Aula 1 Aminoácidos Proteínas Gilbert Oliveira

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Breve revisão de biologia molecular
Biologia Molecular da Célula – Alberts Fig 1-30
Breve revisão de biologia molecular
Biologia Molecular da Célula – Alberts Fig 6-02
Função dos aminoácidos, peptídeos e proteínas
Professor Gilbert de Oliveira
e-mail: gilbert@bioqmed.ufrj.br
Princípios de Bioquímica de Lehninger – Lehninger Fig 3-01
Algumas funções de proteínas
Características químicas dos aminoácidos
Professor Gilbert de Oliveira
e-mail: gilbert@bioqmed.ufrj.br
Os aminoácidos
Primeiro aminoácido foi descoberto em 1806, pelos químicos Louis-Nicolas Vauquelin e Pierre Jean Robiquet, que isolaram um composto do aspargo e denominaram de asparagina. 
O último aminoácido até então descoberto foi a pirrolisina, no ano de 2002 por Joseph A. Krzycki. 
Existem pelo menos 300 aminoácidos até então descobertos. Entretanto, a grande maioria deles se trata de aminoácidos que sofreram modificações pós-traducionais. 
Os aminoácidos
a-aminoácido
Carbono alfa -> Centro quiral
Em decorrência do arranjo tetraédrico dos orbitais ligantes ao redor do átomo de carbono a, os quatro grupos diferentes podem ocupar dois arranjos espaciais únicos e, portanto, os aminoácidos possuem dois possíveis estereoisômeros. Os aminoácidos presentes nas proteínas são isômeros L.
Grupos R apolares, alifáticos
Aminoácidos apolares e hidrofóbicos
Ligações de Van der Waals
Ala, Val, Leu, Isso
Interações hidrofóbicas
Gly: menor aminoácido
Met
Possui átomo de enxofre
Pro
Iminoácido, menor flexibilidade estrutural
Grupos R aromáticos
Aminoácidos hidrofóbicos
Tirosina pode formar pontes de hidrogênio com a água
Modificações pós-
traducionais
Fosforilação do OH
da tirosina
Fenilalanina
Mais apolar
Grupos R aromáticos
Triptofano e tirosina e, em muito menor extensão a fenilalanina absorvem luz ultravioleta. Isto explica a forte absorvância de luz, característica da maioria das proteínas em um comprimento de onda 280 nm. 
Grupos R polares, não carregados
Solubilidade intermediária em água
Serina e treonina
Grupos hidroxil
Asparagina e glutamina
Grupo amida
Cisteína
Grupo sulfidril
Ligações dissulfeto
Grupos R carregados positivamente (básicos)
Aminoácidos básicos
Carga positiva
Lisina, segundo grupo amino
Arginina, grupo guanidina
Histidina, grupo aromático 
imidazol
Grupos R carregados negativamente (ácidos)
Aminoácidos ácidos
Carga negativa
Possuem um segundo grupamento ácido carboxílico
Aminoácidos Incomuns
Modificações pós-traducionais
4-hidroxiprolina - colágeno
5-hidroxilisina – parede celular de plantas e colágeno
6-N-metil-lisina – constituinte da miosina
g-carboxiglutamato – cascata de coagulação do sangue
Desmosina – proteína elastina
Fosforilação de resíduos
Selenocisteína
Selênio ao invés de enxofre na Cys
É adicionado durante a tradução por
mecanismo específico e regulado
Pirrolisina
Possui um anel pirrolínico adicionado ao N-terminal da cadeia da lisina
pH e pKa
Constantes de dissociação dependem do pH do meio e são diferentes para diferentes moléculas
pKa: medida da da tendência de um grupo em fornecer um próton. 
Quanto mais forte o ácido, menor o seu valor de pKa; Quanto mais forte a base, maior o seu pKa. 
Amino (base) ácidos (ácido)
Juntamente dos radicais ionizáveis, os grupamentos amino e carboxil dos aminoácidos funcionam como bases e ácidos fracos. 
