Aminoacidos, peptideos e proteinas

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AMINOÁCIDOS
 20 tipos de aminoácidos que formam proteínas
 19 deles apresentam carbono assimétrico (quiral)
Exceção = Gly
Os resíduos de aminoácidos em moléculas proteicas são exclusivamente esteroisômeros L.
D-aminoácidos foram encontrados em apenas alguns peptídeos, geralmente pequenos.
CLASSIFICAÇÃO EM R
 Alifáticos
Aromáticos
 Apolar
RNeutros
Ácidos (-)
Básicos (+)
 Polar
APOLARES
 Alifáticos: R formado por H-C
 Aromáticos: R com anel aromático
Exceção: Tirosina
POLARES
 Neutros: R – álcool, tiol, amida
 Ácidos: R – ácido carboxil
 Básicos: R – amina 
 LIGAÇÃO PEPTÍDICA
A natureza das ligações covalentes no esqueleto polipeptídico estabelece restrições à estrutura. A ligação peptídica tem um caráter parcial de ligação dupla, que mantém todo o grupo peptídico de seis átomos em uma configuração planar rígida. As
 PONTO ISOELÉTRICO (pI)
pH em que existe equivalência entra as cargas positivas e negativas – molécula está neutra
pH~ -
	pI+
Zwitteron = íon bipolar | é um composto químico eletricamente neutro, mas que possui cargas opostas em diferentes átomos.
Para calcular:
Não contém grupamento R ionizável = média do pKa da amina e carboxila
Contém grupamento R ionizável = média do pKa dos grupos com o mesmo sinal de carga.
 BIOQUÍMICA DA FENILCETONÚRIA
Doença rara e congênita incapacidade de quebrar adequadamente moléculas de fenilalanina.
Atividade prejudicada da enzima fenilalanina hidroxilase (PAH) que processa fenilalanina em tirosina.
Menos de 50% da fenilalanina é usada na síntese proteica, o restante sofre hidroxilação Tirosina
Com a doença, a fenilalanina se acumula e acaba tomando vias metabólicas alternativas que formam fenilcetonas, compostos tóxicos.
 CISTEÍNA
Forma um dímero cistina por ligação dissulfeto
D-Aminoácidos de relevância biológica
Ornitina 
CitrulinaParticipam do ciclo da ureia
Peptídeos de relevância biológica
Aspartame – adoçante artificial
Ocitocina – contração uterina
Bradicina – inibe inflamação dos tecidos
 PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS
Polímeros de aminoácidos
Duas moléculas de aminoácidos podem ser ligadas de modo covalente por meio de ligação peptídica
 	 Uma unidade de aminoácido em um peptídeo é frequentemente chamado de resíduo. Convenção
A extremidade aminoterminal 
A extremidade carboxiterminal 
Aminoterminal
Carboxiterminal
A hidrólise de uma ligação peptídica é exergônica (espontânea), mas ocorre muito lentamente devido sua elevada energia de ativação.
Algumas proteínas consistem em apenas uma única camada polipeptídica, porém as chamadas proteínas multissubunidade têm dois ou mais polipeptídeos associados de modo não covalente.
 Essas cadeiras podem ser iguais ou diferentes
 Se pelo menos duas idênticas = oligomérica 
As subunidades idênticas são chamadas de protômeros
Ex: Hemoglobina ~ 4 subunidades polipeptídicas | Duas alfa idênticas e duas betas idênticas
Algumas proteínas contém duas ou mais cadeias polipeptídicas ligadas covalentemente.
Ex: as duas cadeias polipeptídicas da insulina são unidas por ligações dissulfeto (Cisteína – cisteína)
Algumas proteínas contêm outros grupos químicos além dos aminoácidos
- Poteínas simples: apenas resíduos de aminoácidos
- Proteínas conjugadas: contêm outros componentes químicos
 Parte não aminoácido = grupo prostético
Proteínas homólogas = exercem a mesma função, mas contêm composição e sequência diferentes de aminoácidos
 CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURAL
Estrutura primária = é a sequência linear de uma cadeia de aminoácidos
Estrutura secundária = Conformação local de algumas regiões da cadeia polipeptídica através de pontes de hidrogênio formando alfa-hélices e folhas beta
Estrutura terciária = Arranjo tridimensional da cadeia polipeptídica, interações entre aminoácidos mais distantes.
