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João Carlos Marques Ponte Aminoácidos Aminoácidos – Breve Histórico Os primeiros aminoácidos foram descobertos no começo do século XIX Em 1806 o químico francês Louis Vauquelin isolou um determinado composto encontrado em aspargos (Asparagus sativus), consequentemente denominado asparagina Em 1866 o glutamato foi isolado a partir do gluten, uma proteína do trigo Papéis Biológicos 1. Aminoácidos podem ser metabolizados para produzir energia. Isto é especialmente importante durante o jejum, quando a quebra de proteína muscular é a principal fonte de energia; 2. Alguns aminoácidos agem como neurotransmissores (e. g. Glutamato, Aspartato e Glicina; 3. Alguns aminoácidos agem como hormônios, advindos dos aminoácidos triptofano e tirosina, que são convertidos em seratonina, melatonina, catecolaminas e hormônios da tireóide; 4. Aminoácidos são os principais blocos construtores das proteínas. Composição Química da Célula Água 70% Proteínas 15% Ácidos Nucléicos 7% Carboidratos 3% Lipídios 2% Sais Minerais 2% Outros 1% Aminoácidos • São as unidades formadoras estruturais das proteínas, seus blocos construtores. • Todas as proteínas são formadas a partir da ligação em sequência de apenas 20 aminoácidos. • São ácidos orgânicos formados por átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Alguns tipos de aminoácidos contêm também átomos de enxofre e fósforo que aparecem, portanto na composição das proteínas. • Existem, além destes 20 aminoácidos principais, alguns aminoácidos especiais, que só aparecem em alguns tipos de proteínas. Aminoácidos – Estrutura Básica Aminoácidos – Estrutura Básica Todos os 20 aminoácidos encontrados nas proteínas possuem um grupo carboxílico e um grupo amino ligados ao mesmo carbono (C-) A diferença entre um aminoácido e outro está na cadeia lateral, também chamada de radical (R). As propriedade de cada um dos 20 aminoácidos depende de sua cadeia lateral Os 20 aminoácidos Aminoácidos & Quiralidade Devido ao arranjo tetraédrico da estrutura de um aminoácido, os 4 grupos que estão ligados ao C- podem assumir 2 arranjos espaciais distintos, que são imagens espectrais uma da outra e não podem ser superpostas. Estas 2 formas são chamadas de enantiômeros ou estereoisômeros. Aminoácidos & Quiralidade - Vídeo Aminoácidos • Formam dois esterioisômeros: L e D – L Levorrotatório (esquerda) – D Destrorrotatório (direita) • Observações importantes: – Os aminoácidos nas moléculas protéicas são sempre L-estereisômeros – Os D aminoácidos foram encontrados apenas em pequenos peptídeos de parede celular bacteriana e alguns peptídeos que têm função antibiótica. Classificação dos Aminoácidos Essenciais - são aqueles que não podem ser sintetizados pelos animais. Não essenciais - são aqueles que podem ser sintetizados pelos animais. São de 10 a 12 AAs encontrados em suas proteínas. É importante ressaltar que, para os vegetais, todos os aminoácidos são não essenciais. Fica claro que classificar um aminoácido em não essencial ou essencial depende da espécie estudada; assim um certo aminoácido pode ser essencial para um animal e não essencial para outro. Aminoácidos com Radical "R" Apolar ou HIDROFÓBICO. Possuem radical "R" geralmente formado exclusivamente por carbono e hidrogênio - grupamentos alquila. São em número de 8: Alanina, Glicina, Isoleucina, Leucina, Metionina, Prolina, Valina e Metionina. Classificação dos Aminoácidos - Polaridade Aminoácidos nos quais R é POLAR ou HIDROFÍLICO. Possuem radicais "R" contendo hidroxilas, sulfidrilas e grupamentos amida. São em número de 5: Aspargina, Cisteina, Glutamina, Serina e Treonina; Os aminoácidos diferem entre si pela estrutura da cadeia lateral. As propriedades das cadeias laterais dos aminoácidos – principalmente o fato de algumas delas terem afinidade