06 Proteínas.1

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Aminoácidos, Peptídeos e 
Proteínas
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓20 AAs 
Grupo carboxila ( COOH)
Grupo Amino ( NH2)
✓Carbono assimétrico (quiral) – Exceção: 
Glicina (dois Hidrogênios ligados)
Pelo menos duas formas estereoisométricas
Apenas os isômeros “L” são encontrados em 
proteínas
Relembrando...
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Os AA podem ser classificados com base 
na polaridade de seus grupos R
Relembrando...
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Relembrando...
pH Baixo pH prox. neutro pH alto
Ác. Dipróticos Íon dipolar 
eletricamente 
neutro
Forma 
desprotonada
Obs: Possui 2 H+ 
(caráter ácido)
Obs: Perdeu 2 
H+ (caráter 
básico –
acapetor de H+)
Curva de titulação da glicina
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Curva de titulação
Curva de titulação 
da histidina, um 
aminoácido com 
grupo R ionizável
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Peptídeos e proteínas são formados por 
ligação peptídica
Variam de moléculas contendo 2 ou 3 AAs 
até moléculas com milhares de AAs.
✓Formados por ligação peptídica 
Ligação entre o grupo carboxila de um AA 
com o grupo amino de outro AA
Polímeros de aminoácidos
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Ligação peptídica
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Ligação peptídica
Pentapeptídeo
Ser-Gly_Tyr-Ala-Leu
Resíduo amino-terminal por convenção fica a esquerda
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Pentapeptídio mostra a sequência do 
peptídio da porção amino-terminal para 
a porção Carboxi-terminal 
Este 
pentapeptídio
(YGGFL) é um 
opióide que 
modula a 
percepção de dor. 
O pentapeptídio
reverso (LFGGY) 
é uma molécula 
diferente, e não 
possui esse efeito
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
321 54
número de ligações peptídicas + 1 = número de 
aminoácido no polipeptídio
2aa – DIPEPTÍDEO – 3aa TRIPEPTÍDEO – 4aa,5aa..
Polipeptídio
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Polipeptídeo
>Insulina [Homo sapiens] 
MALWMRLLPLLALLALWGPDPAAAFVN
QHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT
RREAEDLQVGQVELGGGPGAGSLQPLA
LEGSLQKRGIVEQCCTSICSLYQLENY
CN
✓Alguns grupos R podem se ionizar 
contribuindo para as propriedades ácido-
básica dos peptídeos
Peptídios possuem propriedade ácido-
base
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Ligação 
dissulfeto pela 
oxidação de 
duas moléculas 
de cisteína
Ligações 
dissulfeto entre 
resíduos de Cys
estabilizam as 
estruturas de 
muitas 
proteínas
Cisteína forma ligação dissulfeto
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Peptídeos tem curvas de titulação 
características
✓Peptídeos biologicamente ativos ocorrem 
em uma ampla faixa de tamanho
Oxitocina (hormônio) – 9 resíduos de Aas
Bradicinina (inibe inflamação) – 9 res. AA
Aspartame Dipeptídeo sintético
Peptídeos características
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Características de algumas proteínas
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Os 20 AAs primários 
nunca se apresentam 
em quantidades 
iguais em uma 
proteína
✓Proteínas 
apresentam 
sequencias 
específicas de 
aminoácidos 
especificadas por 
genes
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Algumas proteínas contém uma única 
cadeia de polipeptídios => monoméricas
✓Proteínas multisubunitáris possuem 
mais de um polipeptídio associado => 
oligoméricas
Cadeias iguais ou diferentes
Hemoglobina 
possui quatro 
unidades 
polipeptídicas: 
duas cadeias α
idênticas e duas 
cadeias β idênticas, 
unidas por 
interações não 
covalentes
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Proteínas com outros grupos 
químicos
✓Adicionados pós-traducionalmente
✓Proteína simples: Compostas apenas por 
AAs
✓Proteínas Conjugadas: Formadas por 
AAs e um radical não peptídico
Metaloproteínas
Lipoproteínas
Glicoproteínas
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Componentes químicos 
permanentemente associados às 
proteínas
Lipoproteínas => lipídios + proteínas
▪ HDL, LDL, 
Glicoproteínas=> açúcares + proteínas
▪ Imunoglobulinas
Metaloproteínas => metal + proteína
▪ Álcool desidrogenase (Zn)
Grupo prostético
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓ Estrutura primária: resíduos de AAs em uma cadeia 
polipeptídica
✓ Estrutura secundária: Arranjos estáveis dos resíduos de 
AAs
✓ Estrutura terciária: dobramento tridimensional do 
polipetídeo
✓ Estrutura quaternária: Estrutura tridimensional de uma 
proteína com subunidades. Maneira pela qual as 
subunidades se combinam. 
Níveis de estrutura proteica
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
ESTRUTURA QUATERNÁRIA
ESTRUTURA 
PRIMÁRIA
ESTRUTURA
SECUNDÁRIA
ESTRUTURA TERCIÁRIA
Forma estrutural de proteínas
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Proteínas homólogas são proteínas 
relacionadas evolutivamente. 
