Proteínas: Funções, Propriedades e Composição

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Proteínas 
 
• Importância: 
- São as macromoléculas mais versáteis nos sistemas vivos e possuem funções 
cruciais em essencialmente todos os processos biológicos. 
- Funcionam como catalisadores, transportam e armazenam outras moléculas, tais 
como o oxigênio, fornecem apoio mecânico (citoesqueleto) e proteção imunitária 
(anticorpos), transmitem impulsos nervosos (proteínas receptoras), geram 
movimento (proteínas musculares: actina e miosina) e controlam o crescimento e a 
diferenciação (fatores de crescimento, hormônios). 
- Participam da composição de alimentos largamente consumidos pelo homem, 
fornecendo uma quantidade de calorias equivalente aos glicídeos. 
 
• Propriedades: Permitem que as proteínas participem de tão ampla faixa de 
funções. 
- As proteínas são polímeros lineares feitos de unidades monoméricas denominadas 
aminoácidos; 
- As proteínas contém uma ampla faixa de grupamentos funcionais: álcoois, tióis, 
tioéteres, ácidos carboxílicos, carboxamidas e vários grupamentos básicos; 
- As proteínas podem interagir uma com outra, e com outras macromoléculas 
biológicas, formando montagens complexas; 
- Algumas proteínas são bem rígidas, enquanto outras apresentam flexibilidade 
limitada. 
 
• Composição: 
- α - Aminoácido: É constituído de um átomo de carbono central (carbono α) ligado 
a 4 substituintes: Grupamento amina, uma carboxila, um átomo de hidrogênio e um 
grupamento R (cadeia lateral) . Os aminoácidos diferem em relação ao grupamento 
R. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Na maioria dos casos, o carbono α está ligado a 4 substituintes diferentes e, 
portanto, pode ser chamado de carbono assimétrico. Como os aminoácidos só 
possuem 1 carbono assimétrico, teremos 2 estereoisômeros possíveis 
(enantiômeros): isômero D e isômero L. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Só os aminoácidos L são constituintes de proteínas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Três modelos para os as possíveis formas L e D do aminoácido alanina 
(a) Modelo de esferas e bastões 
(b) Fórmula estrutural espacial (Fórmula estereoquímica) 
(c) Fórmula estrutural plana (Projeção de Fischer). 
 
 
 
 
 
 
- As proteínas são construídas 
a partir de um repertório de 20 
aminoácidos. 
 
Classificação dos 
aminoácidos: 
 
* Quanto à capacidade do 
homem de sintetizá-los: 
Essenciais (devem ser obtidos 
da dieta) e Não-essenciais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fontes de aminoácidos essenciais 
 
- A quase totalidade da proteína consumida pelo homem é de origem animal e 
vegetal e somente pequena quantidade é proveniente das chamadas fontes não 
convencionais. Estas são provenientes de microorganismos como bactérias 
cultivadas com o uso de derivados de petróleo como fonte de carbono, leveduras 
provenientes da fermentação da sacarose ara produção de etanol e algumas algas. 
 
- As principais fontes de proteínas de origem animal são as carnes, o leite e ovos. 
 
- As principais fontes de proteínas de origem vegetal são: trigo, arroz, soja, milho, 
feijão, tremoço, lentilhas, grão de bico, ervilhas e amendoim. 
 
- Com exceção das proteínas de origem animal, as demais apresentam deficiências 
em um ou mais aminoácidos essenciais, ou podem apresentar problemas 
nutricionais por estarem acompanhadas por substâncias tóxicas ou de inibidores de 
enzimas proteolíticas, nesse caso estes devem ser destruídos por um tratamento 
prévio ao consumo. 
 
- Há também maior resistência à hidrólise proteolítica das proteínas de origem 
vegetal em relação àquelas de origem animal, resultando em um menor 
aproveitamento do alimento pela perda dos peptídeos residuais não-hidrolisados 
que podem conter aminoácidos essenciais em quantidades substanciais. A 
resistência à ação de proteases está ligada à existência de glicoproteínas, cuja 
estereoquímica não permitiria aproximação da molécula de enzima. 
 
