Aminoácidos/Proteínas

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Aminoácidos e proteínas:
Estrutura dos aminoácidos: Carbono central(carbono alfa que é quiral) ligado ao hidrogênio, grupamento amina, carboxila e cadeia lateral que vai diferenciar um do outro.Existem 200 tipos de proteínas, mas só existem 20 tipos de aminoácidos que podem fazem parte da estrutura proteica.
A cada 3 códons – 1 Aminoácido.Nosso genoma contém uma sequência de genes que são formados por esses códons, as enzimas que são responsáveis pelo descodificamento, vão adicionando os aminoácidos no gene( processo de tradução do RNAm).
Aminoácidos proteogênicos: as cadeias laterais são muito diferentes entre si.Existe um código para cada aminoácido( glicina – gly, alanina - ala).
Eles são divididos de acordo com as características físico-químicas das cadeias laterais: divididos em aminoácidos polares ou apolares.Os apolares – Alifáticos e aromáticos.Polares- neutros, negativos ou positivos.
Aminoácidos que contém enxofre- metionina e cisteína são capazes de realizar a ligação dissulfeto( ligação covalente entre átomos de enxofre).
Pontes de hidrogênios são comuns entre os aminoácidos, tem oxigênio, hidrogênio e alguns apresentam nitrogênio.
Aminoácidos com carga positiva em pH fisiológico: lisina, arginina e histidina.O pH tem que aumentar para a carga ser perdida, ficar com a carga neutra.Meio pobre em próton, o protonado vai doar o seu próton.
Aminoácidos com carga negativa em pH fisiológico: aspartato e glutamato.A carga negativa tem que ser neutralizada, o pH do tipo ácido pode tirar a carga negativa desses aminoácidos.
 A variação do pH muda a conformação das proteínas e isso pode gerar a desnaturação, causa a perda de função.Muda o grau de protonação.As proteínas e enzimas são sensíveis demais a mudanças de pH, o que causa mais estragos a mudanças no pH.Aminoácidos polares vão ser solubilizados no sangue( água) e aminoácidos apolares podem formar uma miscela( conjunto de moléculas anfipáticas).Nem todas as cadeias laterais sofrem ionização, como é o caso da glicina.
Capacidade de Tamponamento:
Abaixo de 2,34 – a carboxila está na forma protonada, sem carga.Aumentando o pH, o meio vai ficando pobre em próton, a carboxila começa a doar próton, está ocorrendo dissociação da carboxila.PH próximo de O a carboxila está toda protonada.2,34 é o ph em que a carboxila está 50% protonada, 50% desprotonada.Aumentando a base, a carboxila vai perdendo mais próton até ficar desprotonada.( PK1 = ácido carboxílico)
PH = 4, a carboxila está totalmente desprotonada.
PK2= 9,6( 50% protonada e 50% desprotonada – Amina).A carboxila sempre se desprotona primeiro depois vai ser a amina.Ela começa a se desprotonar no 8,6.No 7,5 está protonada.A carboxila está desprotonada.
Amina protonada – Carga positiva
Carboxila protonada- carga negativa
Ponto isoelétrico – média entre os dois pk´s.Quando o aminoácido possui carga líquida elétrica igual a zero.
pKR é o pKa da cadeia lateral( carboxila da cadeia lateral).
O segundo grupo que começa a desprotonar é a carboxila da cadeia lateral.A primeira já foi toda desprotonada.Entre 2,19 e 4,5 é o pI( carga elétrica do aminoácido é neutra). 
A carboxila começa a perder o próton, no final da titulação da cadeia lateral, a carga do aminoácido vai estar -1.
O PH é importante na estrutura da proteína porque mexe com a carga dos aminoácidos resultando em interações químicas diferentes entre eles, resulta em interações iônicas, afeta a estrutura das proteínas e consequentemente a sua função. Afeta a protonação das proteínas.
O aminoácido possui uma cadeia principal e uma lateral.Para a formação de uma proteína, o primeiro passo para a produção de uma proteína é a ligação entre as cadeias principais, tem que haver uma ligação covalente, peptídica.Vai envolver a carboxila de um aminoácido e a amina de um aminoácido seguinte.O primeiro aminoácido de uma proteína vai ter sempre uma amina livre, o último sempre vai ter um grupo carboxila.
