Exercicio Aminopepproteinas

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Centro de Ciências Exatas e da Natureza
Departamento de Biologia Molecula 
Disciplina der Bioquímica Estrutural
Período Letivo 2013.2
Professor: Carlos Alberto de Almeida Gadelha
Monitora: Lívia Maria Monteiro Ramalho 
Ciências Biológicas 
Aluno (A) Joeverton Marinho Ribeiro. 
Matricula: 11312870 
Lista de Exercícios
AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS.
01 - Que importância tem o estudo dos aminoácidos para a compreensão da estrutura proteica?
R: Os aminoácidos são o alfabeto da estrutura proteica, pois as proteínas são formadas de aminoácidos, então estudá-las nos dá informações importantes sobre a estrutura dessas proteínas.
02 – Conceituem e representem a fórmula geral de um aminoácido
R: Aminoácidos são compostos de dupla função, uma função amina e outra carboxila, ambas ligada ao mesmo carbono alfa, ao qual se liga um hidrogênio e um grupo R ou cadeia lateral. Tem como formula geral: 
 
03 - Diferenciar:
a) Aminoácidos padrão / Aminoácidos especiais
R: Aminoácidos padrão são os 20 mais encontrados em todas as proteínas / já os Aminoácidos especiais São derivados de modificações de algum dos 20 aminoácidos, para melhor desempenho de uma função, são chamados de especiais porque são encontrados em locais específicos.
b) Aminoácidos essenciais / Aminoácidos padrão
R: Aminoácidos essenciais são os aminoácidos que não podem ser sintetizados pelo corpo humano. Assim, é necessário obter estes aminoácidos através da alimentação, de forma a satisfazer as necessidades metabólicas do organismo. Já os padrões são os 20 mais encontrados em todas as proteínas. 
04 - Dada a afirmativa: “Todos os aminoácidos padrões encontrados nas proteínas possuem um átomo de carbono alfa assimétrico e por isso, são moléculas opticamente ativas, podendo ocorrer em duas formas estereoisoméricas (D e L) no espaço”. Dizer se esta afirmativa é verdadeira ou falsa e explicar por quê?
R: falsa, pois a glicina que é um aminoácido padrão não possui carbono alfa assimétrica, pois no lugar de um grupo funcional ela possui outro hidrogênio que torna o carbono não assimétrico.
05 – Utilizando a fórmula geral iônica de um L-aminoácido, demonstre através de reações químicas seu comportamento anfotérico.
R: Por apresentarem um grupo ácido e outro básico, os aminoácidos reagem tanto com as bases como com os ácidos. Por isso sua característica anfotérica.
Reação com ácido: 
Reação com base:
 06 - Sabe-se que em soluções aquosas neutras os aminoácidos ocorrem como íons dipolares ou zwitterions. Na prática, como pode ser evidenciada esta estrutura em sal dos aminoácidos? 
R: Aminoácidos monoaminocarboxílicos cristalizam a partir de soluções aquosas neutras em espécies totalmente ionizadas, chamadas íons dipolares. Na forma dipolar, em solução aquosa neutra, o aminoácido têm cargas elétricas em seus dois polos devido ao grupamento amina se encontrarem protonado (NH3+) e a carboxila dissociada (COO−). A forma de sal (natureza dipolar) é evidenciada pelo fato dos aminoácidos serem sólidos, cristalinos, solúveis em água e possuírem mais alto ponto de fusão que os de outras moléculas orgânicas do mesmo tamanho.
07 - Em que se baseia a classificação das quatro famílias principais dos aminoácidos? Quais as quatro famílias principais de aminoácidos e suas principais características? Exemplificar cada uma delas.
R: se baseiam na polaridade do aminoácido e em sua carga iônica. Grupos R apolares e alifáticos – Nessa classe de aminoácidos o grupo R é hidrofóbico e apolar. Ex.: Alanina
Grupos R aromáticos – Cadeias laterais aromáticas, são relativamente apolares (hidrofóbicos). Ex.: Triptofano
Grupos R não carregados e Polares – São mais solúveis em água, ou hidrofílicos que os dos aminoácidos não-polares, porque contém um grupos funcionais que forma pontes de hidrogênio com a água. Ex.: Serina 
Grupos R carregados – São os mais hidrofílicos. 
 - Positivamente: Carga líquida positiva em pH7. Ex.: Lisina
- Negativamente: Carga Líquida negativa em pH7. Ex.: Aspartato
08 – Qual aminoácido não é tecnicamente um aminoácido? Qual aminoácido não contém átomos de carbono quiral?