- As fontes não-convencionais dificultam a assimilação ou por sua estrutura ou por 
estarem acompanhadas de elementos aparentemente tóxicos quando ingeridos em 
quantidades elevadas como os ácidos nucléicos das leveduras e os pigmentos em 
algas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
* Quanto ao tipo de cadeia lateral (Grupo R): Apolares, Aromáticos, Polares não-
carregados, Polares carregados positivamente e Polares carregados negativamente. 
Estas cadeias variam em tamanho, forma, carga, capacidade de formação de 
pontes de hidrogênio e reatividade química. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBS: 
- Em adição aos 20 aminoácidos que são comuns em todas as proteínas, outros 
aminoácidos têm sido encontrados como componentes de apenas alguns tipos de 
proteínas. Cada um deles é derivado de algum dos 20 aminoácidos primários, 
através de uma reação de modificação que ocorre depois que o aminoácido primário 
foi inserido na cadeia de uma proteína. 
Ex.: 
Prolina � 4-Hidroxiprolina – Encontrado em proteínas da parede celular de vegetais 
e também no colágeno, uma proteína fibrosa do tecido conjuntivo. 
Lisina � 5-Hidroxilisina – Encontrado no colágeno. 
 N-Metilisina – Encontrado na miosina, uma proteína muscular. 
 
- Aproximadamente 300 aminoácidos adicionais foram encontrados nas células e 
têm uma grande variedade de funções, mas eles nunca aparecem em proteínas. 
Ex.: Arginina � Citrulina – Biossíntese de NO 
 Glutamato � N-Acetilglutamato 
 Ornitina 
 
Biossíntese de NO: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biossíntese da Ornitina: 
 
 
 
 
 
Conceitos importantes a serem lembrados: 
 
* Par Ácido – Base conjugada: 
 
* pH: 
 
 
* pKa: É uma medida da tendência da molécula/íon de doar prótons, com esta 
tendência decrescendo 10 X quando o pKa aumenta de uma unidade. 
 
 
 
 
 
 
 
* Equação de Henderson-Hasselbach: 
 
 
 
� 
pH = pKa quando [A-] = [HA] 
 
* Efeito tampão: Um par ácido-base conjugado (ácido acético – acetato) tem uma 
importante propriedade: resiste a alterações no pH de uma solução. Em outras 
palavras, age como um tampão. 
 
 
 
 
 
 
ÁCIDO = DOADOR DE H+ BASE CONJUGADA = ACEPTOR DE H+ 
 
 
* Titulação de um ácido fraco: Ácido acético 
 
 
 
 
Um gráfico da influência da quantidade de base adicionada a uma solução de 
ácido ou vice-versa é chamado curva de titulação. 
Na curva, pode-se observar um ponto de inflexão no pH que corresponde ao 
pKa do ácido fraco que está sendo titulado. Na vizinhança deste pH, uma 
quantidade relativamente grande de hidroxila produz pouca alteração no pH. Isso 
ocorre pois neste pH temos a presença do tampão (par ácido – base conjugada = 
ácido acético – acetato) que impede grandes variações no pH. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Quando um aminoácido cristalino é dissolvido em 
água, ele existe em solução como um íon dipolar 
(zwitterion). Na forma dipolar, a amina é protonada 
(-NH3+) e a carboxila é desprotonada (-COO-). Como 
tal, o aminoácido pode agir com ácido ou base. As 
substâncias que exibem esta dupla natureza são ditas 
anfóteras e frequentemente chamadas de anfólitos, 
contração de eletrólitos anfóteros. 
 
 
 
 
 
 
- O estado de ionização de um aminoácido varia com o pH. O estado de ionização 
de um aminoácido varia com o pH, como mostra a figura abaixo. Em pH ácido, a 
amina está protonada (-NH3+) e a carboxila sem dissociação (-COOH). A medida 
que o pH é elevado, o ácido carboxílicoé o primeiro grupamento a perder um 
próton. A forma dipolar persiste até o pH atingir valores maiores (pH básico), quando 
a amina protonada perde um próton. 
 