Quando um aminoácido é dissolvido em agua com pH neutro, ele passa a existir em solução como um íon dipolar ou zwitterion, podendo atual tanto como um ácido ou base. Substâncias desta natureza dual são chamadas de anfóteras. 
Titulação de aminoácidos
A titulação ácido-base envolve a adição ou a remoção gradual de prótons. 
Os aminoácidos podem perder até 2 prótons para o meio. Um deles proveniente do grupamento carboxílico e o outro do possível radical ionizável. 
pI: Ponto isoelétrico, ou seja, ponto onde a carga líquida do aminoácido é igual a zero (forma zwitteriônica)
A função das proteínas depende do pH na qual estão contidas. 
Duas regiões de poder tamponante. 
P.S.: A glicina não é um bom agente tamponante em pH fisiológico. 
Titulação de aminoácidos
Resumo
Foram descobertos até então 23 aminoácidos proteinogênicos. 
Modificações pós-traducionais nos aminoácidos.
Apesar de existirem enantiômeros, a biologia é canhota.
Carbono-quiral, grupamento amino, grupamento carboxílico, radical e hidrogênio. 
Os aminoácidos são classificados em cinco tipos de acordo com a polaridade e carga (em pH 7,0) dos seus grupos R. 
pI se refere ao ponto isoelétrico do aminoácido. O pH em que a carga líquida é nula. 
Aminoácidos com radicais ionizáveis possuem mais de 2 pKa’s. 
Resumo
Foram descobertos até então 23 aminoácidos proteinogênicos. 
Modificações pós-traducionais nos aminoácidos.
Apesar de existirem enantiômeros, a biologia é canhota.
Carbono-quiral, grupamento amino, grupamento carboxílico, radical e hidrogênio. 
Os aminoácidos são classificados em cinco tipos de acordo com a polaridade e carga (em pH 7,0) dos seus grupos R. 
pI se refere ao ponto isoelétrico do aminoácido. O pH em que a carga líquida é nula. 
Aminoácidos com radicais ionizáveis possuem mais de 2 pKa’s. 
Peptídeos e proteínas
Professor Gilbert de Oliveira
e-mail: gilbert@bioqmed.ufrj.br
Os peptídeos
Ligação covalente entre 2 aminoácidos através da formação de uma ligação amídica, denominada ligação peptídica. 
Dipeptídeo, trípeptídeo, oligopeptídeo. 
Polipeptídeo = até 10 kDa
Proteína = acima de 10 kDa
DESIDRATAÇÃO
Os peptídeos
>Insulina [Homo sapiens] MALWMRLLPLLALLALWGPDPAAAFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRREAEDLQVGQVELGGGPGAGSLQPLALEGSLQKRGIVEQCCTSICSLYQLENYCN 
Embora a hidrólise de uma ligação peptídica seja uma reação exergônica, ela ocorre lentamente devido a sua elevada energia de ativação. Com isso, as ligações peptídicas são significantemente estáveis, com meia-vida de cerca de 7 anos sob a maioria das condições intracelulares. 
Os polipetídeos são ionizáveis
Os grupamentos amino e carboxiterminal são ionizáveis assim como os radicais que podem ser ionizados. 
Desta forma, os grupos R em um peptídeo contribuem para as propriedades ácido-básicas globais de uma molécula. 
Dados moleculares de algumas proteínas
Composição de aminoácidos de duas proteínas
Proteínas conjugadas 
Adicionados PÓS-TRADUCIONALMENTE.
Resumo
Os aminoácidos podem se unir covalentemente através de ligações peptídicas para forma peptídeos e proteínas. 
As proteínas podem ser ionizadas devido a presença de não somente a extremidade C-terminal e N-terminal. Quando possuírem radicais ionizáveis, estes contribuem para carga líquida da proteína. 
As proteínas possuem diversas funções, apresentando-se em diversos tamanhos. 
Proteínas conjugadas possuem alguns componentes adicionais, como um metal ou grupo prostético.