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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
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