Aminoácidos peptídeos e proteínas

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2º Lista de exercícios: Aminoácidos, peptídeos e proteínas. 
 
1. Usando os valores da Tabela, calcular o pI do ácido aspártico e da lisina. 
 
Tabela: Valores de pK de alguns grupos ionisáveis 
 
Grupo pK 
COOH (terminal) 3,3 
COOH (Asp, Glu) 3,8 
Imidazol (His) 6,3 
NH2 (terminal) 8,0 
NH2 (Lis) 10,0 
OH (Tir) 10,1 
Guanidino (Arg) 12,0 
 
 
2. Uma amostra de 100 ml de glicina 0,1 M foi titulada com NaOH 2M. O pH da 
solução foi determinado após cada adição de NaOH e, os pontos importantes da 
titulação foram designados por I a VI, na figura. Para cada pergunta, justificar a 
resposta dada. a) em que ponto da curva predomina a espécie H3N
+
-CH2-COOH? b) em 
que ponto a carga real média da glicina é +1/2? c) que região da curva corresponde ao 
pI da glicina? d) em que região da curva predomina a espécie H3N
+
-CH2-COO
-? e) 
em que ponto da curva 50% dos grupos COOH estarão dissociados? f) 50% dos grupos 
NH2 estarão dissociados em que região da curva? g) onde a carga real média da glicina 
é zero? h) onde a carga real média da glicina é -1/2? i) que ponto da curva representa o 
final da titulação? j) qual é o ponto cujo pH é igual ao pK do grupo NH2? k) qual é o 
ponto cujo pH é igual ao pK do grupo COOH? l) onde existe 50% de H3N
+
-CH2-COO
-
 
e 50% de H2N-CH2-COO
-
? m) onde existe 50% de H
3
N
+
-CH2-COOH e 50% de H3N
+
-
CH2-COO
-
? o) em que ponto(s) a glicina pode atuar como um tampão? p) em que 
região da curva a glicina apresenta baixa capacidade tamponante? q) em que região da 
curva os grupos COOH estarão completamente titulados? r) em que ponto(s) os grupos 
NH2 estão completamente titulados? 
 
 
3. Usando os valores da Tabela 2, determinar o pI do peptídeo Asp-Lis. O peptídeo Lis-
Asp terá o mesmo pI? Justificar a resposta. 
 
4. Usando os valores da Tabela 2, predizer qual será a carga dos seguintes 
tetrapeptídeos em pH 3; 6,5 e 10: a) Lis-Gli-Ala-Gli; b) Lis-Gli-Ala-Glu; c) His-Gli-
Ala-Glu; d) Glu-Gli-Ala-Glu; e) Gli-Gli-Ala-Lis. 
 
5. Cada um dos aminoácidos pode existir em duas formas: eletricamente neutra e 
carregada (positiva ou negativamente). Por outro lado, a carga elétrica de um grupo 
funcional é determinada pela relação entre o seu pK e o pH da solução e, 
quantitativamente, essa relação é dada pela equação de Handerson-Hasselbach. 
Sabendo-se que a histidina tem três grupos ionizáveis, escreva o equilíbrio relacionando 
todas as espécies e determine qual é a carga da molécula em pH 7,0. 
 
6. As histonas, proteínas existentes no núcleo das células dos eucariotos, ligam-se 
fortemente ao DNA (que é rico em grupos fosfato). O pI das histonas é elevado e da 
ordem de 10,8. Qual é o tipo de aminoácido que deve predominar nesse tipo de 
proteína? De que maneira eles contribuem para a forte ligação da histona ao DNA? 
 
7. A tabela mostra o aumento do número de resíduos de alanina no peptídeo provoca 
um aumento no valor do pK do grupo COOH desse peptídeo e uma diminuição do pK 
do grupo NH2. Qual é a explicação para esses fatos? 
 