Acontece nos ribossomos a ligação peptídica, a medida que a proteína é formada, ela começa a sofrer um enrolamento, pois os aminoácidos vão sendo colocados um do lado do outro, ligações intermoleculares( a maioria são fracas) vão acontecer entre as cadeias laterais.
O dobramento proteico vai ser importante para a função da proteína, é em decorrência das ligações entre as cadeias laterais.Vão dar a conformação da proteína.
Entre aminoácidos apolares, vão ocorrer ligações hidrofóbicas.Entre carregados, ligações iônicas( atração ou repulsão).
Importância do Ph- a mudança de pH causa alterações no grau de protonação e desprotonação mudando a carga elétrica das cadeias laterais.As ligações químicas são importantes para a estrutura das proteínas, a mudança de pH muda a estrutura das proteínas, entre essas ligações que acontecem entre as cadeias laterais são responsáveis pela forma da proteína, conformação.
Ligação ou ponte de dissulfeto= -são as únicas ligações covalentes( compartilhamento de elétrons) que podem acontecer entre as cadeias laterais, mas, nem todos os aminoácidos possuem enxofre( metionina e cisteína).A conformação vai ser mais resistente.O fio de cabelo tem células mortas, lipídios, queratina( dá a resistência a esse fio, fibra formada por proteínas que se entrelaçam, tem muita cisteína, tem muita ligação dissulfeto).Desnaturar irreversível- quebrar um número muito grande de cadeias laterais ou só quebrar as pontes de dissulfeto.
As proteínas sempre vão começar com o grupo amino-terminal e termina no carbóxi-terminal.
Proteínas com 500 aminoácidos libera 499 moléculas de água porque a estrutura proteica é linear.
Estrutura primária: sequência linear de aminoácidos que estão ligados por ligações peptídicas.No organismo, não haverá proteínas com estrutura primária.A partir do padrão de dobramento das proteínas, haverá outras estruturas.
Estrutura secundária: nível menos complexo com exceção a primária.Resulta da interação entre aminoácidos que estão próximos entre si.
Estrutura terciária: estrutura globular, esférica.Resultado de aminoácidos distantes entre si, aminoácidos polares na periferia, apolares no centro( cerne).
Cadeia polipeptídica tem 90% dos aminoácidos polares( isso não existe).A estrutura será a secundária porque esses aminoácidos porque eles não tenderão a retrair, vão ficar espalhados na estrutura.
A maioria tem 50% polares e 50% apolares.A maioria é terciária.
Estrutura quaternária: junção pelo menos duas proteínas terciárias.A ligação entre as cadeias laterais é a que vai unir os polipeptídios.
A proteína pode associar com outras substâncias que vão ser chamadas de proteínas conjugadas( não pode se separar do grupamento químico associado chamado de grupamento prostético, no caso da lipoproteína, o lipídio é o grupo prostético).Separando as proteínas dos lipídios, ela não vai funcionar, se retirar o grupamento prostético de uma proteína ela não vai funcionar.A hemoglobina é uma proteína conjugada, são 4 cadeias polipeptídicas( 2alfa e 2beta) associada ao grupamento prostético Heme.Se tirar o grupamento heme, a proteína não realiza mais a função.
Ex: hemoproteínas, glicoproteínas, lipoproteínas, metalproteínas.
Proteína = a mais complexa de todas( apresenta a maior complexidade funcional)
Forma = não é fixa, rígida.
Altera a forma da proteína = calor, pH.Causam a desnaturação irreversível?
As mudanças causam mudanças reversíveis.Mudam a estrutura da proteína e consequentemente a função.
As proteínas podem ser fibrosas quando são moléculas alongadas, geralmente apresentando um único tipo de estrutura secundária como arranjo conformacional.
Queratina= principal componente da camada externa da pele, do cabelo, das unhas e dos chifres.
Colágeno= presente em ossos, tendões, cartilagens, matrizes fibrosas da pele e vasos sanguíneos( Estrutura secundária).
