2 Aminoácidos e Peptídeos

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Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas
Proteínas: são as macromoléculas mais versáteis nos
sistemas vivos servindo para funções essenciais de
todos os processos biológicos.
Moléculas mais abundantes e funcionalmente 
diversas nos sistemas biológicos. 
Funções:
enzimática
sustentação
transporte
defesa
comunicação
regulação
Proteínas
Envolvidas em 
processos vitais
Funções das Proteínas
Estruturais:
Componentes do esqueleto celular: actina, tubulina,etc)
Sustentação: colágeno, elastina, etc
Dinâmicas:
Enzimas (no metabolismo), Transporte de moléculas
(hemoglobina), Mecanismos de defesa (imunoglobulinas),
controle do metabolismo (alguns hormônios), processos
contráteis (miosina), controle da expressão gênica
(elementos da transcrição), etc.
Proteínas são compostos formados por 
polímeros de aminoácidos.
Aminoácidos
Peptídios Proteínas
Proteínas
Unidades fundamentais das proteínas
Apresentam pelo menos um grupo
carboxílico e um grupo amino
Aminoácidos têm como fórmula geral:
H3N - C - H
COO -
R
Aminoácidos
COO
-
αH N3
+
H
Grupo Amino 
Grupo Carboxílico
R
Grupo R
Assimetria do carbono 
- C -
Carbono 
COO-
Grupo carboxila
H3NGrupo amino
R
Radical ou cadeia lateral
H
Isomeria
H3N- C - H
COOH
R
H - C - H3N
COOH
R
L-aminoácido D-aminoácido
•Isômeros ópticos
•Estereoisômeros
Ocorrência dos isômeros
H3N- C - H
COOH
R
L-aminoácido
Proteínas
encontradas em 
humanos 
H - C - NH3 

COOH
R
D-aminoácido
Alguns antibióticos e 
em peptídios presentes 
em bactérias
Aminoácidos: Estereoquímica
Aminoácidos: Estereoquímica
Configuração Absoluta ou Convenção de Fischer
Os resíduos de aminoácidos nas proteínas são 
L- estereoisômeros
As células podem sintetizar
especificamente os isômeros L
dos aminoácidos, porque os
sítios ativos das enzimas
requerem esses estereoisômeros
o que leva a esta
estereoespecificidade.
✓ L aminoácidos- grupo alfa-amino à esquerda.
✓ D aminoácidos- grupo alfa-amino à direita.
Abreviaturas
Aminoácido Três letras Uma letra
Alanina Ala A
Arginina Arg R
Asparagina Asn N
Asparato Asp D
Cisteína Cys C
Fenilalanina Phe F
Glutamato Glu E
Glutamina Gln Q
Glicina Gly G
Histidina His H
Isoleucina Ile I
Leucina Leu L
Lisina Lys K
Metionina Met M
Prolina Pro P
Serina Ser S
Treonina Thr T
Triptofano Trp W
Tirosina Tyr Y
Valina Val V
Abreviaturas dos aminoácidos
1 MHAILIAIGS AGDVFPFIGL ARTLKLRGHR VSLCTIPVFR DAVEQHGIAF VPLSDELTYR
61 RTMGDPRLWD PKTSFGVLWQ TIAGMIEPVY EYVSAQRHDD IVVVGSLWAL GARIAHEKYG 
121 IPYLSAQVSP STLLSAHLPP VHPKFNVPEQ MPLAMRKLLW RCIERFKLDR TCAPDINAVR 
181 RKVGLETPVK RIFTQWMHSP QGVVCLFPAW FAPPQQDWPQ PLHMTGFPLF DGSIPGTPLD 
241 DELQRFLDQG SRPLVFTQGS TEHLQGDFYA MALRALERLG ARGIFLTGAG QEPLRGLPNH 
301 VLQRAYAPLG ALLPSCAGLV HPGGIGAMSL ALAAGVPQVL LPCAHDQFDN AERLVRLGCG 
361 MRLGVPLREQ ELRGALWRLL EDPAMAAACR RFMELSQPHS IACGKAAQVV ERCHREGDAR 
421 WLKAAS
LOCUS ADP06388 426 aa linear BCT 01-NOV-2010 
DEFINITION RhlB [Pseudomonas aeruginosa].
ACCESSION ADP06388
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/
O papel que os aminoácidos 
desempenham nas proteínas está 
relacionado às propriedades 
químicas dos radicais
H3N- C - H
COO-
R
Aminoácidos: classificação pelos grupos R
Os aminoácidos são 
agrupados em 5 classes 
principais, tendo como 
base as propriedades 
dos seus grupos R, em 
particular sua 
polaridade ou tendência 
de interagir com água 
em pH biológico (pH 
próximo a 7).
