Aula Semana 2 Proteinas

Prévia do material em texto

*
Faculdade Estácio de Sá
Curso: Farmácia
Disciplina:Bioquímica 
PROTEÍNAS
Profª Dra. Sônia Aparecida Viana Câmara
*
Proteínas
Definição:
 São compostos orgânicos complexos, sintetizados pelos organismos vivos, por meio da condensação de moléculas de α- aminoácidos através de ligações peptídicas. 
*
LIGAÇÃO PEPTÍDICA
 H O H O
R – C – C + R1 – C - C
 NH2 OH H - N- H OH 
 H O
 H2O + R – C – C H O
 NH2 N – C – C
 R1 OH 
LIGAÇÃO PEPTÍDICA
(Ligação amídica)
*
Formação das Proteínas
Os aminoácidos se ligam formando cadeias de Polipeptídios
Tripeptídio= 3 
 
 Dipeptídio = 2 
Oligopeptídios = até 30 aminoácidos
Polipeptídios = acima de 30 aminoácidos
*
Peptídios de importância biológica
*
 Composição Proteínas
São 20 α- aminoácidos que compõem as diferentes proteínas.
 A classificação α- é devido a posição do grupo amino no 1º Carbono ligado ao grupo carboxila(COOH).
*
Isomeria
Carbono alfa (ἀ) é assimétrico
 - ligado a 4 grupos diferentes
Formam 2 isômeros:
Levógiro
Destrógero
Proteínas dos seres vivos são L- aminoácidos
*
Qual a função das proteinas no organismo?
ENZIMAS E HORMÔNIOS:
Catalisam e regulam as reações que ocorrem no organismo.
MÚSCULOS E TENDÕES:
Proporcionam ao corpo os elementos do movimento.
PELE E CABELO:
Oferecem revestimento externo.
HEMOGLOBINA: Transporte de oxigênio.
ANTICORPOS: Meios de proteção contra doenças.
*
AA variam na estrutura, tamanho e carga elétrica que influenciam a sua solubilidade em água.
Todos os AA exceto a glicina, o carbono está ligado a 4 diferentes grupos: carboxila, amino, grupo R e H+.
Na glicina o grupo R é um outro átomo de H+.
AMINOÁCIDOS (AA)
Glicina
*
. Classificação do Aminoácidos
AMINOÁCIDOS: ESSENCIAIS 
 NÃO ESSENCIAIS
Aminoácidos essenciais: não são sintetizados pelo organismo humano, devem estar presentes na dieta. 
Aminoácidos não essenciais ou naturais – são sintetizados pelo organismo humano através de quebra de proteínas.
.
*
. Classificação do Aminoácidos
*
 Só existem 20 AA?
Resultam da modificação específica de um resíduo de aminoácido após a síntese protéica. 
 Ocorre adição de grupos químicos nas cadeias laterais do AA: hidroxilação, metilação, acetilação, carboxilação e fosforilação.
Aminoácidos Incomuns:
*
Ex: AA incomuns
 - hidroxiprolina, derivado da prolina encontrado na parede celular de plantas e no colágeno.
- hidroxilisina, derivado da lisina encontrado no colágeno.
- N-metil-lisina, constituinte da miosina (Proteína contrátil do músculo).
 γ - carboxiglutamato, encontrado nos fatores de coagulação sangüínea (Protrombina, fator VII, fator IX, fator X, proteína C e S).
 Outros 300 aminoácidos são encontrados nas células, mas não são constituintes das proteínas. 
*
AMINOÁCIDOS
Os AAs são classificados de acordo com a Polaridade das cadeias laterais:
Grupo R - apolares
Grupo R - aromáticos
Grupo R - polares não-carregados
Grupo R - polares carregados positivamente
Grupo R – polares carregados negativamente
*
CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
*
*
*
 Proteínas Conjugadas
São moléculas mais complexas, onde os aminoácidos estão ligados a substâncias não protéicas, que são denominadas de grupo prostético .
Classificação de acordo com o grupo prostético:
Lipoproteínas – o grupo prostético é um lipídio:lecitina, colesterol.
Nucleoproteínas - o grupo prostético são ácidos nucleicos.
*
 Proteínas Conjugadas
3.Cromoproteínas – o núcleo prostético é formado de um pigmento:clorofila, riboflavina, carotenóides, pigmentos biliares e heme.
hemoglobina
Grupo Heme
*
 Proteínas Conjugadas
3.Nucleoproteínas - o grupo prostético são ácidos nucleicos.