 ÍON DIPOLAR = ZWITTERION 
AMINOÁCIDO CRISTALINO 
- 7 dos 20 aminoácidos têm cadeias laterais facilmente ionizáveis. Estes 7 são 
capazes de doar ou aceitar prótons para facilitar reações, assim como para formar 
ligações iônicas. 
 
- Em um valor de pH correspondente ao pKa do grupo ionizável, teremos o início da 
ionização que segue até o estabelecimento de um equilíbrio entre o ácido e a base 
conjugada (1:1). 
 
 
- Titulação de aminoácidos: Usualmente constrói-se a curva de titulação a partir 
da adição de base à forma protonada do aminoácido (solução ácida contendo o 
aminoácido). Os perfis das curvas são diferentes de acordo com a presença ou 
ausência de grupo ionizável e também de acordo com o tipo de cadeia lateral 
presente. 
 
 
- pH ácido: Forma protonada 
 
- pH básico: Forma ionizada 
 
- pK1 = pka da COOH 
pH = pK1 = Ionização COOH 
 
Forma protonada e Íon dipolar 
(1:1) 
 
- pK2 = pka da NH3+ 
pH = pK2 = Ionização NH3+ 
 
Íon dipolar e Forma ionizada 
(1:1) 
 
- 2 regiões com poder 
tamponante = pK1 e pK2 
 
- pI = Ponto isoelétrico 
pH = pI = Término da 
ionização COOH e Início da 
ionização NH3+ 
 
Íon dipolar 
 
pI = (pK1 + pK2 )/2 � neutro 
 
- Carga do aminoácido: 
 
* Aminoácidos contendo grupo R não-ionizável: Glicina 
pH < pI = Carga elétrica líquida positiva � Eletrodo negativo (catodo) 
pH > pI = Carga elétrica líquida negativa � Eletrodo positivo (anodo) 
 
 FORMA PROTONADA ÍON DIPOLAR FORMA IONIZADA 
* Aminoácidos contendo grupo R ionizável: Possuem curvas de titulação mais 
complexas, exibindo 3 estágios correspondentes aos 3 passos de ionizações 
possíveis (pK1, pK2 e pKR ). Os pontos isoelétricos dos aminoácidos desta classe 
refletem o tipo de grupo R ionizável presente. 
 
Grupo R carregado positivamente (NH3+): pI = (pK2 + pKR)/2 � básico 
 
 
pKR = pK3 
Grupo R carregado negativamente (COO-): pI = (pK1 + pKR)/2 � ácido 
 
 
 
 
pKR = pK2 
Esquemas simplificados das etapas de ionização/curvas de titulação: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Estruturas de Proteínas: 
 
- Primária: É a seqüência de aminoácidos de uma dada cadeia peptídica. Os 
aminoácidos são unidos por ligações peptídicas (ligações amida). A ligação 
peptídica ocorre entre a carboxila αααα de um aminoácido e a amina αααα de outro. A 
formação de um dipeptídeo a partir de 2 aminoácidos é acompanhada pela perda de 
uma molécula de água. 
 
 
 
* Cada aminoácido em um peptídeo é chamado de resíduo de aminoácido. 
* Por convenção, a extremidade amínica é considerada como sendo o início de uma 
cadeia peptídica, e assim a seqüência de aminoácidos em uma cadeia é escrita 
começando pelo resíduo amino-terminal e terminando no resíduo carboxi-terminal. 
 
 
 
* Uma cadeia peptídica é constituída de uma parte que se repete regularmente, 
chamada de cadeia principal e uma parte variável que corresponde às distintas 
cadeias laterais. A cadeia principal é rica em potencial de formação de pontes de H. 
Cada unidade contém um grupamento carbonila, que é um bom aceptor de ponte de 
H e um grupamento NH, que é um bom doador para esta ponte. 
 