Aminoácidos: classificação pelos grupos R
Grupos R apolares alifáticos
Aminoácidos: classificação pelos grupos R
Grupos R aromáticos
Absorção de luz ultravioleta por aminoácidos
aromáticos
Aminoácidos: classificação pelos grupos R
Grupos R polares não carregados
Ligações dissulfeto
Aminoácidos: classificação pelos grupos R
Grupos R carregados positivamente
Aminoácidos: classificação pelos grupos R
Grupos R carregados negativamente
Aminoácidos incomuns
Colágeno
Protrombina
Miosina
Colágeno
Elastina
Glutationa peroxidase
Aminoácidos incomuns
Metabólitos chaves:
* biossíntese da arginina 
* ciclo da uréia
Aminoácidos incomuns
Não presentes nas proteínas
pH Ácido
[H+] [OH-]
IONIZAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
pH Neutro pH Básico
HA H + A
-


Ka = [ H
+ 
] [ A
-
]
[HA] 
pKa = -log Ka
pH = pKa + log [ A
-
] 
[HA] 
Equação de Henderson-Hasselbalch
[ A
-
] = [HA] 
pH = pKa
pH = -log [ H
+
] 
Propriedades ácido-básicas dos Aminoácidos
Curva de titulação da Glicina
Aminoácidos possuem 
curvas de titulação 
características
-Início: aa em pH ácido
-Adição de Base
-pH aumenta e a ionização do grupo 
carboxila se altera
-pI: ponto isoelétrico – carga líquida = zero
-inicia a dissociação do grupo amino
pI = pK1 + pK2 = 5,97
2
Titulação da Glicina
pH = 2,34 50% H3N
+-CH2-COOH 
50 % H3N+-CH2-COO
-
pH = 9,60 50% H3N
+-CH2-COO
-
50% H2N-CH2-COO
-
pH= 5,97 100% H3N
+-CH2-COO
-
pH= 5,97 é o pH do PONTO ISOELÉTRICO (pI)
pH= pKa + log[base] (Equação de Henderson-Hasselbalch) 
[ácido]
pH= pKa + log[ H3N+-CH2-COO- ]
[H3N+-CH2-COOH ] 
pH= pKa + log [50%]
[50%]
pH= pKa + log 1 pH= pKa
Relação entre pH e pKa
Nesta situação o aminoácido atua como tampão
Curva de titulação do aminoácido ácido glutâmico
Curva de titulação do aminoácido ácido glutâmico
pI
Curva de titulação do aminoácido ácido glutâmico
pI = pK1 + pKR = 3,22
2
pI
Curva de titulação do aminoácido histidina
Curva de titulação do aminoácido histidina
pI
Curva de titulação do aminoácido histidina
pI
pI = pK2 + pKR = 7,59
2
Aminoácidos essenciais devem ser obtidos
pela alimentação
O homem sintetiza 11 dos 20 aas.
Os 9 aas que ele não sintetiza são denominados aa essenciais. Estes devem
ser suplementados na dieta.
Se 1 ou mais dos aas essenciais não for administrado, o homem degrada
suas proteínas corporais para obter os aas que necessita.
Os 9 aas essenciais são:
Phe, His, Ile, Leu, Lys, Met, Thr, Try, Val
Microrganismos são capazes de sintetizar todos os aas.
Ligação Peptídica
Dois aminoácidos unidos covalentemente por meio de uma ligação amida
substituída, chamada de ligação peptídica forma um dipeptídeo.
A reação é formada pela remoção de elementos da água (desidratação) de
um grupo α- carboxila de um aminoácido e um grupo α- amino de outro.
Ligação Peptídica
As unidades de aminoácidos de um peptídeo são chamadas de resíduos, pois
cada um deles perdeu um átomo de H de seu grupo amino e parte hidroxila do
seu grupo carboxila.
Pentapeptídeo
Pentapeptídeo: seril-glicil-tirosil-alanil-leucina
Peptídeos recebem seus nomes começando com o resíduo aminoterminal, que
por convenção é colocado à esquerda.
