bioquímica p1 aminoácidos - proteínas- ligação peptidicas

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BIOQUIMICA 
O que é? 
Ciência que estuda a estrutura e função dos componentes celulares visando conhecer a natureza molecular dos processos vitais o que permite entender o crescimento e o desenvolvimento dos organismos. Envolvendo áreas de: genética, patologia, imunologia, parasitologia, microbiologia, fisiologia e nutrição.
A composição elementar do corpo humano segue sendo 99,4% de macro elementos (H, O, C, e N) e 0,6% de micro elementos (P, Ca, Cl, K, S, Na e Mg) cujo são igualmente essenciais para a vida. 
A composição molecular das células consiste em 80% de agua e dos 20% está distribuído por lipídios, carboidratos, proteínas e ácidos nucleicos.
Funções fundamentais das biomoléculas: função estrutural (constituem estruturas biologias), função reguladora (intervem nas reações do metabolismo dos seres vivos) e função energética (liberam ou armazenam energia).
IMPORTANCIA DA AGUA NOS SISTEMAS BIOQUIMICOS:
Transporte de nutrientes e reação metabólica. A agua permeia todas as porções de todas as células.
Todos os aspectos de estrutura celular e suas funções são adaptadas ás propriedades físico-química da agua, sendo que atividade metabólica só ocorre em células que possuem pelo menos 65% de H2O.
Dentre as propriedades da agua são essências as forças atrativas (que promove ligações de hidrogênio) e sua tendência de se ionizar, ainda que fracamente. 
INTERAÇÕES FRACAS EM SISTEMAS AQUOSAS: LIGAÇÃO DE HIDROGENIO
São responsáveis pelas forças coesivas que tornam a agua liquida a temperatura ambiente e favorecem o arranjo ordenado das moléculas de agua em cristais em T baixa.
Biomoléculas polares se dissolvem na agua, pois interações agua-agua são substituídas por ligações agua-soluto, energeticamente mais favorável.
Biomoléculas apolares não conseguem formar interações agua-soluto, portanto, são muito pouco solúveis em agua.
Atua como aceptor ou como doador de H em ligações de H.
As ligações de hidrogênio são isoladamente fracas.
Energia de ligação de H = 23 kJ/mol
Energia de ligação O-H na agua = 470 kJ/mol 
Energia de ligação de C-C = 348 kJ/mol 
AGUA COMO SOLVENTE: 
A polaridade da agua faz com que dissolva facilmente substancias polares (hidrofílicas). 
Os íons de um sal interagem de acordo com a lei de coulomb: F = Q1 Q2 / ε.r2 onde F é a força de interação entre as cargas elétricas, Q são as cargas elétricas, r é a distancia entre as cargas e ε é a constante dielétrica do meio. Assim quanto menor a constante dielétrica maior é a força de interação entre duas cargas, ou seja, maior será interação soluto-soluto quando menor for o valor da constante do solvente. Por isso a sais que não dissolve em hexano (por ter o valor de constante sendo uma das menores) e dissolve em agua (por ter o valor de constante sendo uma das maiores)
A agua dissolve sais como NaCl pela hidratação e estabilização dos íons (cátion e ânion) enfraquecendo as interações eletrostáticas entre ele (solvatação) e, portanto, neutralizando a sua tendência de se associar em uma rede cristalina.
A entropia aumenta quando uma substancia cristalina se dissolve, causada pela dissolução dos sais em agua. 
Compostos apolares forçam mudanças energeticamente desfavoráveis na estrutura da agua 
A agua é um dos solventes com maior constante dielétrica (78,5), isso significa que é um bom solvente para maioria dos compostos. 
A agua tende a excluir um soluto apolar. A rede de ligação de H se organiza para acomodar o soluto apolar; como num sistema O/A o que significa uma diminuição na entropia do sistema.
Moléculas anfifílicas: com porções polares e apolares. Exemplo são as micelas e proteínas.
INTERAÇÕES HIDROFÓBICAS: Forças que mantem a porção apolar das moléculas juntas. Estabilidade termodinâmica por minimizar as interações com a agua.
Proteínas, pigmentos, esteróis, algumas vitaminas e fosfolipídios de membrana são anfipáticos e dependem de suas interações hidrofóbicas para sua estabilização (não dissolver em solução aquosa).