* A maioria das cadeias peptídicas naturais contém entre 50 e 2000 resíduos de 
aminoácidos, e são comumente referidas como proteínas. Cadeias com um número 
menor de resíduos de aminoácidos são chamadas de oligopeptídeos, ou 
simplesmente peptídeos. 
 
* As cadeias peptídicas são flexíveis, mas com restrições de conformação. A ligação 
peptídica tem um considerável caráter de dupla ligação, o que impede a rotação em 
torno dela, tornando-a rígida e plana. Deste modo, para um par de aminoácidos 
unidos por ligação peptídica, 6 átomos situam-se no mesmo plano: o Carbono αααα e o 
grupamento CO do primeiro aminoácido e o grupamento NH e o Carbono αααα do 
segundo aminoácido. 
 
 
 
* Duas configurações são possíveis para uma ligação peptídica plana. Na trans, os 2 
carbonos αααα estão em lados opostos da ligação peptídica. Na cis, estes grupamentos 
estão do mesmo lado da ligação. Quase todas as ligações peptídicas nas proteínas 
são trans, devido ao menor impedimento estérico. 
 
 
* Ao contrário das ligações peptídicas, as ligações entre a amina e o carbono αααα e 
entre este e a carbonila são ligações simples. Assim, há uma liberdade de rotação 
em torno das ligações peptídicas, permitindo que as proteínas se enovelem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Secundária: Se refere ao arranjo espacial de resíduos de aminoácidos que 
estejam perto um do outro na seqüência. É estabilizada por pontes de H entre os 
grupos NH e CO da cadeia principal de aminoácidos próximos na cadeia peptídica. 
É formada pelo dobramento de cadeias peptídicas em estruturas regulares tais 
como a alfa hélice e a folha beta-pregueada conforme figura abaixo: 
 
 
 
 
* Alfa hélice: Nesse caso, a cadeia peptídica se retorce, formando um bastão 
firmemente acomodado. Um arcabouço principal firmemente espiralado forma a 
parte interna do bastão, e as cadeias laterais se projetam para fora em uma 
disposição helicoidal. A alfa hélice é estabilizada por pontes de H entre os 
grupamentos NH e CO da cadeia principal. O sentido de giro de uma hélice pode ser 
para direita ou esquerda, sendo mais comum para direita devido ao menor 
impedimento estérico entre as cadeias laterais e a principal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O CO DE CADA AMINOÁCIDO FORMA PONTE DE H COM O NH A 4 MONÔMEROS ADIANTE NA CADEIA 
PEPTÍDICA. 
 
 
* Folha beta-pregueada: Nesse caso, a cadeia é quase totalmente distendida. Dois 
ou mais filamentos peptídicos são unidos por pontes de H formando folhas beta-
pregueada. As cadeias laterais de aminoácidos adjacentes apontam para sentidos 
opostos. Filamentos peptídicos adjacentes podem se estender em sentidos opostos 
(antiparalela) ou no mesmo sentido (paralela). Na folha antiparalela, pontes de H 
entre grupamentos NH e CO conectam cada aminoácidos a um só aminoácido em 
um filamento adjacente. Na folha paralela, pontes de H conectam cada aminoácido 
em uma fita com dois diferentes aminoácidos no filamento adjacente. Muitos 
filamentos, tipicamente 4 ou 5 mas até 10 ou mais, podem se reunir em folha beta-
pregueada. Tais folhas podem ser puramente paralelas, antiparalelas ou mistas. 
 