Peptídeo pK1 pK2 
Ala 2,34 9,69 
Ala-Ala 3,12 8,30 
Ala-Ala-Ala 3,39 8,03 
Ala-Ala-Ala-Ala 3,42 7,94 
 
8. O ácido poli-glutâmico é um polipeptídio sintético que em pH 4,0 apresenta uma 
estrutura em -hélice. Entretanto, em pH 7,0 a sua estrutura é do tipo randon-coil. 
Como se explica essa mudança de conformação em função do pH? 
 
9. Usando os valores da Tabela 1, indicar qual será a direção seguida pelas seguintes 
proteínas em uma eletroforese: a) ovalbumina em pH 5,0; b) lactoglobulina em pH 5,0 e 
pH 7,0; c) quimotripsinogênio em pH 6,0 e pH 11,0. 
 
10. Utilizando os dados da Tabela 1 justificar qual é o pH que deve ser empregado para 
separar as seguintes proteínas através de uma eletroforese: a) soralbumina e 
hemoglobina; b) mioglobina e quimotripsinogênio; c) ovalbumina, soralbumina e 
uréase. 
 
11. Qual é a relação entre a solubilidade de uma proteína e o seu pI? Quando uma 
proteína está dissolvida em uma solução cujo pH é igual ao seu pI, a sua conformação é 
alterada? E a sua estrutura primária? 
 
12. Em pH 3,3 uma determinada proteína encontra-se na forma do seu cloridrato. O que 
se pode deduzir em acerca do pI dessa proteína? 
 
13. Se uma proteína encontra-se na forma de proteinato de sódio em pH 8,5, o que se 
pode deduzir acerca do seu pI? 
 
14. O HCl pode atuar sobre uma proteína provocando uma hidrólise da molécula, uma 
precipitação reversível ou uma desnaturação. O que ocorre em cada um desses casos e 
quais as condições utilizadas para se obter tais efeitos? 
 
15. Como a solubilidade de uma proteína é afetada pela desnaturação? A desnaturação é 
necessariamente um processo irreversível? 
 
16. Considerando-se os diferentes pKs dos aminoácidos dados na Tabela 2, é possível 
afirmar que as proteínas podem atuar como sistemas tampão? 
 
17. A soralbumina bovina apresenta 0,58% em peso de triptofano (PM= 204). Quando 
submetida a uma filtração em gel de Sephadex essa proteína apresenta um peso 
molecular de 70.000. Calcular quantos resíduos de triptofano existem na molécula de 
soralbumina. 
 
18. A lisina (PM= 146) representa cerca de 10,5% do peso da ribonuclease. Calcular o 
peso molecular mínimo dessa proteína sabendo-se que em cada molécula existem 10 
resíduos de lisina. 
 
19. A tropomiosina (PM= 93.000), uma proteína encontrada nos músculos, sedimenta 
mais vagarosamente em um campo centrífugo que a hemoglobina (PM= 65.000). Os 
coeficientes de sedimentação dessas proteínas são 2,6 e 4,31 S, respectivamente. 
Sabendo-se que para proteínas de mesma forma, quanto maior o peso molecular maior a 
velocidade de sedimentação, que característica estrutural da tropomiosina seria 
responsável por esse baixo coeficiente de sedimentação? 
 
20. A mobilidade eletroforética relativa de uma proteína, em gel de poliacrilamida-SDS 
diminui de 0,67 para 0,64 após a adição de ditiotreitol 1 mM. Qual é a explicação para 
tal fato? 
 
21. Em uma eletroforese em gel de poliacrilamida-SDS, uma proteina de peso 
molecular 90.000 move-se mais lentamente que uma outra de peso molecular 40.000. 
Entretanto, em uma filtração em gel de Sephadex, a proteína de peso molecular 90.000 
é a que primeiro emerge da coluna. Como se explica tal fato? 
 
22. É correto falar-se em pK de uma proteína? Por que? 
 
23. Uma proteína apresenta capacidade tamponante máxima em pH 5,0. O que se pode 
deduzir acerca da sua composição em aminoácidos? Se a capacidade tamponante 
máxima ocorresse em pH 8,0, o que se poderia concluir acerca da composição em 
aminoácidos dessa proteína? 
 
