Aula 2 PROTEÍNAS I e II

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PROTEÍNAS
UNIVERSIDAE ESTÁCIO DE SÁ
CAMPOS DOS GOYTACAZES
Maria Cecília Gomes dos Santos
INTRODUÇÃO
 As proteínas são as moléculas orgânicas mais abundantes e importantes nas células. São fundamentais sob todos os aspectos da estrutura e função celular. Além disso, a maior parte da informação genética é expressa pelas proteínas. 
 A estrutura corpórea dos seres humanos é constituída por proteína.
COMPOSIÇÃO
  Todas contêm carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio. Algumas proteínas contêm elementos adicionais, particularmente enxofre, fósforo, ferro, zinco e cobre. 
 Todas as proteínas, são construídas a partir de um conjunto básico de vinte aminoácidos, arranjados em várias seqüências específicas.
FUNÇÕES
 
 Devido as proteínas exercerem uma grande variedade de funções na célula, estas podem ser divididas em dois grandes grupos:
       - Dinâmicas - Transporte, defesa, catálise de reações, controle do metabolismo e contração.
     - Estruturais - Proteínas como o colágeno e elastina, que promovem a sustentação estrutural da célula e dos tecidos.
 
           
ESTRUTURA
 A estrutura da proteína é um componente importante da sua função.
ESTRUTURA PRIMÁRIA
 
            - É o nível estrutural mais simples e mais importante, pois dele deriva todo o arranjo espacial da molécula.
    
            - A estrutura primária de uma proteína é destruída por hidrólise química ou enzimática das ligações peptídicas, com liberação de peptídeos menores e aminoácidos livres.
     
ESTRUTURA SECUNDÁRIA
 É dada pelo arranjo espacial de aminoácidos próximos entre si na seqüência primária da proteína.
          - Ocorre graças à possibilidade de rotação das ligações entre os carbonos e dos aminoácidos e seus grupamentos amina e carboxila.
   
ESTRUTURA TERCIÁRIA
            - É a forma tridimensional como a proteína se "enrola".
            - Ocorre nas proteínas globulares, mais complexas estrutural e funcionalmente.
            - Cadeias polipeptídicas muito longas que se organizam em domínios e regiões.
       
ESTRUTURA QUATERNÁRIA
 Surge apenas nas proteínas oligoméricas (formada por mais de uma cadeia polipeptídica).
            - Dada pela distribuição espacial de mais de uma cadeia polipeptídica no espaço.
            - Se mantém unidas por forças covalentes, como pontes dissulfeto e pontes de hidrogênio, etc.
       
DIGESTIBILIDADE
 Relação entre o N ingerido e o N absorvido.
 A digestibilidade é o principal fator que afeta a qualidade da proteína.
 Digestibilidade de alguns alimentos:
 - Proteínas animais: 90 – 95% 
 - Proteína da soja: 70 - 75%
 - Maioria dos cereais e leguminosas: 10 - 70%
 - Vegetais: 30 - 55% 
QUALIDADE DA PROTEÍNA NA DIETA
 A qualidade de uma proteína dietética depende da sua constituição de aminoácidos e da biodisponibilidade dos mesmos.
 A qualidade da proteína dietética pode ser melhorada pela combinação de fontes de proteínas com diferentes aminoácidos limitantes, que são aqueles aminoácidos essenciais encontrado em menor concentração, em alguns alimentos.
 Existe um índice que considera tanto a digestibilidade quanto o valor biológico e revela a real qualidade nutricional de uma proteína, é o NPU (Net Protein Utilization) . O NPU mede a quantidade de nitrogênio que é ingerido, absorvido e retido. A maioria das proteínas animais tem altos valores biológicos e de digestibilidade, portanto índices altos de NPU, as proteínas vegetais por outro lado, tem digestibilidade e valor biológico menores, que refletem índices baixos de NPU. 
QUALIDADE PROTEICA
NdpCal% = NPU x P%
 O NdpCal representa o valor percentual do VCT de uma dieta/refeição na forma de proteína utilizável. Para estimativa do valor do NPU (utilização protéica líquida) pode-se multiplicar os seguintes fatores pelo respectivo % das proteínas da dieta segundo sua origem:
proteína de origem animal – 0,7
proteína de leguminosas – 0,6
proteína de cereais – 0,5
 