R: Cistina (C6H12N20452) pode ser tida como um falso aminoácido, pois é um Aminoácido natural, formado pela dimerização da Cisteina em condições oxidantes Assim sendo, a cistina não é considerada um dos 20 aminoácidos. Glicina.
09 - Porque o aminoácido Cisteina é bastante comum na composição das proteínas secretadas para fluidos extracelulares?
R: As Cisteina têm um papel fundamental na manutenção da estrutura terciária de proteínas. Ao formarem ligações dissulfeto entre os seus grupos tiol, aumentam a estabilidade molecular e a resistência à proteólise, este produto de oxidação é encontrado em abundância em diversas proteínas, como a queratina capilar, a insulina, e as enzimas digestivas cromotripsinogênio, papaína e tripsinogênio, onde estabiliza a estrutura terciária destas macromoléculas.
10 - Escreva as reações de dissociação dos aminoácidos abaixo, indicando suas respectivas cargas elétricas resultantes:
a) Ácido aspártico (PK1= 2,09 ; pK2= 9,82 e pKR= 3,86);
R: 
b) Lisina (PK1= 2,18 ; pK2= 8,95 e pKR= 10,53);
R:
11 - Para cada um dos aminoácidos abaixo, determine seu ponto isoelétrico (PI):
a) Glutâmico (PK1= 2,19 ; pK2= 9,67 e pKR= 4,25);
R: PI = PK1+ pKR / 2 = 2,19+4,25 / 2 = 3,22
b) Arginina (PK1= 2,19 ; pK2=9,04 e pKR= 12,48);
R: PI = 2,19+12,48 / 2 = 7,33
c) Serina (PK1= 2,21 e pK2= 9,15);
R: PI= PK1+PK2 / 2 = 2,21+9,15 / 2 = 5,68
Em que direção migrará (ánodo ou cátodo) cada um dos aminoácidos acima, quando uma solução aquosa (PH=7,0) contendo uma mistura equimolar deles, for submetida a uma diferença de potencial elétrico, tal como numa eletroforese em papel? Explique.
R: glutâmico vai em direção ao anodo (+), pois o PH é maior que seu PI, a arginina vai em direção ao catodo (-), pois seu PI é maior que o PH, a serina vai em direção ao anodo (+), pois seu PI e menor que o PH da solução. 
Qual é o sentido de deslocamento ou migração dos aminoácidos acima, durante uma eletroforese na qual foi mantido em pH 1? em pH 5,7 ? e a pH 12 ?
R: no PH 1 o sentido vai ser de todos os amioacidos para o catodo(-) pois o PI é muito maior que o PH. Já no PH 5,7 so a arginina vai em direção ao catodo(-) pois é a única com PI maior que o PH a serina e o glutamato vão em direção ao anodo (+), em PH 12 todas irão em direção ao anodo(+) pois o PH é muito maior que seus PI.
12 - Que são aminoácidos essenciais? Quantos e quais são os aminoácidos essenciais?
R: Aminoácidos essenciais são aqueles que o organismo não consegue sintetizar precisando assim ingeri-los em sua dieta. São 10, arginina, fenilalanina, histidina, isoleuciona, leucina, lisina, metionina, treonina, triptofano e valina. 
13 - Com relação aos aminoácidos encontrados em uma proteína, de que depende o valor ou qualidade nutricional desta proteína?
R: Depende da carga do aminoácido, da sequencia de ligações peptídicas da solubilidade que ela ira assumir, da sua forma e da sua estrutura. Caráter anfótero Dissociação dos aminoácidos e o Ponto isoelétrico. Dietas ricas em proteína animal provêm todos os aminoácidos essenciais. 
14 – Quais as características da ligação peptídica? Represente a formação da ligação peptídica entre a alanina e o ácido aspártico.
R: A ligação peptídica é rígida e planar, com configuração TRANS, sem carga porem polar com caráter de dupla ligação parcial. 
15 - Como são classificados os peptídeos quanto ao número de aminoácidos integrantes? Definir e exemplificar cada um deles.
R: podem ser oligopeptideos (2 a 10 aa) a Oxitocina e Vasopressina (9 resíduos ) , polipeptídios ( 11 a 100 aa) como a insulina e o glucagon ou proteínas (>100 aa) como a albumina e a hemoglobina.
16 - Como são chamadas as unidades de aminoácidos em um peptídeo?
R: Resíduo.
17 - O aminoácido localizadona ponta de um peptídeo com um grupo alfa-amino livre é denominado? 
R: N-terminal sendo escrito a esquerda.
18 - O aminoácido localizado na ponta de um peptídeo com um grupo alfa-carboxila livre é denominado?
R: C-terminal sendo escrito a direita.