pela água e outras não – são importantes para a conformação das proteínas e, portanto, para a sua função. Classificação dos Aminoácidos - Polaridade Classificação dos Aminoácidos – Carga + Aminoácidos carregados positivamente São diamino e monocarboxílicos : Arginina, Histidina e Lisina. Classificação dos Aminoácidos – Carga - Aminoácidos carregados negativamente São monoamino e dicarboxílicos: Ácido Aspártico, Ácido glutâmico. Classificação dos Aminoácidos - Aromáticos E agora? Polares ou Apolares? Características Físicas • São todos compostos sólidos, cristalinos e que se fundem a alta temperatura; • Incolores; • A maioria apresentam sabor adocicado; • Alguns insípidos; • E outros amargos; • Com exceção da glicina, que é solúvel em água, os demais apresentam solubilidade variável; • Insolúveis em solventes orgânicos; • Em soluções aquosas apresentam alto momento dipolar. Caráter Ácido-Básico Característica ácida (presença do grupo carboxila) Característica básica (presença do grupo amino) Anfóteros Caráter anfótero - reagem tanto em ácidos quanto em bases, produzindo sais Deficiência de Aminoácidos Indivíduo pode se tornar deficiente em aminoácidos por diversos motivos: • Dieta pobre em proteínas; • Má absorção; • Stress físico e psicológico; • Uso de drogas (principalmente quimioterápicos) • Excreção excessiva; • Desbalanço de vitaminas e minerais; • Trauma; • Fatores genéticos. Marasmo & Kwashiorkor Aminoacidopatias As aminoacidopatias constituem um grupo de erros congênitos relacionados com uma anomalia genética do metabolismo dos aminoácidos Atualmente se conhecem mais de 50 aminoacidopatias As anomalias apresentam desde um fenótipo totalmente benigno (histidinemia) até o desenvolvimento insidioso de uma encefalopatia (fenilcetonúria), passando por anomalias severas e rapidamente fatais (acidúrias orgânicas, deficiências do ciclo da uréia) A patogenia evidenciada na maioria das aminoacidopatias é um mecanismo tóxico baseado no princípio do bloqueio enzimático. Exemplos de Aminoacidopatias 1. Fenilcetonúria clássica; É causada pela deficiência completa ou quase completa de fenilalanina hidroxilase. O acúmulo de fenilalanina perturba o metabolismo normal e causa lesão cerebral . 2. Tirosinemia; causada por uma deficiência de fumarilacetoacetato hidrolase (FAH) que catalisa a última etapa do catabolismo da tirosina. O acúmulo de metabólitos intermediários é bastante tóxico para o fígado. 3. Hiperglicinemia não cetótica Causada pela deficiência no complexo de quebra da glicina fígado. Os pacientes apresentam deficiência mental grave e muitos não sobrevivem à infância Teste do Pezinho Algumas doenças não apresentam sintomas nos primeiros dias de vida. O Teste do Pezinho permite identificar precocemente várias dessas doenças. Assim, o aparecimento dos sintomas será evitado através do tratamento precoce e apropriado. Eliminando, assim, as sequelas associadas a cada doença, dentre elas a deficiência mental. Ligação peptídica Quando um aminoácido se junta a outro através da ligação entre o carboxi-terminal de um e o amino-terminal de outro, esta nova molécula passa a se chamar peptídeo. Peptídeos Peptídeos Se o peptídeo é formado por 2 aminoácidos, é chamada um dipeptídeo; se por 3, um tripeptídeo, e assim por diante Os polímeros de aminoácidos são chamados de peptídeos quando contém até cerca de 50 aminoácidos. A partir daí, estes polímeros são chamados de proteínas. O estudo dos peptídeos é de grande importância porque serve como um preparativo para o estudo das proteínas; e também porque os peptídeos, por si só, constituem uma classe de moléculas com grande importância nos organismos vivos. Uma grande parte dos hormônios são peptídeos. Tamanho de algumas proteínas Composição de Aminoácidos de 2Proteínas
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