4. Fosfoproteínas – o grupo prostético é o ácido fosfórico. 
5. Metaloproteínas - o grupo prostético são metais pesados.
*
 Proteínas Conjugadas
6. Glicoproteínas – ou mucoproteínas, são ligadas a carboidratos. Ex: mucina no suco gástrico, 
Ex: hemoglobina glicosilada: ligação da hemoglobina com a glicose, ocorre em pacientes com diabetes.
 Dosagem: monitora a evolução da diabetes 
*
. Propriedades das Proteínas
Formam Zwitterion – é o ponto isoelétrico das proteínas, define um pH onde as cargas positivas e negativas se igualam.
*
. Propriedades das Proteínas
Precipitam com íons – quando em solução, podem combinar com íons positivos e negativos (ácidos e bases), formando precipitados.
*
. Propriedades das Proteínas
 Caráter Anfótero – 
Em meio ácido: é o ânion carboxilato, e não o grupo amino, que atua como centro básico recebe o próton:
Em meio básico: é o cátion amônio, e não o grupo carboxila, que age como centro ácido e perde um próton:
*
 Propriedades das Proteínas
Reação de Biureto – quando soluções de proteínas em meio fortemente alcalino são tratadas com soluções diluídas de íons cúpricos, com aparecimento de cor que varia de rosa a púrpura. Esta reação é muito usada para determinação qualitativa e quantitativa de proteínas.
Hidratação de proteínas- tem facilidade de se combinar com a água, pois todas as reações biológicas se processam em meio aquoso.
*
Propriedades das Proteínas
Viscosidade – as soluções de proteínas varia muito, depende da concentração das soluções e da estrutura molecular da proteína. As fibrosas tem maior viscosidade que as globulares.
Desnaturação – é o rompimento e a perda da conformação nativa e atividade biológica.
Causada: alterações extremas de pH
 extremos na força iônica
 Detergentes
 Aumento na temperatura
 Reação com metais pesados(As, Hg, Pb)
*
 Propriedades das Proteínas
Ex: Desnaturação: Processo digestivo: 
O ácido estomacal (HCl) desnatura a proteína, rompendo as estruturas, secundárias, terciárias e quaternárias, levando a abertura da proteína, facilitando a ação das enzimas digestivas (pepsina, tripsina e quimotripsina) para hidrolizar as proteínas alimentares em aminoácidos.
*
Corpúsculos de Heinz: São grumos de hemoglobinas desnaturadas que se precipitam dentro da hemácia, sendo facilmente demonstráveis com corantes vitais (p.ex., violeta de metila). São vistos em muito maior número nos pacientes esplenectomizados, pois são removidos do sangue pelas células macrofágicas do baço. 
Causas: drogas – primaquina (malária)
Variante instável da hemoglobina
*
*
Primária
Secundária
Terciária
Quartenária
Níveis de Organização das proteínas
*
Níveis de Organização das proteínas
*
Níveis de Organização das proteínas
Estrutura Primária 
seqüência linear de AA
É o nível estrutural mais simples
A estrutura primária da proteína resulta em uma longa cadeia de aminoácidos semelhante a um "colar de contas", com uma extremidade "amino terminal" e uma extremidade "carboxi terminal". 
É destruída por hidrólise química ou enzimática das ligações peptídicas, com liberação de peptídeos menores e aminoácidos livres. 
.
*
Folha 
Estrutura Secundária
Mioglobina – transporta O2 no músculo
Lisozima na lágrima exibe os dois tipos de estrutura 
*
Estas subunidades se mantém unidas por forças covalentes, como pontes dissulfeto, e ligações não covalentes, como pontes de hidrogênio, interações hidrofóbicas, etc. 
Proteínas GLOBULARES (Albumina) e FIBROSAS (Queratina)
Estrutura Terciária
Quartenária
*
*
Doenças dos Prions- Doença de Creutzfeldt-Jakob
  Descobridores – Hans Creutzfeldt e Alfons Maria Jakob.
 
