Aula 3 Bioquímica Enfermagem UFAC Aminoácidos, peptídeos e proteínas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE 
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE E DESPORTO 
CURSO DE BACHARELADO EM ENFERMAGEM 
DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
PROF. DR. RICARDO DE ARAÚJO MARQUES 
2017.1 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
A ORIGEM DA VIDA: BUSCANDO RESPOSTAS 
 A MISSÃO STARDUST (“POEIRA ESTELAR”) FOI LANÇADA PELA NASA EM 1999 PARA COLETAR 
PARTÍCULAS DA CAUDA DO COMETA WILD 2 
 RETORNOU À TERRA EM 2006 COM AS AMOSTRAS DO COMETA 
GLICINA 
ROTEIRO DA AULA 
I. INTRODUÇÃO 
II. AMINOÁCIDOS 
III. PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
IV. A ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS: 
  ESTRUTURA PRIMÁRIA 
  ESTRUTURA SECUNDÁRIA 
  ESTRUTURA TERCIÁRIA 
  ESTRUTURA QUATERNÁRIA 
V. DESNATURAÇÃO E ENOVELAMENTO DE PROTEÍNAS 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 AS PROTEÍNAS SÃO AS MACROMOLÉCULAS BIOLÓGICAS MAIS ABUNDANTES, OCORRENDO 
EM TODAS AS CÉLULAS E EM TODAS AS PARTES DAS CÉLULAS 
 
 AS PROTEÍNAS OCORREM EM GRANDE VARIEDADE 
 
 SÃO OS INSTRUMENTOS MOLECULARES PELOS QUAIS A INFORMAÇÃO GENÉTICA É EXPRESSA 
 
 AS PROTEÍNAS DE CADA ORGANISMO, DAS MAIS SIMPLES BACTÉRIAS AOS SERES HUMANOS, 
SÃO CONSTRUÍDAS DO MESMO CONJUNTO DE 20 AMINOÁCIDOS 
 
 ESSE GRUPO DE MOLÉCULAS PRECUSSORAS PODE SER CONSIDERADO O ALFABETO NO QUAL 
A LINGUAGEM DA ESTRUTURA PROTEICA É LIDA 
I. INTRODUÇÃO 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 OS PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS SÃO POLÍMEROS LONGOS DE AMINOÁCIDOS 
 
 EXERCEM AS MAIS VARIADAS FUNÇÕES NAS CÉLULAS: 
COLÁGENO 
- CATALÍTICA (ENZIMAS) 
- ESTRUTURAL 
- RECEPTORES DE SINAL 
- TRANSPORTADORES 
LUCIFERASE 
HEMOGLOBINA 
QUERATINA 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
II. AMINOÁCIDOS 
 O PRIMEIRO AMINOÁCIDO A SER DESCOBERTO FOI A 
ASPARAGINA EM 1806 NO ASPARGO 
 O ÚLTIMO DOS 20 A SER IDENTIFICADO FOI A 
TREONINA EM 1938 
 TODOS OS AMINOÁCIDOS TÊM NOME COMUNS E TRIVIAIS, 
EM ALGUNS CASOS DERIVADOS DA FONTE DA QUAL FORAM 
ISOLADOS PELA PRIMEIRA VEZ: 
 
- GLUTAMATO (GLÚTEM DO TRIGO) 
- TIROSINA (DO GREGO “tyros” QUEIJO) 
- GLICINA (DO GREGO “glykos” DOCE) TREONINA 
ASPARAGINA 
ASPARGOS 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 OS AMINOÁCIDOS TÊM DIVERSAS FUNÇÕES NOS SISTEMAS BIOLÓGICOS 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 AMINOÁCIDOS COMPARTILHAM CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS COMUNS 
GRUPO R 
GRUPO CARBOXILA 
GRUPO AMINO 
ÁTOMO 
DE 
HIDROGÊNIO 
 OS GRUPOS R (CADEIAS LATERAIS) VARIAM EM ESTRUTURA, TAMANHO E CARGA 
ELÉTRICA E INFLUENCIAM NA SOLUBILIDADE EM ÁGUA 
PROLINA É UMA EXCEÇÃO! 
 POSSUEM PROPRIEDADES FÍSICAS IDÊNTICAS 
DESVIO DA LUZ 
PLANO POLARIZADA 
DIREITA (DEXTROROTATÓRIO) – (+) 
ESQUERDA (LEVOROTATÓRIO) – (-) 
EXCETO!!! 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 ESTEREOISOMERISMO EM AMINOÁCIDOS: ENANTIÔMEROS 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
EMIL FISCHER (1852-1919) 
PRÊMIO NOBEL DE QUÍMICA 1902 
AS CONFIGURAÇÕES ABSOLUTAS DOS AMINOÁCIDOS E AÇÚCARES SIMPLES SÃO 
ESPECIFICADAS PELO SISTEMA D,L 
 