24. Qual é o número mínimo de grupos ionizáveis que podem ser encontrados em uma 
molécula de proteína? 
 
25. Quantos peptídeos diferentes podem ser formados com apenas três aminoácidos: a) 
usando qualquer um deles em qualquer posição; b) usando apenas uma vez cada um 
deles. 
 
26. Calcular o comprimento da molécula de uma proteína que contém 780 aminoácidos 
se: a) ela estiver na forma de -hélice; b) se ela estiver totalmente estendida 
(configuração ); c) se ela apresentar 40% de -hélice e 60 % de configuração . 
 
27. Uma E. coli apresenta 10
6
 moléculas de proteínas (PM= 40.000). Sabendo-se que o 
peso molecular médio dos aminoácidos é 120, calcular o comprimento total das cadeias 
polipeptídicas considerando-se que todas elas estão na forma de -hélice. Se elas 
estivessem somente em configuração , qual seria o comprimento total? 
 
28. Uma proteína de PM= 240.000 apresenta regiões em -hélice e regiões em 
configuração. Sabendo-se que o comprimento da molécula é 5,06.10
-5
 cm e que o peso 
molecular de cada resíduo de aminoácido é 120, determinar a porcentagem da molécula 
que se encontra em -hélice. 
 
29. Usando os valores de peso molecular dados na Tabela 1, predizer a ordem de 
eluição das seguintes proteínas em uma coluna de filtração emgel: citocromo c, 
triptofano sintetase, hemoglobina, ATP sulfurilase e xantina oxidase. 
 
30. Utilizando-se uma coluna de gel de Sephadex, foi determinada a relação Ve/Vo 
para as seguintes proteinas: mioglobina= 2,8; hemoglobina= 2,1; fosforilase a= 1,4; 
catalase= 1,3; ferritina= 1,0. Utilizando os PM dessas proteinas (ver Tabela 1) 
calcular o PM da toxina da difteria sabendo-se que nesse caso, Ve/Vo = 2,0. 
31. Determinar o número de cadeias polipeptídicas existentes na molécula da 
hemoglobina (PM = 64.000) sabendo-se que: o resíduo N-terminal é valina (PM= 117) 
e que para cada 100 g de hemoglobina existem 0,73 g de valina. 
 
32. Para um aminoácido monoamino monocarboxílico, K1 e K2 designam as constantes 
de dissociação dos grupos COOH e NH2, respectivamente. Demonstrar que: 
2
pKpK
pI 21


 
 33. O grupo -carboxila do ácido glutâmico tem um pK3= 4,3. Qual é a fração desses 
grupos que estará desprotonada em uma solução diluída de pH 5,0 ? Porque o pK desse 
grupo é sempre maior que o do grupo -COOH? 
 
34. O grupo -amino da lisina tem um pK3= 10,5. Qual é a fração desses grupos que 
estará protonada em uma solução diluída de pH 9,5 ? Porque o pK desse grupo é sempre 
maior que o do grupo -NH2? 
 
35. A carboximetilcelulose (CM-celulose), uma resina trocadora de cátions, é obtida 
pela carboximetilação (-CH2-COOH) da celulose. Se no seu laboratório você dispuser 
de uma coluna de CM-celulose (o pK do grupo COOH é 4,8) equilibrada em pH 7,0 e, 
se nessa coluna você aplicar uma amostra contendo uma mistura de citocromo c, 
lisozima e ovalbumina, qual(is) dessa(s) proteina(s) ficará (ão) retida(s) na coluna? 
Utilizar os dados da Tabela 1 e considerar que a interação entre as proteínas e a resina é 
apenas do tipo eletrostático. 
 