Forças atuantes:
- Pontes de hidrogênio
- Interações hidrofóbicas
- Interações hidrofílicas
- Pontes dissulfeto
- Interações eletrostáticas
Estrutura quaternária = é uma proteína que consiste de mais de uma cadeia de aminoácidos
- Homogênea
- Heterogênea
 ESTRUTURA PRIMÁRIA
- Sequência de aminoácidos unidos por ligações peptídicas
- Terminal amino e carboxilíco
- Número variável de resíduos de aminoácidos
 Através da análise da sequência dos aminoácidos de uma proteína pode-se avaliar a relação evolutiva entre as espécies.
 ESTRUTURA SECUNDÁRIA
- Conformação em -hélice
- Conformação -pregueada
- Dobra 
CONFORMAÇÃO EM ALFA-HÉLICE
A cadeia polipeptídica assume conformação helicoidal em volta de um eixo imaginário.
Mantida por ligações de hidrogênio entre o grupo C=O de um resíduo e o grupo N-H de outro resíduo localizado 4 resíduos distante.
O hidrogênio do carbono alfa fica para dentro da hélice enquanto as cadeias laterais ficam para o lado de fora
A presença de grupos grandes, eletricamente carregados, polares ou de Gly e Pro desestabilizam a estrutura da alfa-hélice
- Estrutura relativamente rígida e pouco flexível
 cabelo, unha
CONFORMAÇÃO BETA PREGUEADA
Cadeia polipeptídica estende-se em zigzag e podem estar arrumadas lado a lado formando uma estrutura chamada folha beta pregueada
- Ausência de ponte dissulfeto
- Aminoácidos típicos: Ala e Gly
- Estrutura menos rígida, mais flexível e elástica
 Seda, teia de aranha
Ligações de hidrogênio são formadas entre as cadeias adjacentes (C=O e N-H da ligação peptídica)
Existem dois tipos:
 Paralelas: mesma orientação das cadeias (terminal amino e carboxílico) 
 Antiparalelas: orientação oposta das cadeias
Proteínas globulares podem apresentar essas duas estruturas, entretanto, para ficar compacta, a cadeia deve apresentar dobras
DOBRAS BETA
Elementos de conexão entre as regiões com estrutura secundária diferente ou não
- Dobras beta compreendem uma estrutura que causa uma volta de 180º
- Envolvem 4 aminoácidos
- Formação de ligação de hidrogênio entre o oxigênio da carboxila do primeiro resíduo com o H do grupo amina do quarto resíduo
PROTEÍNAS FIBROSAS
 COLÁGENO
Ausência de alfa-hélice
3 cadeias polipeptídicas entrelaçadas
 ELASTINA
Rica em Gly e Lys
Pobre em Pro
Porção helicoidal elasticidade
 ESTRUTURA TERCIÁRIA
Ex: mioglobina:
- 8 regiões em alfa-hélice
- ausência de folha beta
- 1 cadeia polipeptídica
- 1 grupo prostético
Recomendo assistir a vídeo-aula de hemoglobina do me salva!
 ESTRUTURA QUATERNÁRIA
Ex: Hemoglobina
Tetrâmero com 4 cadeias polipeptídicas
2 alfa e 2 beta
Desoxihemoglobina hemoglobina sem oxigênio – unidades beta se distanciam
Hemoglibina com oxigênio – unidades beta se aproximam
Obs: a concentração de H+ pode se alterar por outros fatores, não só por causa do dióxido de carbono
Pelo metabolismo, as células acabam produzindo , a liberação de faz com que ácido carbônico seja produzido. O ácido carbônico libera H+ no meio. O aumento da concentração de H+ faz com que a hemoglobina perca sua afinidade com o oxigênio, liberando-o
 CLIVAGEM DE PROTEÍNAS
 Tripsina = clivagem a nível de aminoácidos com carga positiva na região C-terminal
 Quimiotripsina = clivagem nos aminoácidos aromáticos na região C-terminal
 Brometo de cianogênio = clivagem dos resíduos de metionina no C-terminal
 DESNATURAÇÃO
Solventes orgânicos (álcool, cetona), ureia e detergentes rompem as interações hidrofóbicas | A ureia também rompe as ligações de hidrogênio
Extremos de pH alteram a carga líquida da proteína
O Método de Edman compreende ciclos de reação com 3 etapas:
1) Reação da proteína com PITC, que se acopla ao grupo amino NH2- livre do aminoácido 1 (no exemplo, uma lisina, K);
2) Hidrólise ácida da proteína conjugada com PITC libera a feniltiohidantoína (PTH) do aminoácido 1 e o restante da proteína, tornando oaminoácido 2 o novo resíduo N-terminal (no exemplo uma serina, S);
3) Análise cromatrográfica do PTH-aminoácido, e novo ciclo de reação com o novo N-terminal da proteína.