Estrutura secundária: É uma estrutura espacial entre aminoácidos próximos entre si que causam uma estrutura bem regular( simples).Predominam os aminoácidos hidrofóbicas.
Terciária: é resultante entre aminoácidos distantes entre si.Arranjotridimensional.A maioria das proteínas.Enovelada, estabilizada por interações hidrofóbicas, pontes dissulfeto, interações iônicas.Complexa, aminoácidos carregados + e -. Aminoácidos hidrofóbicos e hidrofílicos.Os aminoácidos hidrofóbicos estarão voltados para o centro da proteína.Hidrofílica- periferia permitindo que a proteína seja solúvel.Desnaturando, a estrutura abriu, expôs os aminoácidos hidrofóbicos que estavam voltados para o centro da proteína.
Primária : sequência de aminoácidos linear( define todas as outras).
Proteínas Globulares:
São proteínas que em seu estado nativo, apresentam forma compacta e esferoidal.Ex: enzimas e proteínas transportadoras.
Estrutura quaternária: formada por 2 ou mais subunidades proteicas.É o caso da Hemoglobina.A hemoglobina possui as estruturas anteriores.
O dobramento das proteínas sofre regulação por chaperonas, por ubioquitinas e proteossomos.
O dobramento das proteínas vai ser inevitável, só se ocorresse agentes desnaturantes ,mas não vai ocorrer,o pH da célula é 7,2.Apesar desse dobramento ser favorável, existem proteínas do RE que auxiliam nisso, acontece espontaneamente. .As proteínas entram num complexo proteico chamado Chaperonas que auxiliam a conformação das proteínas.As proteínas que se formam erradas elas são detectadas(Controle de qualidade).
Ubioquitinas/Proteossomo> as proteínas mal dobradas são marcadas por ulbioquitinação e direcionadas para degradação no Proteossomo.
Se não for corrigida, vai ser marcada por ulbioquitinação.
Doenças que escapam do controle de qualidade – Príons: proteína mal dobrada que não foi corrigida pelo complexo uioquitina/proteossomo.Quando interagem com outras proteínas causam o mal dobramento das proteínas, portanto, o príon é infeccioso.Doença: encefalopatia espongiforme bovina( doença da vaca louca).Destruição do sistema nervoso.Câncer- alguns tipos são em decorrência do mal dobramento de proteínas de checagem.
Fatores que causam o desdobramento: calor, solventes orgânicos( líquidos que contenham carbono), ácidos ou bases, fortes, detergentes, metais pesados, raio X( radiação de um modo geral), ureia, mercaptoetanol( utilizado em escova permanente).
Quando ocorre a alcalose, desnatura-se proteínas, proteínas transportadoras( um exemplo) não vão transportar mais e etc.
Alterações fisiológicas: calor e pH.Proteínas são resistentes ao calor, algumas só desnaturam( as sensíveis).
Hemoglobina: possui quatro cadeias polipeptídicas: 2 alfa- 141 aminoácidos.2 Beta – 146 aminoácidos.Cada uma dessas cadeias possui um grupamento Heme.O ferro é importante porque carrega o oxigênio.Se eu tirar o ferro- anemia.
Anemia: redução do eritrócito do hematócrito.Pode ser por causa da carência de ferro ou pela destruição de hemácias.Se não chega Ferro, produz-se menos hemácias.A hemácia é vermelha por causa do ferro.A hemoglobina é 37% do peso da hemácia.Hemácia contém hemoglobina.
(47:30)
Desnaturação – perda da estrutura completa da proteína.
 Curva de dissociação da oxiemoglobina:
Sangue arterial – saturação da hemoglobina.A hemoglobina se oxigena nos pulmões, a medida que se afasta dá oxigênio(gás apolar) aos tecidos.Sai dos alvéolos pulmonares e vão para o coração( chega venoso e sai arterial).
 O oxigênio tem que passar de onde tem mais para onde tem menos( difusão).O oxigênio está ligado a o ferro( não-covalentemente), então não vai sair por difusão.
Fatores que reduzem a afinidade de Hb pelo O2:
*Redução de pH.