 EMIL FISCHER EM 1891 ATRIBUIU ARBITRARIAMENTE A CONFIGURAÇÃO ABSOLUTA DO 
AÇÚCAR GLICERALDEÍDO: L E D 
 
 A SUPOSIÇÃO DE FISCHER FOI CONFIRMADA EM 1952 ATRAVÉS DE ANÁLISES DE DIFRAÇÃO 
DE RAIOS X 
 
 OS RESÍDUOS DE AMINOÁCIDOS EM PROTEÍNAS SÃO ESTEREOISÔMEROS L 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 QUASE TODOS OS COMPOSTOS BIOLÓGICOS COM CENTRO QUIRAL OCORREM 
NATURALMENTE APENAS EM UMA FORMA ESTEREOISOMÉRICA, D OU L 
PEPTIDOGLICANO 
AMINOÁCIDOS DE 
CONFIGURAÇÃO D!!! 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 O CÓDIGO GENÉTICO ESPECIFICA 20 L--AMINOÁCIDOS 
 
 AMINOÁCIDOS PODEM SER CLASSIFICADOS PELO GRUPO R 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 AMINOÁCIDOS PODEM SER CLASSIFICADOS PELOS GRUPOS R 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 AMINOÁCIDOS PODEM SER CLASSIFICADOS PELOS GRUPOS R 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 NOMENCLATURA E ABREVIATURA DOS AMINOÁCIDOS 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 LIGAÇÕES DE DISSULFETO ENTRE RESÍDUOS DE CISTEÍNA ESTABILIZAM AS 
ESTRUTURAS DE MUITAS PROTEÍNAS 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
AMINOÁCIDOS INCOMUNS TAMBÉM TÊM FUNÇÕES IMPORTANTES 
 AS PROTEÍNAS PODEM CONTER RESÍDUOS DE AMINOÁCIDOS CRIADOS POR MODIFICAÇÕES 
DE RESÍDUOS COMUNS JÁ INCORPORADOS EM UM POLIPEPTÍDEO 
 4-HIDROXIPROLINA E 5-HIDROXILISINA SÃO 
ENCONTRADOS NO COLÁGENO 
 
 ALGUNS RESÍDUOS PODEM SER MODIFICADOS 
TRANSITORIAMENTE – MODIFICAÇÕES COLAVENTES 
 
 CERCA DE 300 AMINOÁCIDOS ADICIONAIS FORAM 
ENCONTRADOS NAS CÉLULAS 
 
 POSSUEM VÁRIAS FUNÇÕES, MAS NÃO SÃO TODOS 
CONSTITUINTES DE PROTEINAS 
 AMINOÁCIDOS PODEM AGIR COMO ÁCIDOS E BASES 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
ZWITTERION ( DO ALEMÃO “ÍON HÍBRIDO”) 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 AMINOÁCIDOS TÊM CURVAS DE TITULAÇÃO CARACTERÍSTICAS 
CURVA DE TITULAÇÃO DA GLICINA 
pI = 1/2 (pK1 + pK2) 
PONTO ISOELÉTRICO 
 PEPTÍDEOS SÃO CADEIAS DE AMINOÁCIDOS 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
FORMAÇÃO DE UMA LIGAÇÃO PEPTÍDICA 
LIGAÇÃO PEPTÍDICA 
III. PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
PEPTÍDEO COM 2 RESÍDUOS DE AA: 
DIPEPTÍDEO 
 
PEPTÍDEO COM 3 RESÍDUOS DE AA: 
TRIPEPTÍDEO 
 
PEPTÍDEO COM 4 RESÍDUOS DE AA: 
TETRAPEPTÍDEO 
... 
REAÇÃO DE CONDENSAÇÃO ENTRE O GRUPO -
CARBOXILA DE UM AMINOÁCIDO E O GRUPO -
AMINO DO OUTRO COM ELIMINAÇÃO DE ÁGUA 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 PEPTÍDEOS SÃO CADEIAS DE AMINOÁCIDOS 
I - SERIL-GLICIL-TIROSIL-ALANIL-LEUCINA 
II - Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu 
III - SGYAL 
INÍCIO FIM 
(N-TERMINAL) (C-TERMINAL) 
 OLIGOPEPTÍDEO: POUCOS AMINOÁCIDOS LIGADOS 
 POLIPEPTÍDEO: MUITOS AMINOÁCIDOS LIGADOS 
POLIPEPTÍDEO < 10.000 D < PROTEÍNA 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
OCITOCINA (9 RESÍDUOS DE AA) – SECRETADA PELA 
NEURO-HIPÓFISE 
 