36. A dietilaminoetil celulose (DEAE-celulose) é uma resina trocadora de ânions. Se 
você aplicar uma mistura de soralbumina bovina, urease e quimotripsinogênio a uma 
coluna de DEAE-celulose (o pK do grupo NH2 é 9,4) equilibrada em pH 7,0, o que 
acontecerá com cada uma dessas proteínas? Utilizar os dados da Tabela 1 e considerar 
que a interação entre as proteínas e a resina é apenas do tipo eletrostático. 
 
37. A maioria dos animais é incapaz de digerir a lã devido ao fato dela ser uma proteína 
cuja molécula apresenta um grande número de pontes dissulfeto (S-S). Entretanto a 
traça, que apresenta grandes quantidades de H2S em seu trato digestivo, é capaz de 
digerir a lã. Como se explica esse fato? 
 
38. Os anticorpos possuem sítios de ligação que são complementares a estruturas 
específicas dos antígenos. Considerando-se que tanto os antígenos como os anticorpos 
podem ser proteínas, como se explica a forte interação entre antígeno-anticorpo? 
 
39. A toxina do Clostridium botulinum é uma das mais venenosas substâncias 
conhecidas e o seu consumo é fatal. Entretanto, se o alimento deteriorado, for aquecido 
em banho-maria durante 15 a 20 minutos, ele poderá ser ingerido sem que ocorra a 
morte do indivíduo. Qual é a explicação bioquímica para esse fato? 
 
40. A temperatura requerida para inativar a ribonuclease é drasticamente reduzida 
quando ela é tratada inicialmente com ácido perfórmico. Qual é a explicação para tal 
fato? 
 
41. A soralbumina bovina e a hemoglobina de cavalo têm um PM= 64.500. 
Considerando-se essas informações é correto afirmar que essas duas proteínas têm a 
mesma estrutura terciária? 
 
42. A hemoglobina é uma proteína formada por quatro subunidades (duas  e duas ) e, 
reage com o oxigênio conforme a equação que segue. Se os cristais da 
deoxihemoglobina são expostos ao oxigênio, eles se quebram. O mesmo não acontece 
com os da mioglobina desoxigenada. Qual é a explicação para tal fato? 
Hb (deoxihemoglobina) Hb (oxihemoglobina) 
 
43. A ribonuclease de pâncreas bovino (PM= 12.600) e a soralbumina bovina (PM= 
68.500) são proteínas globulares constituídas por uma única cadeia polipeptídica. 
Utilizando-se apenas essa informação seria possível prever qual delas apresenta uma 
maior relação resíduos hidrofílicos/resíduos hidrofóbicos? 
 
44. Uma determinada enzima é constituída por quatro subunidades idênticas. Em 
determinadas condições, essas quatro subunidades podem ser dissociadas. Para se testar 
a atividade das subunidades, deve-se assegurar que não mais existem tetrâmeros em 
solução. Que tipo de cromatografia deveria ser escolhido para separar os monômeros 
dos tetrâmeros? Por que? 
 
45. Vinte miligramas de uma mistura de proteínas foram aplicados a uma coluna de 
DEAE-celulose. Desse total, cerca de 30% correspondem a uma determinada enzima. 
Após a cromatografia observou-se que cerca de 18,9 mg de proteína foram recuperadas. 
Entretanto, nenhuma atividade enzimática foi detectada. Como seria possível explicar 
esses resultados? 
 
46. Uma enzima requer elevadas concentrações de magnésio para exercer sua atividade 
enzimática. Por outro lado, a remoção de tais íons a inativa irreversivelmente. Na 
tentativa de se purificar essa enzima, foram utilizadas tanto a cromatografia de troca 
iônica como a de filtração em gel. Em ambos os casos a enzima sofreu inativação. O 
que pode ter acontecido? Que modificações poderiam ser efetuadas a fim de melhorar o 
procedimento de purificação? 
 