Interações entre lipídios e lipídios-proteína estabilizam a estrutura das membranas biológicas. Pq? Pois quanto mais estruturas apolares na molécula menos interação com moléculas de agua, ou seja, o valor de entropia ainda será maior do que com interações de substancias “só” apolares com á agua. 
Interações entre amino ácidos apolares também estabilizam proteínas.
As interações enzimas-substratos são estabilizadas por ligações de hidrogênio, iônicas e hidrofóbicas.
INTERAÇÕES DE VAN DER WAALS OU FORÇAS DE LONDON: interações fracas entre moléculas. A medida que dois núcleos se aproximam, as nuvens eletrônicas começam a repelir uma a outra. Nesse ponto no qual a atração líquida é máxima, diz-se que o núcleo está em contato de van der Waals. Cada átomo tem seu raio de Van der Waals, uma medida do quão próximo um átomo permite que outro se aproxime. Obs: é maior que o raio atômico porque os átomos são aproximados pelo par de elétrons compartilhados. 
IMPORTANCIA DAS INTERAÇÕES FRACAS EM SISTEMAS BIOLÓGICOS: 
Para separar a enzima de seu substrato (que são ligados de forma não covalentes) é necessário romper todas essas interações simultaneamente.
Primordiais na manutenção da estrutura de biomoléculas.
A estrutura mais estável de proteínas e ácidos nucleicos é normalmente aquela em que as interações fracas são maximizadas. Isto determina o dobramento de proteínas em folhas de beta-pregueadas e alfa-hélices, assim como a estrutura de dupla hélice do DNA. 
O tamanho grande da enzima e receptor favorece que suas grandes superfícies geram muitas interações fracas.
Para muitas proteínas a presença de moléculas de agua fortemente ligadas é essencial para a sua função, podem formar sítios de ligação de uma proteína com suas moléculas.
Os quatro tipos de interação não covalentes (fracas) entre biomoléculas em solvente aquoso: ligações de hidrogênio (entre grupos neutros e ligações peptídicas), interações iônicas (atração e repulsão), interações hidrofóbicas e interações de van der waals. 
Solutos modificam propriedades coligativas de soluções aquosas. Soluto de todos os tipos modificam propriedades como: pressão de vapor, ponto de fusão e ebulição e a pressão osmótica. As moléculas de agua tendem a se mover de uma região de maior para menor concentração de agua (ou de menor para maior concentração de soluto), o que pode se chamar de pressão osmótica (medida como a força necessária para resistir ao movimento da agua) π = icRT ; i é o fator de van Hoff, que é a medida de quanto de soluto se dissocia em duas ou mais espécies iônicas. O termo ic é a osmolaridade da solução, o produto do fator de van Hoff e a concentração molar do soluto (c). 
OSMOSE. Movimento da agua através de uma membrana semipermeável ocasionado por diferença na pressão osmótica. Soluções com osmolaridade igual a do citosol de uma célula são ditas isotônicas em relação àquela célula. Circundada de uma solução isotônica uma célula nunca perde ou ganha agua. Em soluções hipertônicas (de maior osmolaridade que o citosol) a agua se transfere para fora e a célula encolhe e em soluções hipotônicas a célula incha ao ganhar agua.
SISTEMAS TAMPÃO
IONIZAÇÃO DA AGUA: a água apresenta um pequeno grau de ionização que influencia suas propriedades como solvente. 
Ionização pode ser medida pela condutividade elétrica. Íons H+ migram para catodo (-) e OH- migram para anodo (+).
Mobilidade dos íons hidrônios em solução aquosa. O movimento dos íons hidrônio e hidróxido no campo elétrico é extremamente rápido comparado com o de outros íons. Essa alta mobilidade iônica resulta do tipo de “salto de prótons”. Os prótons individuais não se movem para muito longe na solução, mas uma serie de prótons salta entre as moléculas de agua ligadas por hidrogênio e gera um movimento liquido de prótons por uma longa distancia em um tempo extremamente curto. Por isso as reações acidobásicas em solução aquosa são rápidas e serve para transferência de prótons.
Constante de equilíbrio da agua. Keq = . O grau de ionização da agua no equilíbrioé baixo, apenas 2 entre 109 moléculas na agua pura se ionizam a cada momento. Substituindo a concentração da agua para o valor molar para 1L de solução seria: 
Keq = (55,5M) (Keq) = [H+] [OH-] = Kw . o valor de Keq, determinado por medidas de condutividade elétrica da agua pura, é 1,8x10-16M A 25°C. 
