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Aminoácidos e Proteínas Professora Marina Neves Delgado • Unidade básica que formam as proteínas ou polipeptídeos. • Alguns são bioativos, mesmo quando isolados da estrutura protéica: hormônios, precursores de neurotransmissores, etc. Aminoácido • Grupo Amina (NH3) • Grupo carboxila ( COOH) • Carbono a • Cadeia lateral (R) Estrutura Geral do Aminoácido Por causa dessa estrutura química, o aminoácido pode ter cargas diferentes em determinado pH. Existem dois critérios básicos: • Polaridade da cadeia lateral, i. e. natureza polar ou apolar de R. • Presença de grupo acídico ou básico na cadeia lateral. Classificação dos Aminoácidos Influenciam as propriedades dos aminoácidos 1. Aminoácidos com cadeias laterais apolares. 2. Aminoácidos com cadeias laterais polares. eletricamente neutras. 3. Aminoácidos com cadeias laterais com grupo carboxila. 4. Aminoácidos com cadeias laterais básicas. 5. Aminoácidos incomuns. Classificação dos Aminoácidos Aminoácidos incomuns: Ocorrem em algumas proteínas; São derivados de aminoácidos comuns; São produzidos pela modificação do aminoácido parental depois que a proteína é sintetizada. Ex: hidroxiprolina - prolina - e hidroxilisina - lisina- (colágeno) tiroxina - tirosina (hormônio da tireóide) • Ligação covalente entre o grupo a-carboxila de um aminoácido e o grupo a-amina de outro aminoácido. • Perde-se uma molécula de água no processo. • Resíduos de aminoácidos permanecem ligados após a síntese por desidratação. Ligação Peptídica Exemplo de oligopeptídeo Exemplo de oligopeptídeo • Em uma proteína há mais de cem aminoácidos unidos. Ligação Peptídica • Proteínas são cadeias longas de resíduos de aminoácidos unidos por ligação peptídica com um grupo amina com nitrogênio carregado opositivamente em uma extremidade e um grupo carboxila carregado negativamente na outra extremidade. Proteína • A sequência de aminoácidos é essencial para a forma tridimensional da proteína e consequentemente para a sua função. “Fale pouco. Faça muito.” = “Faça pouco. Fale muito.” • A sequência representa a mensagem do gene! A sequência determina exatamente como a proteína irá se dobrar em uma conformação tridimensional para executar sua exata função bioquímica. Proteína Estrutura primária Sequência de aminoácidos Função Forma tridimensional Anemia falciforme • Estrutura primária: ordem na qual os aminoácidos estão ligados por ligação peptídica. • Estrutura secundária: arranjo espacial dos átomos do esqueleto peptídico. Tal arranjo é dependente da pontes de hidrogênio formadas entre amida e grupo carbonila do esqueleto peptídico. • Estrutura terciária: arranjo espacial de todos os átomos da proteína, incluindo a cadeia lateral e ou grupo prostético. • Estrutura quartenária: arranjo tridimensional da subunidades de uma proteína, quando elas existirem. Estruturas das Proteínas • Estrutura primária: ordem na qual os aminoácidos estão ligados por ligação peptídica. Estruturas das Proteínas Estruturas das Proteínas • Estrutura secundária: arranjo espacial dos átomos do esqueleto peptídico. Tal arranjo é dependente da pontes de hidrogênio formadas entre amida e grupo carbonila do esqueleto peptídico. • Estrutura terciária: arranjo espacial de todos os átomos da proteína, incluindo a cadeia lateral e ou grupo prostético. Estruturas das Proteínas • Estrutura quartenária: arranjo tridimensional das subunidades (cadeias) de uma proteína, quando elas existirem. Estruturas das Proteínas • Estrutura secundária: arranjo espacial do esqueleto protéico devido a existência das pontes de hidrogênio. Detalhamento da Estrutura Secundária a-hélice b-pregueada a-hélice: Pontes de hidrogênios paralelas ao eixo da hélice. 1. Proteínas podem ter quantidades variáveis de a- hélice. 2. Alguns fatores desestruturam a a-hélice: • Repulsão eletrostática das cadeias laterais. • Repulsão estérica (densidade) de cadeias laterais volumosas. b-pregueada: Pontes de hidrogênios perpendiculares aà cadeia proteica. 1. Esqueleto peptídico quase estendido. 2. Pontes de hidrogênios formadas entre diferentes cadeias ou entre diferentes partes de uma mesma cadeia dobrada sobre si mesma. Estrutura Supersecundária a-hélice e b-pregueada combinadas de diversas formas à medida que uma cadeia polipeptídica dobra sobre si mesma. Ex: bab, aa, motivos (estrutura supersecundária de repetição) • Estrutura terciária: arranjo espacial de todos os átomos da proteína, incluindo a cadeia lateral e ou grupo prostético. Detalhamento da Estrutura Terciária Pontes de hidrogênio, Atrações hidrostáticas, Interações hidrofóbicas Ligações dissulfetos (aa de Cys) Para identificar a forma 3D da proteína: * Cristalografia por raios X Por que as proteínas se dobram? O dobramentos das proteínas dependem de ligações não covalentes entre os átomos. Estrutura secundária: pontes de hidrogênio entre N da amida e O do grupo carbonila da cadeia peptídica. Estrutura terciária : pontes de hidrogênio, atrações hidrostáticas, interações hidrofóbicas e ligações dissulfetos (aa de Cys) entre todos os átomos da proteína, inclusive da cadeia lateral Chaperonas Desnaturação e Renaturação O desdobramentos das proteínas é a desnaturação. A recuperação da estrutura tridimensional desfeita (ocorre em condições experimentais) é a renaturação. Calor pH Detergentes Proteínas Globulares e Fibrosas Esqueleto protéico dobra sobre si mesmo para produzir uma forma esférica ou estrutura compacta. São solúveis em água. Esqueleto protéico linear, formando uma ou mais fibra. São insolúveis em água.
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