47. Duas proteínas P1 e P2 apresentam o mesmo peso molecular. Em pH 5.5, cerca de 
75% das estruturas dessas duas proteínas estão na forma de -hélice. Entretanto, 
quando em pH 8.5, a proteína P1 perde toda estrutura de -hélice e se enrola ao acaso 
(randon coil). Se o pH da solução é abaixado até 5.5 a estrutura original de P1 é 
restabelecida. Baseado nessas informações proponha uma maneira de separar essas duas 
proteínas. 
 
48. Calcular a densidade do tropocolágeno sabendo-se que ele pode ser considerado 
como sendo um cilindro de 2.800 Å de comprimento por 14 Å de diâmetro e que cada 
uma das três cadeias polipeptídicas contém 1.000 resíduos de aminoácidos. Dados: 1 
Dalton: 1.67.10
-24
 g; PM médio dos resíduos de aminoácidos: 120. 
 
49. As proteínas e outros polieletrólitos ligam-se às resinas trocadoras de íons através 
de ligações eletrostáticas. A afinidade de uma substância por um trocador de íons 
depende do número e da força de seus grupos carregados bem como dos grupos 
existentes no trocador iônico. Através da variação do pH e da força iônica, esses 
polieletrólitos podem ser deslocados do trocador iônico. De acordo com essas 
informações, qual será o tipo de gradiente a ser usado (crescente ou decrescente) para 
um: a) trocador de cátions? b) trocador de ânions? 
 
50. Predizer a ação da tripsina (T) e da quimotripsina (Q) sobre os peptídeos: 
a) Lis-Asp-Gli- Ala-Ala-Glu-Ser-Leu; b) Ala-Ala-His-Arg-Glu-Lis-Fen-Ser 
c) Tir-Cis-Lis-Ala-Arg-Arg-Gli-Ala; d) Fen-Ala-Glu-Ser-Ala-Gli-Gli-Ala 
e) Val-Ala-Lis-Glu-Glu-Fen-Val-Met-Tir-Cis-Glu 
 
51. A composição em aminoácidos de um peptídeo P é: Lis (1); Arg (2); Asx (1); Tre 
(1); Ser (2); Gln (1); Pro (1); Gli (3); Ala (2); Val (1); Cis (1); Ile (1); Fen (2). Após a 
hidrólise ácida parcial desse peptídeo, foram purificados e seqüenciados nove outros 
peptídeos: Val-Fen-Ser-Cis; Asn-Lis-Ser-Gli; Cis-Gln-Ile-Gli; Ile-Gli-Ala; Arg-Val; 
Ala-Ala-Asn; Ser-Gli-Pro; Arg-Fen-Tre-Gli; Pro-Arg-Fen-Tre. Determinar a sequência 
de P. 
 
52. A análise de um determinado peptídeo revelou a seguinte composição em 
aminoácidos: Asp (1); Lis (1); Pro (2); Ser (1). O tratamento de P com o reagente de 
Sanger, seguido de hidrólise ácida, revelou DNP-Ser. Após hidrólise ácida parcial de P 
foram isolados quatro outros peptídeos que, após hidrólise ácida apresentaram as 
seguintes composições: P1: Pro (1); Ser (1); P2: Pro (2); Ser (1); P3: Lis (1); Pro (1); P4: 
Asp (1); Lis (1). Levando em conta essas informações, determinar a seqüência de P. 
 
53. Após a hidrólise de uma proteína com quimotripsina foi isolado um peptídeo P queapresentou a seguinte composição em aminoácidos: Tre (1); Ser (2); Pro (1); Gli (1); 
Val (1); Cis (1); Fen (1); Tir (1). O tratamento de P com o reagente de Edman revelou 
dos seguintes derivados: Ser, Ser, Tre, Val. Ao se tratar o peptídeo P com termolisina, 
obteve-se um peptídeo P1 que, tratado com o reagente de Edman revelou: Fen, Pro, Gli, 
Cis. Finalmente, a hidrólise ácida parcial de P com HCl 6N resultou na obtenção de um 
peptídeo A, contendo: Pro(1); Val (1); Fen (1). Deduzir a seqüência de P. 
 