Geralmente apresentam a mesma 
função em espécies diferentes. 
Ex: Citocromo C (ptn mitocondrial que 
transfere e- durante oxidação)
Proteínas homólogas de espécies diferentes 
são podem ter cadeias polipeptídicas 
idênticas ou quase idênticas. 
Homologia de proteínas entre as 
espécies
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Quanto mais similares as sequências 
das proteínas dos organismos, mais 
próximos eles são evolutivamente
Evolução Molecular
Árvore molecular da vida
✓Sequencia de 
AAs em um 
proteína é 
determinada 
geneticamente
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Doenças genéticas
✓Hemácias não conseguem ligar O2
✓Troca de resíduo de AA na sequencia 
primária
Glu => Val
Proteína mutante: Anemia falciforme
Hemácias em forma de foice
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
As proteínas são polímeros de aminoácidos
Proteínas
✓ Sabendo que a célula possui 
milhares de proteínas, como 
purificar uma única delas?
 Basta selecionar por propriedade
▪ Tamanho, carga e propriedades de 
ligação
✓ Obter o extrato bruto
 “correr” em cromatografia de coluna
▪ Fase estável (matriz)
▪ Fase móvel (solução com tampão)
Coluna maior permite maior 
resolução na separação
Proteínas podem ser separadas e 
purificadas
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Cromatografia de troca iônica
Ex: Polímero carregado negativamente
▪ Proteínas positivas ligam ao polímero e 
demoram mais a ser eluídas da coluna
✓Cromatografia de exclusão molecular
Grânulos porosos na matriz seguram as 
moléculas menores
▪ Moléculas grandes não entram nos poros e são 
eluídas primeiro
✓Cromatografia de afinidade
Adiciona-se à matriz da coluna algum tipo 
de molécula ligante da molécula de 
interesse
▪ Ex: Molécula ligadora de ATP; adiciona-se ATP à 
matriz
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Eletroforese
Ferreira et al., Mycelial growth and synthesis of heat shock proteins by 
ectomicorrhizal fungi under supra-optimal temperature conditions. 
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Eletroforese 2D
✓ 1ª dimensão: 
Focalização isoelétrica 
=> Proteínas migram 
ate atingir carga 
líquida igual a zero 
(ponto isoelétrico)
✓ 2ª dimensão: Separação 
por tamanho 
=>separação das 
proteínas por massas 
moleculares. 
✓ Parâmetros 
independentes na 1 e 2 
dimensão. 
http://www.ufrgs.br/uniprote-
ms/Content/02PrincipiosDeAnalise/eletroforese.
html. Acesso em 19/03/2015
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Espectrometria de massa
✓ Identificação, 
quantificação e 
caracteracterização de 
amostras
✓ Análise de proteínas
✓ Análises em industria
farmaceutica
✓ Teste de drogas
Moléculas sãoionizadas no 
vácuo
Moléculas introduzidas em 
campo elétrico/magnético
Detecção dos íons em função 
de relação massa/carga (m/z)
Registro do número de íons 
formando espectro
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Espectrometria de massa
http://pt.slideshare.net/lhaisleal/espectrometria-de-massas-princpios-e-aplicaes. Acesso em 19/03/2015
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Algumas proteínas contém uma única 
cadeia de polipeptídios
✓Proteínas multisubunitáris possuem 
mais de um polipeptídio associado
Cadeias iguais ou diferente
Hemoglobina 
possui quatro 
unidades 
polipeptídicas: 
duas cadeias α
idênticas e duas 
cadeias β idênticas, 
unidas por 
interações não 
covalentes
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓ Estrutura primária: resíduos de AAs em uma cadeia 
polipeptídica
✓ Estrutura secundária: Arranjos estáveis dos resíduos de 
AAs
✓ Estrutura terciária: dobramento tridimensional do 
polipetídeo
✓ Estrutura quaternária: Estrutura tridimensional de uma 
proteína com subunidades. Maneira pela qual as 
subunidades se combinam. 
Níveis de estrutura proteica
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Ligação peptídica: grupo -carboxila e grupo
-amino;
✓Grupos no radical R: NUNCA participam da
ligação peptídica;
✓Número de aminoácidos e ordem que se
encontram caracteriza uma proteína.
Estrutura primária
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Arranjo espacial entre os resíduos de 
aminoácidos adjacentes na estrutura 
primária 
✓Arranjos estáveis dos resíduos de AAs
✓A função de uma proteína implica em 
uma inter conversão entre as formas 
estruturais. 
Estrutura secundária
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Estrutura secundária: α-hélice 
• Estrutura helicoidal mais compacta
• Estabilizada por ligações dissulfeto e interações não 
covalentes (ligações de H, interações iônicas e 
hidrofóbicas)
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Arranjo mais simples que a cadeia 
polipeptídica pode assumir (ligação 
peptídica é rígida)
✓Esqueleto polipeptídico está enrolado ao 
redor do eixo maior da molécula, 
enquanto que os grupos R dos resíduos 
de AAs projetam-se para fora da hélice
✓Formação de ligações de H entre os 
átomos de H ligados aos de N da ligação 
peptídica e o átomo de O da carbonila. 