19 - Cite duas enzimas digestivas que hidrolisam ligações peptídicas de proteínas alimentares?
R: tripsina e a pepsina.
20 - Cite dois importantes oligopeptideos com atividade hormonal e fale de sua função biológica?
R: oxitocina e vasopressina, a oxitocina induz o trabalho de parto em gestantes e controla as concentrações do musculo uterino, ela também atua na estimulação do fluxo de leite em mãe que amamenta. A vasopressina atua no controle da pressão sanguínea regulando as concentrações do musculo liso, estimula também a reabsorção da agua pelo rim, tendo, portanto um efeito diurético.
21 - Cite dois importantes polipeptídios com atividade hormonal e fale de sua função biológica?
R: insulina e glucagon, a insulina esta responsável pela diminuição da taxa de glicose no sangue, promovendo o ingresso da glicose nas células. O glucagon tem como função aumentar o nível de glicose no sangue, contrapondo-se aos efeitos da insulina. O glucagon atua na conversão da ATP a AMP-cíclico, composto importante na iniciação da glicogenólise, com imediata produção e libertação de glicose pelo fígado.
22 - Desenhe o Dipeptídeo formado quando a alanina reage com a glicina para formar uma ligação peptídica. Existe mais de um produto para esta reação?
R: Sim, a formação de agua.
 H O 
NH3 C C N C COO- + H2O Dipeptídeo ALA-GL
 CH3 H H
 
23 - Dado o peptídeo com a seguinte sequência de aminoácidos: 
Val - Met - Ser - Ile - Phe - Arg - Cys - Tyr - Leu
Identificar:	
a) Os aminoácidos polares?
R: serina, Cisteina, tirosina, arginina.
b) Os aminoácidos aromáticos?
R: tirosina, fenilalanina.
c) Os aminoácidos que contém enxofre?
R: Metionina, Cisteina 
d) O aminoácido N-terminal?
R:Valina.
e) O aminoácido C-terminal?
R: Leucina.
24 - Quais as diferenças estruturais entre os hormônios peptídicos oxitocina e vasopressina? Como eles diferem em função?
R: Na oxitocina o aa 3 é isoleucina já na vasopressina é a fenilalanina e na vasopressina o aa 8 é a arginina já na oxitocina é a leucina. A oxitocina esta ligada na produção de leite materno e nas contrações do musculo uterino enquanto que a vasopressina atua no controle da pressão sanguínea e nas contrações do musculo liso e ajuda na reabsorção de agua pelos rins .
25 – Considere os peptídeos Ser-Glu-Gly-His-Ala e Gly-His-Ala-Glu-Ser. Em que esses dois peptídeos se diferem?
R: No aminoácido N-terminal em que no primeiro é a serina e no outro a glicina, no C-terminal que no primeiro é a alanina e no outro a serina, o 2 aa é o glutamato no primeiro enquanto que no outro é a histidina, o 3 aa no primeiro é a glicina enquanto que no segundo é a alanina e o 3 aa do primeiro é a histidina já no segundo é o glutamato.
26 - Defina proteínas?
R: É uma estrutura que possui mais de 100 aminoácidos, são macrocelulares, ou seja, possuem moléculas grandes que são consideradas as mais importantes das células têm função hormonal, transportadora, sinalizadora, enzimática ou catalizadora entre outras.
27 – O que é uma proteína conjugada (Dê exemplos) ? O que é um grupo prostético (Dê exemplos)?
R: Proteína conjugada é a proteína que é composta por aminoácidos mais outro componente químico não proteico, exemplo: cromoproteinas proteínas que conferem características pigmentares. A porção não constituída por aminoácidos de uma proteína conjugada é chamada de grupo prostético. Exemplos: Lipoproteínas contêm lipídios, glicoproteínas contém açúcares.
28 – De acordo com as funções que as proteínas apresentam como elas são classificadas? Cite exemplos para cada classe.
R: podem ser:
Estrutural, EX: colágeno.
Catalise EX: enzimas
Hormonal, EX: Insulina.
Transporte, EX: hemoglobina.
Defesa, EX: anticorpos. 
Entre outras.
29 - Classificar morfológica, química e quanto à função biológica as proteínas: hemoglobina, colágeno e queratina.
R: Hemoglobina: é uma proteína tetramérica, uma metaloproteínas que contém ferro presente nos glóbulos vermelhos que permite o transporte de oxigénio pelo sistema circulatório, conjugada, transportadora de oxigênio, heterogênea, composta de duas subunidades diferentes α e β cada unidade monométrica contem um grupo heme ligado a proteína através do nitrogênio dos resíduos de histidina do monométrico proteico. A hemoglobina pode ser encontrada dispersa no sangue ou em várias células especializadas como as hemácias.