*Aumento de PCO2( produzido pelas células na mesma proporção da taxa metabólica da célula)
*Aumento de temperatura.
*Concentração de 2,3 Bifosfoglicerato( intermediário transitório da via glicolítica).
Reduz a afinidade causa um desvio para a direita.
Exercícios: 
1-Solubilização de substâncias polares, manutenção da temperatura corporal( alto calor de vaporização, ebulição, alto calor específico, ela não muda de temperatura rapidamente), importante ambiente de reações químicas de reações catalisadas por enzimas, pH neutro ela é importante porque não há um solvente que influencia de forma importante o pH corporal.A água é um solvente universal porque ela dissolve os compostos polares através das ligações dipolo-dipolo.É coesa devido a ligações de hidrogênio( aproximadamente 3).Atravessa as membranas biológicas lentamente porque a membrana biológica a maior parte é apolar, por causa do baixo peso molecular, atravessa de um tecido para o outro.
2-Bicarbonato, tampão de fosfato, tampões proteicos, importância da hemoglobina( capta próton de H+ serve para evitar a acidose), tampões respiratórios( importância da eliminação de CO2), tampões renais( ureia, amônia, sais de lactato).
3-A mudança de pH resulta da mudança de concentração de prótons no meio que mudam o padrão de cadeias laterais protonadas nas proteínas, ou seja, se tem mais prótons de hidrogênios, vai ter mais cadeias protonadas( cadeias laterais nos aminoácidos).Isso vai resultar em diferentes interações iônicas nas cadeias laterais porque o próton é carregado positivamente.Logo, isso vai evitar diferentes interações iônicas nas cadeias laterais que vai mudar a conformação proteica.
4-PI (ponto isoelétrico)é o ph em que o aminoácido encontra-se em carga elétrica líquida igual a zero( neutro).Pela média dos pKa que pode ser entre o pk1 e pkR e pkR e pk2.Isso ocorre porque pode haver diferença pois pode ocorrer em uma parte não ocorrer em um ponto do gráfico.Também pode ser obtido por uma média aritmética entre o pk1( onde acontece 50% de ionização da carboxila) e o pk2( onde acontece 50% da ionização na estrutura principal).Pi pode ocorrer entre o pk1 e o pkR e o pkR e pk2.É a média aritmética entre os pks quando a carga elétrica líquida igual a zero.
5-Ligação química da estrutura primária= Peptídica( covalente).Secundária( além da peptídica, pontes de hidrogênio).Na terciária( além das anteriores, pontes dissulfeto e outras ligações químicas como as atrações hidrofóbicas(direcionam os aminoácidos apolares para o interior da estrutura terciária), dipolo dipolo, interações iônicas.Quaternária: diversas forças moleculares( ligação dipolo dipolo, pontes dissulfeto, ligações de hidrogênio que vão unir as subunidades proteicas).
6-Mutação:substituição de um aminoácido na estrutura primária(ex: serina por treonina).Deleção- menos um aminoácido.Adição – mais de um aminoácido.Nem sempre vai resultar em uma doença( podem ocorrer mutações silenciosas), a substituição pode ser por um aminoácido muito semelhante as características físico-químicas do anterior.Nem sempre uma mutação pode causar uma mudança na estrutura proteica.Quando essa alteração não mudar a conformação de forma importante a proteína.Há doenças ocasionadas pelas mutações, como a Anemia Falciforme( muda a conformação da hemoglobina, ela fica com a forma de foice, pela substituição de um aminoácido).
7-Alterações: aumento de temperatura corporal, aumento de CO2, aumento da produção de ácido lático- reduzem a afinidade da hemoglobina por O2.A importância disso é a melhor oxigenação dos tecidos para que esses tecidos melhorem sua taxa metabólica basal.
8-Grupamento prostético é um grupamento não é formado por aminoácidos que vai ser importante para a função de determinadas proteínas que se associam a ele( chamadas de conjugadas).Esse grupamento é associado permanentemente da estrutura da proteína.Exemplos seriam as glicoproteínas, lipoproteínas, hemoproteínas( hemoglobina).Caso esse grupamento prostético seja retirado, a proteína perde a sua função.