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Forças estabilizadoras de α-hélice: 
Pontes dissulfeto (entre resíduos de 
Cys), e interações fracas
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
A sequência de AAS afeta a estrutura da α-
hélice
✓Grande bloco de resíduos de AAs
positivos ou negativos irão se 
repelir fortemente 
✓Resíduos de Ans, Ser, Thr e Leu 
próximos tendem a impedir a 
formação de α-hélice devido à 
forma e volume dos grupos R
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Estrutura secundária: folha β
• Estrutura em “ziguezague” 
=> mais estendidas
• Ligações de H unem 2 
segmentos da cadeia 
polipeptídica
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Estrutura secundária: folha β
✓Estrutura estendida 
semelhante à uma série de 
pregas
✓ Formação de ligações de H 
intercadeias
✓Os grupos R dos AAs
projetam-se para “fora” da 
estrutura em ziguezague
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Estrutura terciária diz respeito ao 
arranjo tridimensional global de todos os 
átomos de uma proteína.
Estrutura terciária
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Proteínas fibrosas: possuem cadeias 
polipeptídicas em arranjos de folhas ou 
feixes.
De forma geral contém um único tipo de 
estrutura secundária
✓Proteínas globulares: possuem cadeias 
polipeptídicas enoveladas em formas 
esféricas ou globulares. 
De forma geral contém diversos tipos de 
estruturas secundárias. 
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓α-queratina: 
Α-hélice
Resistente;
Cabelo, lã, unhas, garras, espinhos, chifres, 
cascos e maior parte da camada externa da 
pele;
Proteínas fibrosas
Estrutura de 
fio de cabelo
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Fibroína da seda
Folha β
Produzidas por insetos e aracnídeos
Estrutura flexível pois as folhas são mentidas 
por interações fracas
A seda não estica porque as folhas β já estão 
estendidas
Proteínas fibrosas
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Curiosidade:
Enrolar ou alisar os cabelos 
permanentemente?? 
✓ 1ª etapa: redução: Clivagem das ligações dissulfeto, 
formado resíduos de Cys. 
O calor úmido rompe as ligações de H causando 
desenovelamento das α-hélices
✓ 2ª etapa: imprimir ao cabelo a forma lisa ou ondulada 
desejada e remoção do agente redutor
✓ 3ª etapa: oxidação: formação 
de novas ligações dissulfeto
entre resíduos de Cys.
Resfriamento faz as 
cadeias polipeptidicas
retornarem à sua 
conformação de α-hélice Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓ Mioglobina: proteína com uma única cadeia 
polipeptídica e um grupo de ferro. 
 Segmentos de α-hélice de comprimentos diferentes, 
interrompidos por folhas β
 Maior parte dos grupos R hidrofóbicos localizam-se
Proteínas globulares
no interior da 
molécula, longe 
da exposição à 
água. 
 Grupos R 
polares 
localizam-se no 
exterior, são 
hidratados
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Diferentes estruturas terciárias refletem 
diferenças nas funções das proteínas
Proteínas globulares: Diversidade de 
estruturas terciárias
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Proteínas globulares
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Algumas proteínas 
possuem duas ou mais 
cadeias polipeptídicas. O 
arranjo destas 
subunidades em 
complexos 
tridimensionais constitui 
a estrutura 
quaternária
✓Proteínas multiméricas
podem ter de duas a 
centenas de subunidades
Estrutura quaternária
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Estrutura quaternária
✓Hemooglobina humana: Duas 
subunidades alfa e duas beta. 
GRUPO HEME
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Protein folding
O que leva uma proteína a adquirir um 
certo enovelamento?
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Desnaturação proteica
Desnaturação é a perda da estrutura tridimensional (2ª, 3ª ou 4ª) das 
proteínas. Com a desnaturação há perda da função. Não há perda da 
estrutura primária
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓ Proteína nativa é aquela que se apresenta numa 
conformação espacial que permite a sua 
funcionalidade. 
✓A desnaturação proteica é a perda da 
funcionalidade em decorrência de uma alteração 
conformacional, originada pela ruptura de 
algumas ligações de sua estrutura (em nível de 
estruturas quaternária, terciária e secundária). 
✓Desnaturação de uma proteína pode ser 
reversível ou irreversível. 
variações de temperatura e pH. 
Solventes orgânicos (Álcool e acetona)
Desnaturação proteica
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓A perda da estrutura proteica resulta na 
perda de função.
✓ATENÇÃO: na desnaturação proteica 
NÃO há perda da estrutura primária, ou 
seja, os aminoácidos continuam unidos 
na mesma sequência.
A estrutura primária da proteína não é 
rompida pois é mantida por ligações 
covalentes que são ligações fortes.
Desnaturação proteica
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
Desnaturação por temperatura
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira
✓Encefalopatia espongiforme “Mal da 
vaca louca”
Demência
Perda de coordenação
✓PrP (proteína príon)
 PrPc normal
 PrPSc proteína mutante
Enovelamento incorreto: A doença do 
príon
Profa. Leonora Rios de Souza Moreira