 ESTIMULA CONTRAÇÕES UTERINAS 
ONGIOTENSINA II (10 RESÍDUOS DE AA) 
 
 VASOCONSTRITOR 
PEPTÍDEOS E POLIPEPTÍDEOS BIOLOGICAMENTE ATIVOS OCORREM EM UMA AMPLA 
VARIAÇÃO DE TAMANHOS E COMPOSIÇÕES 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
PEPTÍDEOS E POLIPEPTÍDEOS BIOLOGICAMENTE ATIVOS OCORREM EM UMA AMPLA 
VARIAÇÃO DE TAMANHOS E COMPOSIÇÕES 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
PROTEÍNAS 
SIMPLES 
CONJUGADAS (GRUPO PROSTÉTICO) 
 ALGUMAS PROTEÍNAS CONTÊM OUTROS GRUPOS QUÍMICOS ALÉM DE AMINOÁCIDOS 
 AS PROTEÍNAS POSSUEM ATÉ 4 NÍVEIS DE ESTRUTURA 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
IV. ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 O QUE TORNA UMA PROTEÍNA UMA ENZIMA, OUTRA UM 
HORMÔNIO E OUTRA UMA PROTEÍNA ESTRUTURAL? 
 
 CADA PROTEÍNA TEM UM NÚMERO E UMA SEQUÊNCIA DE 
RESÍDUOS DE AMINOÁCIDOS DISTINTOS 
 
 A ESTRUTURA PRIMÁRIA DE UMA PROTEÍNA DETERMINA A 
SUA ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL 
 
 A SEQUÊNCIA LINEAR DE AMINOÁCIDOS DA ORIGEM A UMA 
MOLÉCULA COM ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL APÓS O 
PROCESSO DE ENOVELAMENTO 
 ESTRUTURA PRIMÁRIA DAS PROTEÍNAS 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
ESTRUTURA DE PRIMÁRIA DA INSULINA HUMANA 
 ESTRUTURA PRIMÁRIA DAS PROTEÍNAS 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 ESTRUTURA SECUNDÁRIA DAS PROTEÍNAS 
 A α-HÉLICE É UMA ESTRUTURA SECUNDÁRIA COMUM EM PROTEÍNAS - ESTRUTURA 
HELICOIDAL 
 ESTRUTURA SECUNDÁRIA É O ARRANJO ESPACIAL DOS RESÍDUOS DE AMINOÁCIDOS 
ADJACENTES EM UM SEGMENTO POLIPEPTÍDICO 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 ESTRUTURA SECUNDÁRIA DAS PROTEÍNAS 
 α-HÉLICES PODEM, TEORICAMENTE, SER VOLTADAS PARA A ESQUERDA E PARA A DIREITA 
 A α-HÉLICE VOLTADA PARA A DIREITA É A FORMA COMUM 
 
 A FORMA MAIS ESTÁVEL DE UMA α-HÉLICE COMPOSTA DE AMINOÁCIDOS DE 
CONFIGURAÇÃO D SERIA VOLTADA PARAA ESQUERDA 
MODELO 
COMPUTACIONAL EM 3D 
DA MIOGLOBINA 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 ESTRUTURA SECUNDÁRIA DAS PROTEÍNAS 
 CONFORMAÇÕES β: FORMA EM ZIGUE-ZAGUE 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 ESTRUTURAS TERCIÁRIA E QUATERNÁRIA EM PROTEÍNAS 
 ESTRUTURA TERCIÁRIA É O ARRANJO TRIDIMENSIONAL DE TODOS OS ÁTOMOS DA PROTEÍNA 
 
 ESTRUTURA QUARTERNÁRIA É O ARRANJO TRIDIMENSIONAL DE DUAS OU MAIS CADEIAS 
POLIPEPTÍDICAS, OU SUBUNIDADES, QUE PODEM SER IDÊNTICAS OU DIFERENTES 
(PROTÔMEROS) 
PROTEÍNAS 
FIBROSAS 
GLOBULARES 
FUNÇÃO 
ESTRUTURAL 
MULTIFUNÇÃO 
 CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS QUANTO A ESTRUTURA E A FUNÇÃO 
 ENZIMAS 
 CANAIS IÔNICOS 
 RECEPTORES 
 TRANSPORTADORES 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 AS PROTEÍNAS FIBROSAS SÃO ADAPTADAS A FUNÇÕES ESTRUTURAIS 
 AS PROTEÍNAS FIBROSAS COMPARTILHAM PROPRIEDADES QUE DÃO FORÇA E/OU 
FLEXIBILIDADE ÀS ESTRUTURAS NAS QUAIS OCORREM 
 