É uma condição que afeta o cérebro, ocasionando extensas lesões que leva a demência e distúrbios do movimento.
Causa: alteração da estrutura proteíca. Os Prions são formados a partir de proteínas neurológicas, através da conversão da estrutura da proteína predominante alfa helicoidal para folha Beta pregueada.
A estrutura alterada da protéina forma longos agregados filamentosos que danificam o tecido neuronal
*
Doenças dos Prions
Medidas de Prevenção :
Desde 1998, o governo brasileiro proibiu:
 A importação de derivados de sangue humano doado por pessoas residentes no Reino Unido. 
 Importação e a comercialização de carne bovina e de produtos de uso em saúde ou em alimentação animal cuja matéria-prima seja originária de países que tiveram casos de encefalopatia espongiforme bovina. 
Ministério da Agricultura tornou obrigatória a análise de ruminantes mortos com suspeita de doenças neurológicas para cercar eventuais focos da doença bovina e, assim, prevenir a contaminação humana. 
*
Doença de Alzheimer
Doença neurodegenerativa
São distúrbios do sistema nervoso central com perda de função e morte dos neurônios no cérebro.
Sintomas: perda progressiva da função cognitiva e da memória.
Causa: depósito de proteínas beta amilóide nos neurônios 
*
*
Métodos para estudar a estrutura de proteínas
Análise da Estrutura primária ou sequência identifica os efeitos de mutações genéticas
Etapas:
1- Composição de AA – análise quantitativa após digestão da proteína por hidrólise ácida.
2- Sequenciamento do fragmento – quebra das ligações peptídicas em locais específicos para produzir fragmentos pequenos.
Ex: Tripsina hidrolisa o radical carbonila da lisina e da arginina.
Quimiotripsina hidrolisa o radical carbonila dos anéis aromáticos (fenilalanina, tirosina, triptofano)
Degradação de Edman: fenilisotiocianato
*
Métodos para estudar a estrutura de proteínas
Métodos para purificação e caracterização de proteínas de estrutura terciária e quaternária.
1- Precipitação de Proteína
Aumento da concentração salina desidrata as proteínas, precipitando no ponto salting out, que é único para cada proteína.
As proteínas são separadas com base nas diferenças de solubilidade.
*
Métodos para estudar a estrutura de proteínas
Métodos para purificação e caracterização de proteínas de estrutura terciária e quaternária.
2-Cromatografia: interação com a matriz sólida pode ser baseada em características físicas e químicas.
Tipos:
Exclusão em gel
Troca iônica
Afinidade
Fase reversa ou cromatografia hidrofóbica
Cromatografia líquida de alta resolução
*
*
CROMATOGRAFIA DE TROCA IÔNICA
*
*
Diálise
*
*
ELETROFORESE
 ex: eletroforese da G6PD (glicose-6-fosfato-desidrogenase) em acetato de celulose
*
 G6PD (glicose-6-fosfato-desidrogenase) 
 Lista Parcial de algumas substâncias que podem provocar crise hemolítica aguda em pacientes com deficiência de G-6PD 
*
HEMOGLOBINA E MIOGLOBINA
*
Hemoglobina
*
*
*
Hemoglobinopatia
Hemoglobina A1c (HbA1c) - formada entre a glicose sanguínea e o resíduo amino terminal de valina da cadeia da globina β.
Elevada em pacientes com diabetes melito não controlada.
*
– 
Anemia Falciforme
É uma mutação que resulta da substituição de um aminoácido da proteína, alterando o desempenho da função.
É a substituição do resíduo de glutamato com radical polar negativo por valina com grupo R apolar, na posição 6 da cadeia ß (beta)
Hemácias adquire a forma de foice (sickle em inglês) = Hemoglobina S
Somente em indivíduos homozigotos
HEMOGLOBINOPATIAS
*
HEMOGLOBINOPATIAS
Hemoglobina C - resultando na substituição do sexto aminoácido da cadeia beta da hemoglobina humana, o ácido glutâmico, pelo aminoácido lisina.
Hemoglobina Boston - uma mutação da cadeia , permite a oxidação do radical heme ferroso ao estado férrico e, assim, não se ligará ao oxigênio , causando metamoglobinemia hereditária.
*
HEMOGLOBINOPATIAS
Hemoglobina Chesapeake: é causada pela substituição por leucina (α92 Arg em Leucina)
Hemoglobina Koln – é causada por uma substituição por metionina (β98 Valina em Metionina.
Talassemias – produção alterada de globina β e α causando anemias hemolíticas.
Tipos: β –Talassemia: maior – homozigoto–letal adulto – cromossoma 11.
 menor – heterozigoto
Tipo α - cromossoma 16 – anemias severas
*
Referências bibliográficas
Marzocco A, Torres BB. Bioquímica Básica.2 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan S.A., 1999.
Nelson &Cox. Lehninger. Princípios de Bioquímica. 2. ed.Editora Sarvier.
 
Pelley, John W. Bioquímica. 1. ed. Editora Elsevier. Material Didático da Estácio.
*