 
FOLHA BETA-PREGUEADA ANTIPARALELA 
 
 
FOLHA BETA-PREGUEADA PARALELA 
 
- Terciária: Se refere ao arranjo espacial de resíduos de aminoácidos que estão 
bem longe na seqüência. É a estrutura compacta e assimétrica assumida por uma 
cadeia peptídica, sendo também chamada de estrutura tridimensional ou 
conformação da proteína. É estabilizada por ligações entre os grupos R de 
aminoácidos que estão distantes na cadeia peptídica. Um ou mais tipos de ligação 
podem estar presentes na estrutura da proteína dependendo dos aminoácidos 
presentes. 
 Tipos de ligações entre os Rs: 
- Ponte dissulfeto (entre Rs que contenham S); 
- Ponte salina ou ligação iônica (entre Rs carregados contrariamente); 
- Interação hidrofóbica ou ligação de Van der Walls (entre Rs hidrofóbicos); 
- Ponte de H (entre Rs polares não-carregados).* As Pontes dissulfeto são formadas pela oxidação de um par de resíduos de 
cisteína. A unidade resultante de cisteínas ligadas é chamada de cistina. Proteínas 
extracelulares freqüentemente têm várias pontes dissulfeto, enquanto geralmente as 
intracelulares não a contém. 
 
 
* Em um meio aquoso, o enovelamento das proteínas é impulsionado pela forte 
tendência dos aminoácidos hidrófobos de serem excluídos da água. A cadeia 
peptídica, portanto se enovela, de modo que suas cadeias laterais hidrófobas fiquem 
imersas e que suas cadeias polares com carga elétrica fiquem na superfície. Isto 
ocorre pois um sistema é termodinamicamente mais estável quando os 
grupamentos hidrófobos são aglomerados do que quando projetados para o meio 
aquoso. 
 
* O destino da cadeia principal que acompanha as cadeias laterais hidrófobas é 
também importante. Um NH ou CO peptídico não pareado prefere a água do que um 
meio apolar. O segredo para imergir um segmento de cadeia principal em um 
ambiente hidrófobo é parear todos os seus grupamentos NH e CO por pontes de H. 
Este pareamento é bem conseguido em uma alfa hélice ou folha beta-pregueada. 
 
* Interações de van der Waals entre cadeias laterais hidrocarbonadas, firmemente 
acondicionadas, dos aminoácidos hidrófobos também contribuem para a 
estabilidade das proteínas. 
 
 
 
 
AMINOÁCIDOS HIDRÓFOBOS = AMARELO; AMINOÁCIDOS COM CARGA = AZUL; OUTROS = BRANCO 
(A) VISÃO EXTERNA DE UMA PROTEÍNA ENOVELADA EM MEIO AQUOSO 
(B) CORTE TRANSVERSAL 
 
 
* A estrutura terciária pode conter somente um tipo de estrutura secundária ou os 
dois tipos. 
 
 
PROTEÍNA CONTENDO FOLHAS BETA-PREGUEADAS PROTEÍNA CONTENDO ALFA HÉLICES 
 E ALFA-HÉLICES 
 
* Algumas proteínas que existem em um ambiente hidrófobo, em membranas, 
apresentam uma distribuição inversa de aminoácidos: os hidrófobos estão na 
superfície, para interagir com o meio, enquanto os hidrófilos são protegidos do 
ambiente no interior da proteína. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 AQUAPORINA (CANAL DE ÁGUA) 
 
 
 
 
 
- Quaternária: Proteínas constituídas de mais de uma cadeia peptídica exibem um 
quarto nível de organização estrutural. Para estas proteínas, a sua conformação 
final é a estrutura quaternária. Cada cadeia peptídica em tal proteína é chamada de 
uma subunidade. A estrutura quaternária se refere ao arranjo espacial de 
subunidades e à natureza de suas interações. Na maioria dos casos, as 
subunidades são mantidas juntas por interações não covalentes. O tipo mais 
simples de estrutura quaternária é um dímero, constituído de duas subunidades 
idênticas. Estruturas quaternárias mais complicadas também são comuns. Mais de 
um tipo de subunidade pode estar presente. 
 
 
 
TETRÂMERO α2β2 DA HEMOGLOBINA HUMANA 
 
Resumo das estruturas possíveis (níveis de organização estrutural) em uma 
proteína: A seqüência de aminoácidos determina completamente a estrutura 
tridimensional, e daí todas as outras propriedades de uma proteína. A seqüência de 
aminoácidos, por sua vez, é determinada pela seqüência da molécula de DNA. 
 