• 2 aminoácidos.....................di peptídeos
• 3 aminoácidos.....................tri peptídeos
• 4 aminoácidos.....................tetra peptídeos
• + de 10 aminoácidos...........polipeptídeos
Formados pela união de aminoácidos:
Peptídeos
Componentes dos peptídios
• Espinha dorsal - formada pela união dos aminoácidos
- presença da ligação peptídica 
O
Componentes dos peptídios
• Espinha dorsal - formada pela união dos aminoácidos
- presença da ligação peptídica 
O
Componentes dos peptídios• Espinha dorsal - formada pela união dos aminoácidos
- presença da ligação peptídica 
•Grupamento N-terminal (NH3+ livre)
C- terminal (COO- livre)
O
Componentes dos peptídios
• Espinha dorsal - formada pela união dos aminoácidos
- presença da ligação peptídica 
•Grupamento N-terminal (NH3+ livre)
C- terminal (COO- livre)
•Radicais dos aminoácidos - ligados a espinha dorsal
- radicais são responsáveis pelas 
propriedades dos peptídios
O
Componentes dos peptídios
• Espinha dorsal - formada pela união dos aminoácidos
- presença da ligação peptídica 
•Grupamento N-terminal (NH3+ livre)
C- terminal (COO- livre)
•Radicais dos aminoácidos - ligados a espinha dorsal
- radicais são responsáveis pelas 
propriedades dos peptídios
O
•Resíduos de aminoácidos
Insulina 51 aas 
Peptídeos com função biológica
 Um dos hormônios mais importantes na regulação da utilização 
de combustíveis pelos tecidos
Peptídeos com função biológica
Homeostase de Ca++
Contrações uterinas
Lactação
Aumenta pressão 
sanguínea
Hormônio da Paratireóide
Ocitocina
Vasopressina
Peptídeos com função biológica
antiretroviral
Figure 1. Protein models representing the structural differences of the four classes of antimicrobial peptides.
Peters BM, Shirtliff ME, Jabra-Rizk MA (2010) Antimicrobial Peptides: Primeval Molecules or Future Drugs?. PLoS Pathog 6(10): e1001067. 
doi:10.1371/journal.ppat.1001067
http://www.plospathogens.org/article/info:doi/10.1371/journal.ppat.1001067
Na curva de titulação da figura 1 pode-se inferir 
que o grupo R do aminoácido titulado é:
a) Carregado positivamente em pH 7,0
b) Carregado negativamente em pH 7,0
c) Não ionizável
d) Ionizável
Justifique sua resposta:
II) Defina pK e pI : 
III) Como se calcularia o pI deste aminoácido?
IV) Indique na figura as regiões tamponantes
Questão 1: Com base na figura 1 responda:
Figura 1- Curva de Titulação de um Aminoácido
Hp
Sticky Note
Pois existem apenas duas regioes tamponantes que representao o pka da carboxila e do grupamento amino
Hp
Sticky Note
pKa: é o logaritmo negativo da costante de dissociação da moléculas.nullnullpI é o ponto isoeletrico, quando resultado das cargas positivas e negativas da molécula é igual a 0
Hp
Sticky Note
pI = (pK1+pK2) null 2
Hp
Highlight
Hp
Highlight
Hp
Highlight
Hp
Highlight
Questão 2- Com base nas estruturas da figura 2 responda:
Figura 2- Estruturas de três dos vinte aminoácido comuns que compõem as proteínas
Isoleucina
Aspartato Serina
I) Classifique cada um dos aminoácidos (apolar, polar não carregado…etc)
II) Qual(ais) desse(s) aminoácidos quando compondo uma proteína faria(m) interações
hidrofóbicas?
III) Em uma proteína globular qual(ais) desse(s) aminoácidos estariam na parte externa da 
proteína?
Hp
Sticky Note
aminoácido polar sem carga
Hp
Sticky Note
aminoacido polar carregado negativamente
Hp
Sticky Note
aminoacido apolar alifático
Hp
Sticky Note
Isoleucina
Hp
Sticky Note
Aspartato e serina
Aspartato
em pH fisiológico
Questão 3 - Com base na estrutura do aspartato e seus respectivos pKs monte a sequencia de 
estruturas encontradas durante a titulação desse aminoácido, indique os pKs e calcule o pI:
pK1= 1,88 pK2= 9,60 pKR= 3,65
Questão 4 – Qual é a relação entre os pKs dos grupos R, o pH do meio reacional com a estrutura 
e a função de peptídeos e proteínas?
Hp
Sticky Note
pI=2,765nullnullpk1 = NH3+COOH+COOH = NH3 +COOH + COO-nullnullPk2 = NH3+COOH+COO- = NH3+COO-COO-nullnullpK3=NH3+COO-+COO- = NH2COO-COO-
Hp
Sticky Note
Quanto maior pK, menor o pH e maior chance de o aminoacido ser protonado e nao possuir carga e ser menos polar