 EM GERAL, A UNIDADE ESTRUTURAL FUNDAMENTAL É UM ELEMENTO SIMPLES DE 
ESTRUTUTA SECUNDÁRIA QUE SE REPETE 
 
 TODAS AS PROTEÍNAS FIBROSAS SÃO INSOLÚVEIS EM ÁGUA (AMINOÁCIDOS DE CADEIA 
LATERAL HIDROFÓBICA) 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 -QUERATINA 
 A ESTRUTURA DO CABELO 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 AS PROTEÍNAS FIBROSAS SÃO ADAPTADAS A FUNÇÕES ESTRUTURAIS 
 A ESTRUTURA DO COLÁGENO 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 AS PROTEÍNAS GLOBULARES SÃO MAIS COMPLEXAS E POSSUEM AS MAIS VARIADAS 
FUNÇÕES 
 A ESTRUTURA DA HEMOGLOBINA 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
V. DESNATURAÇÃO E ENOVELAMENTO DE PROTEÍNAS 
 VIAS QUE CONTRIBUEM PARA A PROTEOSTASE 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 A PERDA DE ESTRUTURA DA PROTEÍNA RESULTA NA PERDA DA FUNÇÃO 
 DESNATURAÇÃO: PERDA DA ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL 
EFEITO DA TEMPERATURA EFEITO DO pH 
 A DESNATURAÇÃO DE PROTEÍNAS CAUSA PRECIPITAÇÃO 
CONCEITOS IMPORTANTES 
 
1 – OS 20 AMINOÁCIDOS POSSUEM CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS COMUNS. 
 
2 – OS AMINOÁCIDOS PODEM EXISTIR EM DUAS FORMAS ESTEREOISOMÉRICAS D E L. 
 
3 – OS AMINOÁCIDOS PODEM SER CLASSIFICADOS EM CINCO TIPOS COM BASE NA POLARIDADE E 
CARGAS DE SEUS GRUPOS R. 
 
4 – OS AMINOÁCIDOS VARIAM EM SUAS PROPRIEDADES ÁCIDO BÁSICAS E TÊM CURVAS DE TITULAÇÃO 
CARACTERÍSTICAS. 
 
5 – OS AMINOÁCIDOS PODEM SER UNIDOS ATRAVÉS DE LIGAÇÕES PEPTÍDICAS PARA FORMAR 
PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS. 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
CONCEITOS IMPORTANTES 
 
6 – DIFERENÇAS NA FUNÇÃO DE PROTEÍNAS RESULTAM DE DIFERENÇAS NA COMPOSIÇÃO E NA 
SEQUÊNCIA DE AMINOÁCIDOS – ESTRUTURA PRIMÁRIA. 
 
7 – ESTRUTURA SECUNDÁRIA É O ARRANJO ESPACIAL DOS RESÍDUOS DE AMINOÁCIDOS ADJACENTES EM 
UM SEGMENTO POLIPEPTÍDICO: HÉLICES α E CONFORMAÇÕES β . 
 
8 – ESTRUTURA TERCIÁRIA É O ARRANJO TRIDIMENSIONAL DE TODOS OS ÁTOMOS DA PROTEÍNA. 
 
9 – ESTRUTURA QUARTERNÁRIA É O ARRANJO TRIDIMENSIONAL DE DUAS OU MAIS SUBUNIDADES DE 
CADEIAS POLIPEPTÍDICAS. 
 
10 – A S PROTEÍNAS PODEM SER CLASSIFICADAS COMO FIBROSAS OU GLOBULARES. 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
CONCEITOS IMPORTANTES 
 
11 – A MANUTENÇÃO DO ESTADO ESTÁVEL DA COLEÇÃO DE PROTEÍNAS CELULARES ATIVAS É CHAMADA 
PROTEOSTASE. 
 
12 – PARA MUITAS PROTEÍNAS, O ENOVELAMENTO É FACILITADO PELAS CHAPERONAS. 
 
13 – A ESTRUTURA TRIDIMENSIONAL E A FUNÇÃO DA MAIORIA DAS PROTEÍNAS PODEM SER 
DESTRUÍDAS PELA DESNATURAÇÃO. 
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS