e álcool e fornecem por hidrólise somente aa. • Conjugadas= Fornecem por hidrólise, aas e outras substancias (grupo prostético). albumina Caseína (fosfoproteína) 5 Proteínas Classificação de acordo com a composição: • Simples= Solúveis em água e álcool e fornecem por hidrólise somente aa. • Conjugadas= Fornecem por hidrólise, aas e outras substancias (grupo prostético). 6 06/04/2017 4 7 • Proteínas são as macromoléculas mais abundantes nas células vivas � 50% do seu peso seco!! • Ocorrem em grande diversidade – Centenas de diferentes tipos podem ser encontradas numa única célula Proteínas Proteínas Função: • Estrutural – formação e manutenção dos tecidos orgânicos • Formação de hormônios e enzimas • Fonte secundaria de energia • Transporte e armazenamento das gorduras e minerais • Agente tamponante e auxilio na manutenção da pressão osmótica • Na reprodução, formação de espermatozoides • Transporte de oxigênio (hemoglobina) 8 06/04/2017 5 Proteínas � As PROTEÍNAS participam da estrutura e função dos organismos e destacam-se entre elas: � ENZIMAS (catalisadores biológicos); � PROTEÍNAS REGULATÓRIAS (insulina, glucagon); � TRANSPORTADORAS (hemoglobina); 9 Proteínas � PROTEÍNAS DE ESTOQUE (caseína, ferritina, mioglobina); � PROTEÍNAS DE ESTRUTURA (queratina, colágeno, elastina); � PROTEÍNAS CONTRÁTEIS (actina, miosina); � PROTEÍNAS PROTETORAS (anticorpos, fibrinogênio, trombina); 10 06/04/2017 6 Proteínas � PROTEÍNAS SINALIZADORAS (hormônios, mensageiros intracelulares); � TOXINAS (crotalina, botulina); � PROTEÍNAS DE REVESTIMENTO (glicoproteínas). 11 12 • Proteína = “primeiro” ou “mais importante” • Formadas por grupos de moléculas simples � aminoácidos • Peptídeos: pequenas cadeias de aminoácidos Todas as proteínas são construídas como mesmo conjunto de 20 aminoácidos, unidos covalentemente, em seqüência característica 06/04/2017 7 13 20 L-Aas Todas as proteínas!!! síntese 20! = 2,4 x 10 18 moléculas diferentes A B C BC A ACB C AB A BC AB C 14 • As células podem unir os 20 aminoácidos em várias combinações e seqüências para obter os peptídeos e proteínas com propriedades e atividades muito diferentes entre si • Como essas mesmas unidades fundamentais, organismos diferentes podem construir produtos amplamente diversos – Transporte, armazenamento, movimento, estrutura, controle da expressão gênica, substancias de crescimento, mecanismos de imunidade, mecanismos de coagulação, componentes da membrana celular, hormônios, enzimas. 06/04/2017 8 15 • Unidades fundamentais das proteínas • Apresentam pelo menos um grupo carboxílico e um grupo amino • Têm como fórmula geral: Aminoácidos têm características estruturais comuns 16 • grupo carboxila ligado a um grupo amino por ligação peptídica: Aminoácidos têm características estruturais comuns 06/04/2017 9 17 18 Funções dos aminoácidos • 1) combustível – Glicogênicos: aminoácidos que podem se converter em glicose – Cetogênicos: aminoácidos que se tranformam em Acetil CoA ou acetoacetado • Leucina e lisina – Glicocetogênicos: • Isoleucina; triptofano; tirosina; fenilalanina 06/04/2017 10 19 Funções dos aminoácidos 20 Funções dos aminoácidos 06/04/2017 11 21 • 2) Conversão em outras moléculas – Os aminoácidos são “blocos” para construção de outras moléculas – Ex. aspartato e glutamina • Contribuem para a formação de purinas e primidinas, que são “bloco” para a construção dos ácidos nucléicos Funções dos aminoácidos 2) Conversão em outras moléculas (Função principal dos aminoácidos é gerar novas proteínas) � Síntese: incorporação de aminoácidos em proteínas específicas definida pela informação genética (guiada por RNAr, RNAt e RNAm). • proteína muscular • pele e pêlos • manutenção e reparo de tecidos • unhas e cascos • enzimas e hormônios • proteínas do leite, lã • proteínas do sangue 22 06/04/2017 12 23 Aminoácidos essenciais x não essenciais • Aminoácidos essenciais – O corpo não sintetiza em quantidades significantes – São requeridos na alimentação – Requerem vias biossintéticas complexas – Histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, valina, fenilalanina, treonia, triptofano, arginina INDISPENSÁVEIS NA DIETA! 24 Aminoácidos essenciais x não essenciais • Aminoácidos essenciais – O corpo não sintetiza em quantidades significantes – São requeridos na alimentação – Requerem vias biossintéticas complexas – Histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, valina, fenilalanina, treonia, triptofano, arginina 06/04/2017 13 25 Aminoácidos essenciais x não essenciais 26 • Aminoácidos não essenciais – Podem ser sintetizados pelo organismo – Podem ser formados a partir de outros aminoácidos • Glicina � cisteína – Ou a partir de outras moléculas • Piruvato � alanina • Oxaloacetato � aspartato 06/04/2017 14 Aminoácidos essenciais Aminoácidos não essenciais Leitões/ aves Suínos/ aves Pintos Lisina Lisina Lisina Glicina Metionina Metionina Metionina Serina Triptofano Triptofano Triptofano Alanina Valina Valina Valina Ácido aspártico Histidina Histidina Histidina Ácido glutamico Fenilalanina Fenilalanina Fenilalanina Cistina Leucina Leucina Leucina Prolina Isoleucina Isoleucina Isoleucina OH-prolina Treonina Treonina Treonina Tirosina Arginina Glicina ou Asparagina Serina Glutamina Prolina Indispensáveis – ausência impede a síntese proteica Essencial para leitões – conseguem sintetizar somente 60% 27 28 Aminoácido limitante Suprimento via dieta abaixo da exigência do animal; Lisina/ treonina: deficiente nos vegetais 06/04/2017 15 29 Aminoácido limitante Suprimento via dieta abaixo da exigência do animal; Lisina/ treonina: deficiente nos vegetais 30 Aminoácido limitante Suprimento via dieta abaixo da exigência do animal; Lisina/ treonina: deficiente nos vegetais 06/04/2017 16 31 Proteína Bruta x Proteína Ideal Durante anos, as formulações de dietas para aves foram baseadas no conceito de proteína bruta (quantidade de nitrogênio x 6,25). Isso frequentemente resultou em dietas com um conteúdo de aminoácidos superior ou em desequilíbrio em relação às exigências reais dos animais. 32 Proteína Bruta x Proteína Ideal 06/04/2017 17 33 Proteína Bruta x Proteína Ideal 34 Proteína Bruta x Proteína Ideal 06/04/2017 18 35 Proteína Bruta x Proteína Ideal 36 Proteína Bruta x Proteína Ideal 06/04/2017 19 37 Proteína Bruta x Proteína Ideal 38 Proteína Bruta x Proteína Ideal 06/04/2017 20 39 Proteína Bruta x Proteína Ideal Finalidade= Necessidade de dieta equilibrada que resulte em melhor desempenhode aves e suínos e redução da emissão de poluentes no meio ambiente Retém 35% do N da dieta (proteína)e o restante é excretado nas fezes e urina (NRC, 1998). Proteína Bruta x Proteína Ideal Utilização de um aa padrão de comparação (Lisina) o qual permitirá uma relação aminoácidos/lisina (Estimativa de todos os aas da dieta). 40 06/04/2017 21 Proteína Bruta x Proteína Ideal 41 Pq a Lisina??? • Fácil analise • Participa intensamente do crescimento dos tecidos • Tem exigência metabólica alta • É limitante na dieta de aves e suínos • Muitos trabalhos que avaliaram sua exigência nutricional e digestibilidade • É menos tóxica • Etc... Proteína Bruta x Proteína Ideal 42 06/04/2017 22 43 DIGESTÃO e ABSORÇÃO 44 06/04/2017 23 DIGESTÃO 45 Padrão semelhante ao dos carboidratos � moléculas grandes quebradas em pequenas cadeias peptídicas Principal diferença?? 46 Locais: • estômago • intestino Síntese das enzimas: • estômago • pâncreas • intestino DIGESTÃO 06/04/2017 24 47 Enzima Ação Fonte Precursor Ativador Pepsina Endopeptidase Glândulas gástricas Pepsinogênio HCl, pepsina Quimosina (Renina) Endopeptidase Glândulas gástricas Quimosinogênio ? Tripsina Endopeptidase Pâncreas Tripsinogênio Enterocinase Quimotripsina Endopeptidase Pâncreas Quimotripsinogênio Tripsina Elastase Endopeptidase Pâncreas Próelastase Tripsina Carboxipeptidase A Exopeptidase Pâncreas Prócarboxipeptidase A Tripsina Carboxipeptidase B Exopeptidase Pâncreas Prócarboxipeptidase B Tripsina Enzimas da fase luminal da digestão das proteínas DIGESTÃO 48 Estômago Pâncreas Intestino Delgado ZIMOGÊNIOS Ativação por Clivagem proteolítica ENZIMAS ATIVASENZIMAS ATIVAS Síntese das enzimas 06/04/2017 25 DIGESTÃO 49 Fase luminal inicia-se Propriedades hidrolíticas Atividade ótima = pH 1 a 3 DIGESTÃO 50 Fase luminal termina Ação de enzimas pancreáticas 06/04/2017 26 DIGESTÃO – Fase Membranosa 51 Peptidases Membrana e dentro dos enterócitos DIGESTÃO – Fase Membranosa 52 Peptidases Hidrólise dos produtos peptídicos da fase luminal � produz aminoácidos livres 06/04/2017 27 DIGESTÃO – Fase Membranosa 53 Peptidases Peptídeos de cadeia mais longa não são completamente digeridos Absorvidos diretamente Hidrolisados por peptidades intracelulares a aas livres Sangue 54 ABSORÇÃO Transporte ativo � co-transporte de Na 06/04/2017 28 Proteínas: mamíferos: primeiras 24-48 h pós-natal (ausência HCl) absorção de imunoglobulinas do colostro (imunidade passiva) Aminoácidos: �Competição entre aminoácidos com sistemas de transporte semelhantes: • Monoamino-carboxílico ou neutros • Básicos • Dicarboxílicos ou acídicos � Sistema porta hepático: transporte para o fígado � Fígado: síntese de proteínas hepáticas e sanguíneas � Depósitos no tecido muscular, fígado, rins, parede intestinal ABSORÇÃO 55 56 ABSORÇÃO 06/04/2017 29 57 ABSORÇÃO Sistema porta-hepático Proteína Ração Peptídeos + aminoácidosNão digerida Proteína fecal Proteína microflora Metabolismo Proteína orgânicaEnergia Excreção urinária CO2+ H2O Energia Catabolismo (CO2+H2O) Anabolismo (Proteínas) Produção Uréia (mamíferos) Ácido Úrico (aves) 58
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