Multiplicando o valor de Keq com o 55,5M temos; Kw = 1,0x10-14M2.
Como em agua pura diz-se que o ph da solução é neutro então tira-se a raiz do valor e tem-se o valor de 10-7M para [H+] e [OH-].
A ESCALA DE PH INDICA AS CONCENTRAÇÕES DE H+ E OH- 
Ácidos fortes (HCl, H2SO4 e HNO3) e bases fortes (NaOH, KOH) encontram-se totalmente ionizados em solução aquosa. Já ácidos e bases fracas encontra-se parcialmente ou fracamente ionizados em solução, esse são extremamente importantes em sistemas biológicos.
Um ácido é um doador de prótons e uma base é um grupo aceptor de prótons (ou base é um grupo que doa elétrons e acido é um aceptor de prótons).
O importante para as reações bioquímicas são os ácidos e bases fracos que parcialmente são ionizados em solução aquosa, pois estão presentes nas reações metabólicas e na sua regulação.
IMPORTANCIA DE MEDIDAS E DO CONTROLE DE PH EM BIOQUIMICA
Variações no pH alteram, por exemplo, a estrutura de enzimas por modificarem a ionização de grupos carregados em aminoácidos. Alteram também a estrutura do DNA. 
Medidas do pH do sangue e da urina para diagnostico de diabetes, quando não controlado, pode reduzir o pH normal do sangue (acidose). 
Quanto mais forte um acido, maior a sua tendência em perder prótons e formar sua base conjugada. 
A força de um ácido é medida pela sua constante de dissociação Ka = . 
Ácidos fracos importantes em bioquímica e suas respectivas constantes de dissociação:
Soluções de ácidos fracos diferentes, de mesma concentração, apresentam valores diferentes de pH, dependendo da afinidade de cada base conjugada pelo próton.: Quanto menor o valor de Ka, maior será a afinidade pelo próton e, portanto, o pH da solução.
Quanto menor o valor do pKa, mais fraco será o ácido. Este valor de pH revela a região de maior poder de tamponamento de cada ácido fraco.
Curvas de titulação: titulação de uma base forte em uma solução contendo o acido fraco, gotejando a base ate a neutralização do acido indicado por mudança de cor, através de um indicador, ou phmetro. 
A partir da curva de titulação é possível calcular o pKa de um ácido, definido pelo pH igual ao pKa do ácido. Neste momento da titulação, as concentrações do ácido e da base conjugada são iguais.
Ponto de equivalência: acido e base estão em quantidades estequiométricas. Portanto o ph é determinado pela solução de sal. O ph no ponto de equivalência é igual 7. 
O ponto médio da curva é onde o pH se iguala ao pKa. 
TITULAÇÃO ÁCIDO FORTE-BASE FORTE: adição de NaOH em uma solução de HCL. Antes de qualquer base ser adicionada e quando a base é adicionada antes do ponto de equivalência o ph é menor que 7 (neutro), pois o ph será dado pela quantidade de acido em excesso na solução. 
TITULAÇÃO ÁCIDO FRACO-BASE FORTE: Por exemplo adição de NaOH em solução de ácido acético. A adição da base forte consome os prótons de hidrogênio, deslocando o equilíbrio para a dissociação de mais ácido. Na inflexão da curva ph=pka e a concentração de acido é igual a da base conjugada. 
SISTEMAS TAMPÃO E SISTEMAS BIOLOGICOS:
Células e organismos mantem um ph próximo a 7, o que ajuda a manter as biomoléculas em seu estado iônico normal. O ph de fluidos biológicos é feito com uso de sistemas tampão. 
Sistema tampão resiste a uma variação de ph quando uma pequena quantidade de OH- OU H+ é adicionado.
Tampões são misturas de ácidos fracos e suas bases conjugadas. Nota-se no gráfico 2.17 a curva de titulação de ácido acético tem uma zona (quadrado azul) relativamente plana que se estende por cerca de uma unidade de ph em ambos os lados do seu ph do ponto central de 4,76. Nessa zona, uma dada quantidade de H+ ou OH- adicionada ao sistema tem muito menos efeito no ph que a mesma quantidade adicionada fora da zona. Essa zona é chamada de região de tamponamento, ou seja, a força de tamponamento é máxima na região.