 
 
 
 
 
Proteínas globulares X Fibrosas 
 
A conformação final das proteínas se refere à estrutura terciária, caso a proteína 
seja formada por apenas uma cadeia peptídica, ou à estrutura quaternária, caso a 
proteína possua mais de uma cadeia peptídica. Em função do aspecto ou formato 
de sua conformação, as proteínas podem ser classificadas em globulares ou 
fibrosas. 
 
 
 
Proteínas Fibrosas: 
 
• Apresentam propriedades que conferem resistência mecânica, flexibilidade e 
suporte às estruturas nas quais são encontradas; 
• Possuem cadeias polipeptídicas arranjadas em feixes; 
• Geralmente possuem um único tipo de estrutura secundária; 
• São insolúveis em água � Alta ocorrência de aminoácidos hidrofóbicos tanto 
na parte externa qto interna da ptn. 
 Ex.: Queratina (sua molécula é composta por duas cadeias em alfa-hélice; várias 
moléculas se unem para formar a fibra de queratina), colágeno (sua molécula é 
composta por três cadeias em alfa-hélice; várias moléculas se unem para formar a 
fibra colágena), Fibroína (sua molécula é formada por uma cadeia em folha beta). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Proteínas Globulares: 
 
• Funções: enzimas, ptns transportadoras, motoras e regulatórias; 
• Apresentam formas esféricas ou globulares; 
• Parte externa: Aminoácidos hidrofílicos; 
• Parte interna: Aminoácidos hidrofóbicos; 
• Geralmente possuem mais de um tipo de estrutura secundária � Alfa-hélice + 
Folha beta-pregueada. 
 
• Desnaturação (Desenovelamento): 
 
- É uma mudança da estrutura tridimensional original da proteína, sem alteração da 
seqüência de aminoácidos, isto é, da estrutura primária da proteína. A extensão 
desta mudança não é sempre bem definida. 
 
 
- Para muitas proteínas, uma comparação do grau de desnaturação à medida que 
aumenta a concentração de desnaturante revelou uma transição relativamente 
abrupta da forma enovelada (original) para a desenovelada (desnaturada) sugerindo 
que apenas estes dois estados de conformação estão presentes em algum grau 
significativo. 
 
 PROTEÍNA ENOVELADA PROTEÍNA DESNATURADA 
 
- O enovelamento específico de uma proteína é resultado de um grande número de 
interações que têm natureza cooperativa. Se uma proteína for colocada em 
condições sob as quais alguma parte da estrutura protéica seja 
termodinamicamente instável, haverá desenovelamento desta parte da estrutura e 
com isso as interações entre ela e o restante da proteína serão perdidas. A perda 
destas interações, por sua vez, desestabilizará o restante da estrutura. Assim, é 
provável que as condições que levam à perturbação de qualquer parte da estrutura 
de uma proteína desmontem completamente a proteína. 
- As conseqüências do enovelamento cooperativo podem ser ilustradas 
considerando-se os conteúdos de uma solução de proteína em condições 
correspondentes ao meio da transição entre as formas enovelada e desnaturada. A 
solução não conterá proteínas meio-desnaturadas, mas uma mistura 1:1 de 
proteínas enoveladas e desnaturadas. 
 
 
- A desnaturação pode ser causada por uma série de agentes físicos e químicos. O 
grau de mudanças que cada um destes agentes pode causar na estrutura 
enovelada da proteína pode ser diferente para diferentes proteínas. Agentes 
desnaturantes: 
* Calor: Promove a destruição das pontes de H e interações hidrofóbicas que 
estabilizam a estrutura tridimensional da proteína. Em geral, há coagulação da 
proteína. 
 
* Solução concentrada de Uréia: Possui analogia estrutural com a ligação peptídica. 
Assim, pode formar pontes de H com cadeias laterais e/ou ligações peptídicas 
presentes na proteína levando a uma desestabilização das pontes de H 
intramoleculares com conseqüente desenovelamento da proteína. 
 