Colágeno: uma proteína de importância fundamental na constituição da matriz extracelular do tecido conjuntivo, sendo responsável por grande parte de suas propriedades físicas. Consiste de feixes paralelos de fibras lineares individuas altamente insolúveis em agua, tem uma estrutura de hélice tripla, a composição de aminoácido é rara contendo 25% de glicina e 25% de prolina e hidroxiprolina e não há formação de α-hélice. Uma proteína estrutural, simples constituída somente de aminoácidos.
Queratina: as α-queratinas são as proteínas de pelos, garras, cascos e penas, consistem basicamente de cadeias polipeptídicas em α-hélice . A queratina é uma proteína fibrosa porque a sua estrutura tridimensional lhe confere características especiais: microfilamentos com resistência, elasticidade e impermeabilidade à água. Mesmo mortas, as camadas de células queratinizadas detêm os micróbios e impedem a desidratação das células que estão logo abaixo. Isso ocorre porque a queratina é impermeável à água. Além disso, essas células mortas impedem que o atrito prejudique as células vivas servindo-lhes de barreira. É formada de proteína impermeabilizante. Uma proteína simples, estrutural formada de cerca de 21 aminoácidos.
30 – Quantos e quais são os níveis de organização estrutural das proteínas? Defina cada um deles.
R:são 4 podendo ser estrutura primaria, secundaria , terciaria ou quaternária. 
Primária: É dada pela sequência de aminoácidos ao longo da cadeia polipeptídica. É o nível estrutural mais simples e mais importante, pois dele deriva todo o arranjo espacial da molécula.
Secundária: É quando a estrutura primária começa a se dobrar através de folhas β e α- hélices nos qual as pontes de hidrogênio que são os principais responsáveis pelo dobramento proteico, dada pelo arranjo espacial de aminoácidos próximos entre si na sequência primária da proteína. Ocorre graças à possibilidade de rotação das ligações entre os carbonos alfa dos aminoácidos e os seus grupos amina e carbóxilo.
Terciária: Resulta do enrolamento da hélice ou da folha pregueada, sendo estabilizada por pontes de hidrogênio e ligações dissulfureto. Esta estrutura confere a atividade biológica às proteicas. Ela descreve a conformação da proteína inteira.
Quaternária: é a formação de duas ou mais subunidades de proteínas terciárias Algumas proteínas podem ter duas ou mais cadeias polipeptídicas. Essa transformação das proteínas em estruturas tridimensionais é a estrutura quaternária, que são guiadas e estabilizadas pelas mesmas interações da terciária. 
31 - Discutir a seguinte afirmação: “a estrutura primária de uma proteína determina a sua estrutura terciária”.
R: Como a estrutura primaria é a sequencia de aminoácido e seguido dela a proteína pode se enrolar em folhas beta ou alfa pregueada e na estrutura terciaria ocorre uma estabilização das mesmas , dano função a proteína, então qualquer alteração na sua estrutura primaria ira resultar na modificação de sua forma e função, logo afetando a estrutura primaria estar diretamente afetando a estrutura terciaria, logo a estrutura terciaria é determinada pela primaria.
32 - Que tipos de forças são responsáveis pela manutenção da estrutura secundária de uma proteína?
R: pontes de hidrogênio, na alfa hélice estruturas cilíndricasestabilizadas por pontes de hidrogénio entre aminoácidos, já nas folhas beta estrutura estável na qual os grupos polares da cadeia polipeptídica associam-se por meio de ligações de hidrogénio um ao outro.
33 – Dos níveis organizacionais das proteínas qual aquele que não é afetado durante o processo de desnaturação?
R: O primeiro nível, estrutura primaria.
34 – Relacione as forças responsáveis pela manutenção da estrutura terciária de uma proteína. Cite exemplos de grupos na proteína que estão envolvidos em cada tipo de interação.
R: a estrutura terciária envolve a integração de diversos tipos de forças moleculares como: arranjo da estrutura em α-hélice e β- conformação, coordenação pela presença de íons metálicos, pontes de dissulfeto entre resíduos de Cisteina (insulina), pontes de hidrogênio entre grupos laterais de resíduos (Albumina), interações hidrofóbicas entre resíduos com cadeias laterais hidrofóbicas (valina, leucina e isoleucina), forças de Wan der Waals e atrações eletrostáticas entre grupos livres de NH3+ e COO- de resíduos. A mioglobina é um dos modelos de estrutura mais usado para representar a estrutura terciária. 
