Proteínas: Estrutura e Funções

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Proteínas
Bioquímica
Proteínas
Termo de origem grega que significa “de primordial importância”.
 
São os constituintes estruturais do organismo. 
São formados por subunidades chamadas aminoácidos (aa).
Proteínas
Em um organismo, as informações genéticas estão contidas no DNA, que codifica as proteínas através da seleção e junção de seus aa constituintes. Estas, por sua vez, são responsáveis pela síntese de todos os outros componentes celulares.
Carbono α
Grupamento Variável
Proteínas
No corpo humano, 20 aa são utilizados para a síntese proteica.
Aminoácidos essenciais (9): devem ser ingeridos na dieta.
Aminoácidos não essenciais (11): podem ser produzidos pelo próprio organismo.
Aminoácidos essenciais
Aminoácidos não-essenciais
Isoleucina(Ile)
Glutamato (Glu)
Leucina (Leu)
Glutamina (Gln)
Lisina (Lys)
Prolina (Pro)
Metionina (Met)
Aspartato (Asp)
Fenilalanina (Phe)
Asparagina (Asn)
Treonina (Thr)
Alanina (Ala)
Triptofano (Trp)
Glicina (Gl)
Valina (Val)
Serina (Ser)
Histidina (His)
Tirosina (Tyr)
–
Cisteína (Cys)
–
Arginina (Arg)
Proteínas
A estrutura dos aminoácidos constitui em grupamento amino terminal (NH+) e um grupo carboxila terminal (COO-), a exceção da prolina que possui um grupo imino (NH-) no lugar do grupamento amino.
Proteínas
As proteínas são formadas por uma sequência linear de aa formada por uma série de reações de condensação entre os grupamentos amino e carboxila dos aa adjacentes, que formam a chamada ligação peptídica.
Proteínas
1 aminoácido = monômero;
2 aminoácidos ligados por uma ligação peptídica = dipeptídeo;
3 aminoácidos ligados nas mesmas condições = tripeptídeo;
4 a 50 aminoácidos = oligopeptídeo;
51 a 99 aminoácidos = polipeptídeo;
100 aminoácidos em diante = proteína.
Proteínas
Os grupamentos R laterais podem se associar por ligações não-covalentes e formar estruturas tridimensionais.
A sequência de aa em uma proteína define sua estrutura final. É a estrutura da proteína (configuração) e sua forma (conformação) que definem a sua função.
Proteínas
Estruturas proteicas:
Estrutura primária: é formada por uma cadeia linear de aminoácidos unidos por ligações peptídicas;
Estrutura secundária: se formam devido ao fato de os grupamentos R laterais poderem formar ligações não covalentes, de forma que a estrutura se dobra sobre ela mesma formando estruturas em 3 dimensões.
Proteínas
Estruturas secundárias:
Alfa-Hélice: é uma estrutura helicoidal formada pelas pontes de hidrogênio intra-cadeia dos grupamentos amino e carboxila dos aminoácidos.
Folha beta pregueada: é uma estrutura linear pregueada formada pelas pontes de hidrogênio entre-cadeia dos grupamentos amino e carboxila dos aminoácidos.
Estrutura secundária: α-hélice
Proteínas
Estrutura terciária: trata-se da combinação entre várias alfa-hélices e folhas beta, podendo ser somente alfa-hélices, folhas beta ou ambas.
Estrutura quaternária: trata-se da combinação entre várias estruturas terciárias, formando estruturas diméricas, triméricas, tetraméricas, etc. 
Proteínas
Estrutura quaternária – nomenclatura:
Homo = estruturas terciárias idênticas;
Hétero = estruturas terciárias distintas
Proteínas
Efeito alostérico
É quando há uma modificação conformacional na proteína sem haver perda de função.
Desnaturação
É quando há uma modificação conformacional na proteína que resulta em perda de função.
Proteínas
Causas da desnaturação:
Alterações de pH;
Alterações de temperatura.
Papel das Proteínas no Corpo
Principais fontes corporais de proteínas do corpo:
Plasma sanguíneo;
Tecido visceral;
Músculos (principalmente o esquelético).
Não existe um “reservatório” de proteínas no corpo, pois todas elas contribuem para as estruturas teciduais ou existem como componentes importantes dos sistemas metabólico, de transporte e hormonal; perfazendo cerca de 12-15% da massa corporal total.
Proteínas
Funções das proteínas.
As proteínas desempenham papeis na estruturação, transformação, transporte e sinalização celular.
Proteínas estruturais: são aquelas responsáveis pela manutenção da estrutura tridimensional da célula, assim como movimentação e modelação de sua forma tridimensional.
Proteínas
As proteínas catalizadoras são responsáveis pela quebra ou síntese de moléculas na célula. São responsáveis por um grandioso aumento na velocidade de reação.
Proteínas transportadoras: são responsáveis por transportar moléculas para dentro e para fora da célula, no citosol, para o interior e exterior de organelas.
Proteínas
Proteínas sinalizadoras: são responsáveis por desencadearem respostas biológicas das células. Estas respostas podem ser na mesma célula, em células adjacentes, ou do ambiente para a célula.
As proteínas sinalizadoras necessitam de um ligante para realizar seu trabalho.
Valor Biológico das Proteínas
As proteínas são classificadas de acordo com seu valor biológico, que traduz a sua capacidade em fornecer aminoácidos essenciais.
Proteínas de origem animal possuem todos os aminoácidos essenciais, logo, têm alto valor biológico, enquanto as proteínas de origem vegetal possuem baixo valor biológico por serem carentes em um ou mais aminoácidos essenciais.
Proteínas
Mesmo em adultos mais velhos, as estruturas corporais que contém proteínas, na verdade “renovam-se” em bases regulares; a dinâmica normal das proteínas depende de uma ingestão protéica adequada, simplesmente para substituir os aminoácidos degradados continuamente no processo de renovação (Turnover).
Proteínas
Refere-se à fixação de nitrogênio pelo organismo, que indica o quanto os aminoácidos constituintes das proteínas dietéticas foi incorporado pelos tecidos.
Equilíbrio nitrogenado (ingestão = excreção);
Balanço positivo (ingestão > excreção);
Balanço negativo (ingestão < excreção).
Regulação do Turnover de Proteínas
Anabolismo
Catabolismo
Atividade Muscular (contrações)
Imobilização Muscular
Hormônio do Crescimento (GH)
Cortisol
Fatores de Crescimento Semelhantes à Insulina (IGF’s)
Glucagon
Insulina
Níveis elevados deT3.
Testosterona
Exercícios
Diferencie aminoácidos essenciais e não essenciais.
Descreva a formação de uma ligação peptídica.
Diferencie configuração e conformação. O que define a conformação final de uma proteína no espaço?
Diferencie os 4 diferentes tipos de conformação que uma proteína pode assumir em termos de complexidade.
Exercícios
O que define o valor biológico de uma proteína?
O que significa desnaturação de uma proteína? Quais os principais fatores que concorrem para esse fenômeno?
Quais são as principais funções das proteínas?