 Para uma dieta/refeição mista com fontes de proteínas de diferentes origens, calcula-se:
 NdpCal%= (P%animal x 0,7) + (P%leguminosas x 0,6) + (P%cereais x 0,5)
 
 No Brasil, este indicador é utilizado no Programa de Alimentação do Trabalhador (PAT) que recomenda refeições com valores de NdpCal entre 6 e 10%.
BALANÇO NITROGENADO
 O balanço nitrogenado é a diferença entre o nitrogênio ingerido e o nitrogênio excretado (urina, fezes e outras perdas).
 1) Balanço nitrogenado equilibrado: Quando a quantidade de nitrogênio ingerido é igual a excretado. Ex.: adultos normais que não estão perdendo e nem aumentando a sua massa magra (músculos).
2) Balanço nitrogenado negativo: Quando a quantidade  de nitrogênio ingerido é menor que a excretado. Ex.: estado de jejum, dieta pobre em proteínas, dieta restritiva, doenças altamente catabólicas como câncer, AIDS, etc.
3) Balanço nitrogenado positivo: Quando a quantidade de nitrogênio ingerido é maior que o excretado. Ex.: crianças (fase de crescimento), gestantes, treino de musculação com o objetivo de hipertrofia muscular, etc.
NECESSIDADES 
 As necessidades diárias situam-se em torno de 0,8 a 1 grama por quilo de peso. Em relação à contribuição total das proteínas na ingestão calórica, recomenda-se cerca de 10 a 15%.
 Fontes alimentares:
 Origem animal: carnes (mamíferos, aves, pescados, etc.), vísceras, ovos, leite e derivados.
 Origem vegetal: leguminosas secas (feijões, ervilha, lentilha, grão-de-bico, etc.) e cereais integrais (milho, trigo, etc.).
 As proteínas animais são digeridas de forma mais eficiente que as proteínas vegetais.
 Uma dieta bem balanceada, com uma variedade de alimentos que proporcionem também uma ingestão adequada de micronutrientes (vitaminas e minerais) é a melhor maneira de conquistar seus objetivos, sejam eles estéticos, competitivos ou terapêuticos. 
ATIVIDADES ESTRUTURADAS
 *Realizar em grupo de até 3 alunos
 *Realizar busca bibliográfica, artigos científicos que abordem o tema.
 *O grupo deverá elaborar um resumo do conteúdo desenvolvido seguindo as perguntas abaixo:
_ As proteínas de origem vegetal que são limitantes em aminoácidos essenciais podem ser a principal fonte protéica na alimentação humana?
_ A associação de proteínas de origem vegetal pode melhorar a qualidade da proteína da dieta?
_ Como as proteínas destes alimentos se combinam para melhorar o fornecimento de aminoácidos essenciais para o corpo humano?
_ A qualidade da proteína obtida por estas combinações é suficiente para manter a vida dos humanos em qualquer momento biológico ou tipo de alimentação?
PROTEÍNAS - II
Maria Cecília Gomes dos Santos
PROTEÍNAS
 As proteínas são consideradas as macromoléculas mais importantes das células. E, constituem quase 50% da massa do organismo, sendo muito importantes para a vida, possuindo diversas funções no organismo.
As proteínas desempenham um grande número de funções biológicas nas células:
Enzimas
 Proteínas altamente especializadas e com atividade catalítica. Mais de 2000 enzimas são conhecidas,cada uma capaz de catalisar um tipo diferente de reação química.
Proteínas transportadoras
 São as responsáveis por transportar especificadamente moléculas ou íons de um órgão para outro. Um exemplo é a hemoglobina, responsável pelo transporte de oxigênio dos pulmões aos outros órgãos e tecidos.
Proteínas Contráteis ou de movimento
 São elas as responsáveis pela função de contração de algumas células. São elas, também, as responsáveis pela mudança de forma e movimento de algumas células. Exemplos deste tipo de proteína são a actina e a miosina, que estão presentes no sistema contrátil de músculos esqueléticos.
Proteínas Estruturais
 São proteínas que servem para dar firmeza e proteção à organismos. Um exemplo muito comum deste tipo de proteína é o colágeno, altamente
encontrado em cartilagem e tendões, sendo bastante resistente à tensão. Unhas e cabelos são formados, basicamente, por queratina, um outro tipo de proteína estrutural.
As proteínas desempenham um grande número de funções biológicas nas células:
Proteínas de defesa