* Solventes Orgânicos (álcool, acetona): Sua ação depende da sua polaridade e 
portanto da sua capacidade de interagir com cadeias laterais da proteína por meio 
de pontes de H ou promovendo a ruptura de ligações hidrofóbicas. O efeito 
desnaturante pode ser diminuído utilizando-se baixas temperaturas. 
 
* Ácidos e Bases fortes: O tratamento com tais substâncias leva a alteração da 
carga líquida da proteína. Em valores extremos de pH extremos, o excesso de 
cargas positivas ou negativas leva a repulsões que provocam uma desestabilização 
da estrutura enovelada da proteína. 
- A desnaturação pode ser caracterizada, qualquer que seja o agente utilizado, por 
alterações de determinadas propriedades dessa macromolécula: Diminuição da 
solubilidade (precipitação, floculação, coagulação), modificaçãoda viscosidade da 
solução, aumento da reatividade química das cadeias laterais, perda da atividade 
biológica no caso de enzimas ou hormônios, modificação da mobilidade 
eletroforética. 
 
- A desnaturação pode ser ou não um processo reversível; tudo vai depender do 
grau de alteração que ocorreu na estrutura da proteína. No caso de um processo 
reversível, a proteína renatura quando colocada em condições em que a sua forma 
enovelada for estável. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Caracterização de Proteínas: 
 
- Reações de coloração: São importantes tanto na detecção quanto na dosagem 
de aminoácidos e proteínas. 
 
* Ninhidrina: Os grupos α amino de aminoácidos, peptídeos e proteínas reagem com 
a Ninhidrina formando um complexo de cor púrpura, quando a solução é aquecida. 
A intensidade da cor é proporcional à concentração de aminoácidos, sendo a 
técnica utilizada para determinação quantitativa dos mesmos. Os iminoácidos 
(prolina e hidroxiprolina) formam complexo amarelo. 
 
 
 
 
 
+ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
COMPLEXO PÚRPURA 
 AMINOÁCIDO NINHIDRINA 
* Biureto: A reação com o Biureto ocorre devido a presença de pelo menos duas 
ligações peptídicas, dando positivo para peptídeos com mais de 2 aminoácidos e 
proteínas e negativo para aminoácidos. Ocorre a formação de um complexo de 
coordenação com o cobre de cor púrpura, em meio alcalino. A intensidade da cor é 
proporcional à concentração de proteínas, sendo a técnica utilizada para 
determinação quantitativa das mesmas. 
Reagente de Biureto: Água, Sulfato de cobre pentaidratado, Tartarato duplo de 
sódio e potássio, Hidróxido de sódio. 
 
 OH- 
PROTEÍNA + Cu2+ � COMPLEXO Cu2+ - PROTEÍNA 
 
 
 
 
 
- Reações de precipitação: 
 
* Ânions de ácidos complexos: Observa-se a formação de um sal insolúvel onde a 
proteína atua como cátion. Em geral, o ânion é proveniente dos ácidos 
tricloroacético, tânico ou fosfotúngstico. Essas precipitações são feitas em meio 
ácido em relação ao pI da proteína. 
Ex.: Ácido Tricloroacético + ptn = Tricloroacetato de proteína. 
 
* Cátions de metais pesados: Observa-se a formação de um sal insolúvel onde a 
proteína atua como ânion. Os cátions metálicos utilizados podem ser Ag+, Zn2+, Hg2+ 
ou Cu2+. Essas precipitações são feitas em meio básico em relação ao pI da 
proteína. 
Ex.: Acetato de Chumbo + ptn = Proteinato de chumbo 
 
• Purificação de Proteínas: As proteínas podem ser purificadas de acordo com 
diferentes propriedades: Solubilidade, Tamanho, Carga e Afinidade de ligação. Em 
geral, as misturas de proteínas são sujeitas a uma série de separações, cada uma 
baseada em uma propriedade diferente, até chegar a uma proteína pura. 
- As etapas iniciais visam diminuir a solubilidade da proteína desejada com o intuito 
de precipitá-la. Técnicas empregadas: 
 
