Aula_4_Completa_Final

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Universidade Federal 
do Rio de Janeiro 
Aula IV 
Estrutura e função de proteínas 
Universidade Federal do Rio de Janeiro 
Centro de Ciências da Saúde 
Instituto de Bioquímica Médica 
Curso: Enfermagem e Obstetrícia 
As proteínas 
 As proteínas são as macromoléculas mais abundantes na célula. 
 
 Funcionam como instrumentos moleculares da expressão gênica. 
 
 Há uma grande variedade de proteínas, responsáveis por desempenhar 
diferentes funções no organismo. 
As funções das proteínas 
 Estrutura (colágeno, queratina); 
 Transporte (hemoglobina, albumina); 
 Defesa (Imunoglobulinas); 
 Sinalização (receptores de hormônios); 
 Catálise enzimática (enzimas hepáticas); 
 Movimento (contração muscular); 
 Combustíveis (gliconeogênese). 
A estrutura das proteínas 
A função das proteínas depende diretamente de suas estruturas 
 São definidas como polímeros de aminoácidos ligados entre si. 
Grupamento ácido 
Grupamento amino 
Grupo ou Cadeia 
lateral 
Todos os aminoácidos possuem um 
grupo carboxil, um grupo amino, um 
Hidrogênio e um Grupamento Lateral 
ligados a um Carbono α (α-
aminoácidos) 
Diferentes grupamentos químicos podem compor a 
cadeia lateral 
Propriedades gerais dos aminoácidos 
 Excetuando-se a glicina, cujo R = H, 
o carbono α é um centro quiral, pois 
possui quatro ligantes diferentes. 
 Essa propriedade faz com que os 
aminoácidos apresentem isomeria 
ótica, capazes de desviar o plano 
da luz polarizada. 
 Para diferenciar os isômeros, 
utiliza-se a nomenclatura do 
sistema L / D. 
 
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Classificação dos aminoácidos quanto a polaridade 
do grupo R 
O grupo R nessa classe de 
aminoácidos é apolar e hidrofóbico. 
As cadeias laterais desses 
aminoácidos podem estabilizar a 
estrutura proteica por interações 
hidrofóbicas. 
 
A glicina é o aminoácido de 
estrutura mais simples 
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O grupo R desses aminoácidos são mais 
hidrofílicos que os dos aminoácidos de 
grupo apolar. Apresentam grupos 
funcionais capazes de formar ligações 
de hidrogênio com a água. 
 
Os aminoácidos que possuem enxofre 
na sua cadeia lateral, são capazes de 
estabelecer pontes dissulfeto 
Classificação dos aminoácidos quanto a polaridade 
do grupo R 
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As pontes dissulfeto 
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As cadeias laterais desses 
aminoácidos são 
relativamente apolares 
(hidrofóbicas). Participam de 
interações hidrofóbicas. 
 
São capazes de absorver 
radiação ultravioleta 
(280nm) 
 
 Tirosina e triptofano são significativamente mais polares que a fenilalanina 
em virtude da hidroxila da tirosina e do nitrogênio do anel do triptofano. 
Classificação dos aminoácidos quanto a polaridade 
do grupo R 
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Os grupos carregados são os mais hidrofílicos. A representação de carga acima se 
dá em situação de pH 7,0. A carga dos aminoácidos depende do pH do meio. 
Classificação dos aminoácidos quanto a polaridade 
do grupo R 
Todos os aminoácidos existentes são 
constituintes de proteínas? 
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Peptídeos e Proteínas 
 Ambos são polímeros de aminoácidos. 
 A ligação covalente entre dois aminoácidos recebe o nome de ligação peptídica, 
gerando dipeptídeos. 
A ligação peptídica se estabelece 
com uma etapa de desidratação. 
O hidrogênio deste grupo se 
combina com a hidroxila do grupo 
ácido do outro aminoácido para 
formar a molécula de água. 
Porção 
 amino-terminal 
Porção 
 carboxi-terminal 
Cadeia Polipeptídica 
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Peptídeos e Proteínas 
Geralmente, os termos polipeptídeos e proteínas são usados como sinônimos 
mas, na verdade, os polipeptídeos tem peso molecular até 10.000 e as proteínas 
pesos moleculares ainda maiores. 
• Estrutura primária: 
•Sequência de aminoácidos 
• Estrutura secundária: 
•Arranjo particular estável assumido pelos 
resíduos de aminoácidos. 
A estrutura secundária 
As estruturas em α hélice e em folha β são estabilizadas por 
ligações de hidrogênio. 
α-hélice Curvaturas β 
Folhas β 
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Peptídeos e Proteínas 
 A estrutura terciária corresponde aos aspectos tridimensionais da 
estrutura proteica. Para manter estável essa estrutura, são estabelecidas ligações 
covalentes tais como pontes dissulfeto. 
 A estrutura quaternária é estabelecida em proteínas com duas ou mais 
subunidades polipetídicas. 
Doença da vaca louca - Príon 
 Encefalopatias espongiformes transmissíveis 
 Caracterizam-se pelo acúmulo, nos cérebros 
afetados, de uma isoforma anormal de uma 
proteína codificada pelo hospedeiro, a forma 
celular da proteína priônica (PrPC). 
PrPc – forma celular da proteína prion normal 
PrPsc – forma scrapie com conformação 
diferente da proteína celular. 
 A proteína infecciosa é capaz de mudar a forma 
da proteína celular irreversivelmente. 
 