 São proteínas com função de defesa de organismos contra invasões de outras espécies. Exemplo disso, são os leucócitos (glóbulos brancos, anticorpos), proteínas especializadas com função de reconhecer e neutralizar vírus, bactérias e outras proteínas estranhas.
Proteínas reguladoras
 Os hormônios são proteínas que regulam inúmeras atividades metabólicas. Entre eles podemos citar a insulina e o glucagon, que possuem função antagônica no metabolismo da glicose.
Proteínas nutrientes
 Muitas proteínas são nutrientes na alimentação, como é o caso da albumina do ovo e a caseína do leite. Algumas plantas armazenam proteínas nutrientes em suas sementes para a germinação e crescimento.
VALOR BIOLÓGICO
 Valor biológico é a escala de graduação usada para determinar que porcentagem de uma determinada fonte nutricional é usada pelo corpo. 
 O valor biológico mede a eficiência pela qual seu corpo usa uma fonte específica de proteína. Quanto maior for o valor biológico, mais aminoácidos e nitrogênio seu corpo irá reter.
 1 grama de proteína corresponde em qualquer caso a 4 calorias. 
 Na verdade, a fonte de proteína natural melhor digerível é o ovo, o qual a porcentagem de utilização pelo nosso corpo é 94%. Devido ao fato do ovo ter a melhor taxa de absorção de qualquer fonte natural, ele ganhou a graduação “100” e todas as outras proteínas são graduadas de acordo como são digeridas quando comparadas à proteína do ovo.
 Exemplos:
 - Frango – 79 % - Feijão – 49 %
 - Peixe – 83 % - Laticínios – 89%
 - Carne vermelha – 80 % - Arroz – 59 %
AS PROTEÍNAS QUANTO AO SEU VALOR BIOLÓGICO
 As proteínas de alto valor biológico, ou proteínas completas, são aquelas que contém todos os aminoácidos essenciais em quantidades e proporções ideais para atender às necessidades orgânicas. Uma proteína de baixo valor biológico, ou proteína incompleta, não possui um ou mais aminoácidos essenciais em quantidades suficientes.
 As fontes de proteínas completas são os ovos, o leite, a carne, o peixe e as aves. A mistura de aminoácidos essenciais (Fenilalanina, Histidina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Metionina, Treonina, Triptofano e Valina) presentes nos ovos foi considerada como sendo a melhor entre as fontes alimentares.
 Os alimentos de alta qualidade protéica são essencialmente de origem animal, enquanto a maioria das proteínas vegetais (lentilhas, feijões, ervilhas, soja, etc) é incompleta em termos de conteúdo protéico e, portanto, possui baixo valor biológico.
DIGESTÃO DAS PROTEÍNAS
 A digestão das proteínas começa no estômago, que devido a presença de ácido clorídrico, desnatura as proteínas (destrói as ligações de hidrogênio da estrutura química). A enzima pepsina transforma as proteínas em moléculas menores, hidrolisando as ligações peptídicas. No intestino delgado as proteínas sofrem a ação das enzimas produzidas pelo pâncreas (tripsina, quimotripsina, elastase e carboxipolipeptidase). 
 Os peptídeos e aminoácidos são absorvidos por transporte ativo e são transportados através da veia porta para o fígado. Os aminoácidos participarão na construção e manutenção dos tecidos, formação de enzimas, hormônios, anticorpos, no fornecimento de energia e na regulação de processos metabólicos (anabolismo e catabolismo).
ENZIMAS PROTEOLÍTICAS
 Pepsinogênio, produzido e secretado pela mucosa gástrica, sob ação do HCl, transforma em pepsina, iniciando a degradação das proteínas, liberando os peptídios. 
 Renina, produzida e secretada pela mucosa gástrica, durante os primeiros meses de vida, degrada a caseína do leite, liberando aminoácidos.
 Tripsinogênio e Quimiotripsinogênio, produzidas pelo pâncreas e secretados no intestino delgado (duodeno), se transformam em tripsina e quimiotripsina pela ação da enteroquinase, liberando peptídios e aminoácidos, para serem absorvidos, através do contato do quimo com a mucosa intestinal.
 As peptidases proteolíticas localizadas na borda em escova, são estimuladas pelo hormônio CCK e agem sobre os polipeptídios, degradando-os em aminoácidos, dipeptídios e tripeptídios. A fase final da digestão de proteínas ocorre na borda em escova, na qual alguns dos di e tripeptídios são hidrolisados em aminoácidos, pelas hidrolases.
 