* Precipitação isoelétrica: Em valores de pH afastados do pI, a solubilidade da 
proteína é maior, devido ao aumento da sua carga líquida, o que favorece a 
repulsão entre as moléculas de proteína e possibilita a formação de uma maior 
camada de solvatação. No pI, como a carga líquida é zero, a força de repulsão entre 
as moléculas e a camada de solvatação são menores, o que favorece a agregação 
e floculação das moléculas. (Adição de solução ácida diluída gota-a-gota) 
 
* Salting out: Este nome é dado ao fenômeno de diminuição da solubilidade de 
proteínas em altas concentrações de sal. À medida que a concentração iônica 
aumenta, há um decréscimo na atividade de água, o que diminui as interações entre 
a água e os grupos polares das proteínas, favorecendo uma maior interação entre 
as moléculas protéicas, tornando-as mais suscetíveis à aglomeração. Como 
resultados tem-se a precipitação da proteína. A concentração de sal em que uma 
proteína precipita difere de uma proteína para outra. Assim, o salting out pode ser 
usado para purificar proteínas. O Sulfato de amônio é o sal mais usado devido à sua 
alta solubilidade e água. 
 
* Solventes Orgânicos (em baixas temperaturas): A adição de tais solventes a uma 
solução aquosa de proteína diminui sua solubilidade levando a precipitação da 
proteína. Isto se deve ao abaixamento da constante dielétrica da solução. Esta 
constante mede a polaridade do solvente, ou seja, a sua capacidade de entrar entre 
2 íons de cargas opostas e separá-los, solvatando-os. (água – 80; etanol – 24) 
- Posteriormente utilizam-se técnicas mais poderosas e discriminativas que separam 
de acordo com tamanho, carga e afinidade. Estas técnicas são variações da 
Cromatografia em coluna. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
* A separação se baseia nas diferentes afinidades que os solutos de uma mistura 
tem pela fase estacionária (material sólido que preenche a coluna e que será 
permeado pela fase móvel) e pela fase móvel (solvente que carreia os solutos). 
* Quanto menor a afinidade entre certo soluto e a fase estacionária, menor o tempo 
de retenção deste soluto e mais rápido este eluirá da coluna. 
Cromatografia de Troca Iônica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
* A separação é baseada na carga líquida da proteína. 
* Fase estacionária: Resina catiônica (trocadora de ânions) ou aniônica (trocadora 
de cátions). 
Ex.: Resina aniônica: Proteínas com carga positiva terão maior afinidade pela fase 
estacionária e terão maior tempo de retenção, enquanto as proteínas com carga 
negativa eluirão mais rapidamente. 
Cromatografia de Filtração em Gel ou Exclusão Molecular 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
* A separação é baseada no tamanho da proteína. 
* Fase estacionária: Grãos porosos muito hidratados (Gel). 
* Moléculas pequenas podem entrar nos grãos, mas as grandes não conseguem 
penetrar através do poro. As moléculas grandes eluirão primeiro pois tem um menor 
volume a ser percorrido. 
Cromatografia de Afinidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
* A separação é baseada alta afinidade da proteína desejada por grupamentos 
químicos específicos (ligante). 
* Fase estacionária: Material sólido unido por ligação covalente ao ligante. 
* As proteínas indesejadas eluem e a desejada fica retida na coluna. Sua eluição se 
dá através da adição de uma solução de ligantes na coluna. 
• Análise de Proteínas: Eletroforese em Gel de Poliacrilamida 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
* A separação é baseada na migração diferencial de proteínas carregadas devido a 
aplicação de um campo elétrico. 
* A migração de uma proteína em um gel durante a eletroforese é uma função da 
sua carga, tamanho e forma. 
* É um método mais analítico pois pequenas quantidades de amostra são aplicadas.