54. Um peptídeo tríptico P apresenta a seguinte composição em aminoácidos: Lis (1); 
Asx (1); Tre (1); Glx (1); Val (1); Leu (1); Ile (1); Fen (1). A carga desse peptídeo é -1 
quando em pH 6.5. O tratamento de P com o cloreto de Dansyl, seguido de hidrólise 
ácida, revelou DNS-Ser. O tratamento de P com carboxipeptidade liberou 
sucessivamente Lis, Leu, Ile, Val. Finalmente, o tratamento de P com quimotripsina 
forneceu um peptídeo P1 cuja composição em amino ácidos é: Asx (1); Val (1); Leu (1); 
Ile (1). Determinar a seqüência de P. 
 
55. Determinar a seqüência do peptídeo P sabendo-se que ele apresenta a seguinte 
composição em aminoácidos: Asx (1); Lis (1); Glx (1); Gli (2); Leu (1); Fen (1). Após o 
tratamento de P com carboxipeptidase seguido de cromatografia em papel, observou-se 
o aparecimento de Asp (mancha forte), Gli e Leu (manchas mais discretas). O 
tratamento de P com o reagente de Sanger seguido de hidrólise ácida revelou DNP-Gli. 
Quando o peptídeo P foi submetido à ação da tripsina, deu origem aos peptídeos P1 e P2. 
Quando submetido à ação da quimotripsina, deu origem a P3 e P4. As características 
desse quatro novos peptídeos são: 
 
Peptídeo Tripsina Quimotripsina Carboxipeptidase 2,4 FDNB 
P1 Sim Não Lis Gli 
P2 Sim Não Asp Glu 
P3 Não Sim Asp Leu 
P4 Não Sim Fen Gli 
 
56. Um peptídeo tríptico revelou Arg, Asp e Glu após hidrólise ácida. Quando 
submetido a uma eletroforese em pH 6.5, migrou para o pólo positivo. Quando tratado 
com cloreto de Dansyl, revelou DNS-Glu. Após o tratamento de P com o reagente de 
Edman, obteve-se um peptídeo P1, neutro em pH 6.5, que apresentou quantidades 
equimoleculares de Arg, NH3, Asp, Glu. Quando P1 foi tratado com cloreto de Dansyl, 
obteve-se DNS-Glu. Finalmente, após o tratamento de P1 com o reagente de Edman 
obteve-se um peptídeo P2, neutro em pH 6.5. Determinar a seqüência de P. 
 
57. A hidrólise ácida de um pentapeptídeo P revelou: Glu (2); Lis (1). Quando tratado 
com tripsina, o peptídeo P deu origem a dois outros peptídeos. Quando submetidos à 
eletroforese em pH 7.0, um deles migrou para o pólo negativo (cátodo) e o outro migrou 
para o pólo positivo (ânodo). O tratamento de um deles, com o reagente de Sanger 
revelou a presença de DNP-Glu. O tratamento do pentapentapeptídeo P com 
quimotripsina deu origem a dois outros peptídeos além de Glu livre. Determinar a 
seqüência de P. 
 
58. Um peptídeo P apresenta a seguinte composição em aminoácidos: Lis (1), His (1); 
Asp (1); Glu (2); Ala (1); Ile (1); Val (1); Tir (1). O tratamento de P com 2,4 DNFB 
revelou DNP-Asp. O tratamento de P com carboxipeptidase liberou Val. A ação da 
tripsina sobre P provocou o aparecimento de dois outros peptídeos P1 e P2. A 
composição em aminoácidos de P1 é: Lis (1); Asp (1); Glu (1); Ala (1); Tir (1) e a de P2 
é: His (1); Glu (1); Ile (1); Val (1). O tratamento de P com quimotripsina deu origem 
aos peptídeos P3 e P4. A composição de P3 é Asp (1); Tir (1); Ala (1). Após hidrólise 
ácida parcial de P4 foram detectados entre outros, os seguintes peptídeos: His-Glu; Glu-
Ile. Determinar a seqüência de P.