 
 
 
FASES DA ABSORÇÃO
 A absorção dos produtos da digestão protéica, AA, di e tripeptídios, são transportados por três mecanismos:
 A transferência passiva por difusão simples, ocorre principalmente com AA livres e é diretamente proporcional ao gradiente de concentração do AA: quanto maior for o gradiente de concentração na membrana, maior será a transferência por difusão simples. 
 A transferência passiva por difusão facilitada ocorre também, principalmente com AA livres, porém esse transporte é mais rápido por ser mediado por carreadores. Sua importância também é a de equilibrar a concentração de AA, no citoplasma e no líquido extracelular, transportados através da membrana.
 A transferência ativa: os AA livres são co-transportados juntamente com Na+, e seu transporte depende do gradiente eletroquímico de Na+ gerado pelo transporte ativo Na+-K+-ATPase na membrana, sendo chamado de transporte ativo. 
 
TURNOVER PROTÉICO
 É o fenômeno no qual a síntese e a degradação de qualquer proteína ocorrem ao mesmo tempo. Todas as partes do corpo humano têm duplo efeito – expulsar as moléculas que compõem ou não os órgãos, e substituí-los por novas moléculas.
 O processo de síntese das proteínas é por excelência um processo não-aleatório, uma vez que os aminoácidos são selecionados para síntese pelo código genético. 
DESAMINAÇÃO
 Desaminação é o processo pelo qual o aminoácido libera o seu grupo amina na forma de amônia e se transforma em um cetoácido correspondente. Esta reação é catalisada pelas enzimas genericamente denominadas desaminases ou desidrogenases.
TRANSAMINAÇÃO
 A transaminação é uma reação caracterizada pela transferência de um grupo amina de um aminoácido para um ácido α-cetoácido, para formar um novo aminoácido, efetuado pelas transaminases.
 É um processo importante, pois permite a produção de aminoácidos não essenciais (glicina, alanina, serina, tirosina, cisteína, arginina, histidina, glutamina, prolina, ác aspártico e glutâmico).
PROTEÍNA COMO ENERGÉTICA
 A proteína pode ser uma fonte de energia. A utilização da proteína para a energia necessita da remoção do grupo amino. 
 Quando a dieta é pobre em carboidratos ou quando um indivíduo está com inanição, a proteína, depois dos lipídeos é a única fonte disponível para a síntese de glicose – gliconeogênese.
 Os aas que podem ser convertidos em glicose, são chamados – aas glicogênicos – são principalmente a lisina e a treonina, que geram produtos que são convertidos e utilizadas para energia.
 A necessidade de proteína para um adulto saudável é de 0,8g/kg/d ou corresponderem a 10% - 15% das calorias totais de uma dieta.
 As necessidades aumentam em alguns períodos (estresse, doença, crescimento, gestação, amamentação, adolescência...)
CICLO DA URÉIA
CICLO DA URÉIA
 No ciclo da uréia, a amônia vai ser convertida em uréia, nas mitocôndrias dos hepatócitos. Este ciclo
foi descoberto em 1932, por Hans Krebs. A produção de uréia é o destino de grande parte da amônia que é enviada ao fígado. 
 O ciclo da uréia inicia-se no interior das mitocôndriais dos hepatócitos , passando para o citosol, onde ocorrem três de seus passos. 
 
REGULAÇÃO DO CICLO DA URÉIA
 A regulação do ciclo da uréia se dá de duas formas: com uma dieta de teor de proteína muito alto ou em jejum prolongado. 
 No caso da dieta rica em proteínas, o excesso de aminoácidos são oxidados, dando origem a cetoácidos (NH4), resultando em um aumento na produção de uréia. No caso do jejum prolongado, a degradação das proteínas dos músculos vão ser intensificadas, já que as cadeias carbônicas desses aminoácidos vão ser utilizadas na neoglicogênese; e a eliminação dos grupos aminos restantes vai aumentar a produção, pelo ciclo da uréia e excreção dessa uréia. 
RESUMO
OBRIGADA!!!
Próxima aula:
 Carboidratos I e II – Material didático – Apostila 1: Digestão, absorção, transporte e excreção de nutrientes – pg 42 a 50.
 “ Você pode descobrir mais sobre uma pessoa em uma hora de brincadeira do que em um ano de conversa”.
 Platão