 
PrPC PrPS
c 
Estrutura Quaternária 
 Algumas proteínas são formadas por mais de uma cadeia polipeptídica, 
ou subunidades, que podem ser idênticas ou diferentes. O arranjo das 
subunidades de uma proteína em complexos tridimensionais constitui a 
estrutura quaternária. 
 
 
Hemoglobina 
Dobramento Proteico 
Determinado por: 
 Sequência primária 
(aminoácidos) 
 Ambiente celular 
(aquoso, lipídico ou proteico). 
 A estrutura nativa, em 
condições fisiológicas, 
corresponde a conformação 
mais estável 
termodinamicamente. 
 
Interação Hidrofóbica 
 É a principal força que governa a estrutura de uma proteína. Força os 
aminoácidos apolares para o interior da molécula para diminuir o 
contato com a água. 
 
 
 
As mudanças conformacionais 
observadas durante o 
enovelamento tornam possível 
que resíduos distantes uns dos 
outros numa sequência 
polimérica se tornem 
espacialmente próximos. 
Mioglobina 
Hidrofóbicos 
Polares 
Carregados 
Interações químicas e estrutura 
proteica 
Interações diversas (eletrostática e coordenação 
por metais em A e B, respectivamente). 
As proteínas iniciam seu 
dobramento durante a sua síntese 
Chaperonas e o dobramento 
proteico 
 O dobramento de muitas proteínas é realizado de forma mais eficiente 
por uma classe especial de proteínas, chamadas chaperonas. 
 Em células eucarióticas as duas principais famílias de chaperonas 
moleculares conhecidas como hsp60 e hsp70. 
 
 
Chaperonas e o dobramento 
proteico 
 HSP70 
 Age precocemente no dobramento proteico ainda durante a 
síntese. 
 
 
Chaperonas e o dobramento 
proteico 
 HSP60 
 Age tardiamente no dobramento após a proteína ter sido 
totalmente sintetizada. 
 
 
Doença de Alzheimer 
Desnaturação 
 Alteração drástica na estrutura tridimensional nativa de uma 
proteína levando a alterações nas propriedades físico-químicas 
e perda de função biológica. 
 Pode ser causada por calor, ácidos ou bases fortes, solventes 
orgânicos, etc. 
 
 
 
Desnaturação por Calor 
Clara ► Albumina 
Albumina desnaturada 
Calor 
Desnaturação por Calor 
Clara ► Albumina 
Albumina desnaturada 
Calor 
Mudança 
Irreversível 
Desnaturação por Calor 
Temperatura 
Desnaturação por Calor 
Temperatura 
Mudança 
Reversível 
Desnaturação por alteração do 
pH 
Caseína desnaturada 
Coalho 
Agentes desnaturantes 
SDS Ureia e 
Mercaptoetanol 
Estocagem de medicamentos 
Ingestão de medicamentos 
 Muitos hormônios, antibióticos, antitumorais e 
antivirais são peptídios. 
 
 Devem ser estocadosem baixas temperaturas e não 
devem ser ingeridos com alimentos ácidos ou básicos. 
A bioquímica do Permanente 
A bioquímica da escova 
progressiva