35 – Cite alguns métodos de purificação e caracterização de proteínas. Fale brevemente sobre cada um deles.
R: Proteínas diferem em conteúdo e sequência de aminoácidos e, portanto, também diferem nas suas curvas de titulação ácido-base e nos seu PH isoelétricos. Essas diferenças são aproveitadas na separação e purificação de proteínas que podem ser :
As proteínas têm solubilidade mínima no seu PH isoelétrico (PI); podendo ser separadas de outras numa mistura por precipitação no PH isoelétrico com sais neutros, tal como sulfato de amônio ou solutos neutros, tais como etanol e acetona, que fazem com que as proteínas tornem-se menos solúveis.
Eletroforese uma molécula com carga elétrica líquida move-se em um campo elétrico. Esse fenômeno, denominado eletroforese, oferece um meio poderoso de separação de proteínas.
Cromatografia separa por Filtração, molecular-separa com base no tamanho ou peso molecular. Troca iônica-separa com base na carga líquida das proteínas. Afinidade-separa com base na afinidade de muitas proteínas por grupos químicos específicos.
36 – Definir desnaturação. Pode este processo ser reversível? Dê exemplos de agentes Desnaturantes químicos e físicos.
R: Desnaturação proteica é quando ocorre uma perda de função devido à perda da conformação original da proteína, ocorre em decorrência de vários fatores: mudança de PH, diminuição de energia de ativação , inclusão de agentes ácidos , mudança da temperatura e agentes de quebra de interação hidrofóbicas. Sim, detergente, pode ser reversível se houver introdução de fármacos porque vai haver a desnaturação da proteína devido ao aquecimento. Desnaturantes podem ser física mudança da temperatura, ou químicos detergentes, ácidos ou bases que mudem o PH.
37- Explique por que uma proteína quando modificada covalentemente não pode ser renaturada?
R: Por que se ela perde suas ligações peptídicas que são covalentes entre os aminoácidos que é a estrutura primaria da proteína ela não poderá restaurar essas ligações diferente de perde só sua conformação.
38 - A toxina botulínica, uma proteína de apenas uma cadeia polipeptídica, é uma das toxinas de alimento mais nociva ao homem, sendo produzida ocasionalmente devido à proliferação e crescimento da bactéria Clostridium botulinum em alimentos conservados inadequadamente. A ingestão da tóxina pode ser letal; entretanto, os alimentos contaminados por essa bactéria podem ser desintoxicados mediante a sua ebulição durante 15 a 20 minutos. Explique por que este tratamento do alimento é efetivo?
R: Por que com o aumento da temperatura as proteínas tendem a desnaturar e perde sua função na célula, com isso a bactéria pode morrer ou perde a função da produção da toxina que pode ser desnaturada.
39 - A mobilidade eletroforética em PH 8,6 da hemoglobina normal e de hemoglobinas anormais (que apresentam substituição de um aminoácido) está representada abaixo:
(-) A Normal B (+)
Identificar a que posição (A ou B) corresponde cada hemoglobina anormal: 
HbN » em relação a hemoglobina normal, houve substituição de glutamato por lisina
HbC » em relação a hemoglobina normal, houve substituição de lisina por glutamato
R: Na HbN no lugar da lisina(+) se encontra o glutamato(-) dano a ela uma carga - logo ira para B(+)
Na Hbc no lugar do glutamato (-) se encontra a lisina (+) dano a ela uma carga + logo ira para A (-).
40 - Uma amostra de sangue humano foi centrifugada e, constatou-se que o sobrenadante resultante (plasma) era rico nas gamaglobulinas IgG e IgM. Sabendo-se que o peso molecular de IgG=150 KDa e de IgM=900 Kda, pergunta-se:
Essas proteínas podem ser separadas por cromatografia de exclusão molecular em gel de Sephadex G-200?
R: só a IgG , pois o gel G-200 só separa de 5 a 600 kDa , já a IgM não. 
Qual delas emerge primeiro de uma coluna de cromatografia? Por quê?
R: A IgM ,pois possuem o maior peso molecular logo maior que a outra e ficam mais embaixo na coluna, saindo primeiro.
41 - Na eletroforese em gel de poliacrilamida com SDS, uma proteína monomérica de 90 KDa move-se menos que uma outra proteína monomérica de 40 KDa. Em contraste, a proteína de 90 KDa sai primeiro de uma coluna cromatográfica de exclusão molecular em gel de Sephadex G-50. Qual o motivo desta diferença?
R:o gel G-50 separa proteínas de 1-30 KDa , como a proteína possui 90 KDa ela não será separa e ficara na parte de baixo da coluna por ser maior e pesada assim saindo primeiro.