O decréscimo na concentração de um componente do sistema é equilibrado exatamente pelo aumento do outro, ou seja, o equilíbrio é deslocado até que as concentrações sejam equivalentes (menor variação possível e reversíveis com mesma velocidade). 
Equação de Handerson-Hasselbalch: .
Outras formulas : . 
O citoplasma de grande maioria das células contém altas concentrações de proteínas e essas contêm muitos aminoácidos com grupos funcionais que são ácidos fracos ou bases fracas. Por exemplo a histidina, tem pKa 6, proteínas contendo resíduos de histidina, por tanto, são tampões efetivos próximo ao ph neutro.
Dois sistemas tampões muito importantes para sistemas biológicos são o sistema fosfato e o bicarbonato (doadores de prótons). ATP (por conter o sistema fosfato) também é incluído como contribuinte no sistema tampão do citoplasma. O tampão bicarbonato regula o ph sanguíneo ao redor de 7,4; o CO2 proveniente da respiração celular nos tecidos esta em equilíbrio com o CO2 dissolvido, formando o tampão bicarbonato. Quando o ph do sangue cai o equilíbrio é deslocado para formar mais H2CO3, que se dissocia em agua e CO2, eliminado pelos pulmões e com a remoção do CO2 o equilíbrio se desloca para consumir o H+ e restabelecer o ph sanguíneo. Assim, quando o ph sanguíneo aumenta forma-se mais HCO3 e a respiração celular é ajustada para aumentar a concentração de CO2 nos pulmões e ser reintroduzido no sangue para conversão em acido carbônico, por isso a concentração de H+ é mantida constante. 
Distúrbios no sistema de tamponamento do sangue: podem levar a condições conhecidas como acidose e alcalose. Doenças obstrutivas do pulmão que dificultam a expiração de CO2 podem causar acidose respiratória. Hiperventilação acelera a perda de CO2 e causa alcalose respiratória. Superprodução de ácidos vindos da dieta ou surgimento de altos níveis de ácidos láticos durante exercícios podem levar á ácidos metabólica. 
BIOQUIMICA: PROTEINAS (AMINOACIDOS E PEPTIDEOS)
Componentes celulares mais abundantes (50 – 80 do peso seco da célula).
Apesar da complexidade de suas funções, as proteínas são relativamente simples.
Formadas por repetições de unidades básicas: aminoácidos.
AMINOÁCIDOS: São unidades básicas de peptídeos e proteínas. Ácidos orgânicos, moléculas pequenas com peso molecular de ~128.
As proteínas são formadas a partir de um conjunto de 20 aminoácidos. Todos os 20 aminoácidos comuns são alfa-aminoácidos. Eles têm um grupo carboxila e um grupo amino ligados ao mesmo átomo de carbono (C alfa), diferem uns dos outros em suas cadeias laterais ou grupos R, que variam de estrutura, tamanho, carga elétrica e influenciam na solubilidade do aminoácido.
Para todos os aminoácidos comuns, exceto a glicina, o carbono alfa esta ligado a um átomo de hidrogênio e um grupo R (a glicina esta ligado a um outro átomo de hidrogênio). O átomo de carbono alga é portanto um centro quiral, os quatro grupos podem ocupar dois arranjos no espaço (dois estereoisômeros possíveis), em decorrência do arranjo tetraédrico dos orbitais de ligação em volta do átomo de carbono alfa.
***Estereoisomeros: compostos que tem a mesma formula molecular, mas diferem no arranjo dos átomos no espaço. ***Enantiomeros: Imagens especulares não sobreponíveis.
2n= numero possíveis de enantiomeros de um composto. N= numero de centros quirais.
Levogiro: (-) giro da luz para esquerda. Dextrógiro: (+) giro da luz para direita. Convenção de Emil Fischer: Configuração do gliceraldeído.
Para todos os compostos, os estereoisômeros relacionados com ao L-gliceraldeído são designados L, assim também com os relacionados com D-gliceraldeído.
Obs: Nem todos os L-aa são levorrotatórios. O que nos mostra a convenção de Fischer é que L e D se referem apenas a configuração absoluta dos quatro substituintes em torno do carbono quiral, e nãoas propriedades ópticas da molécula.
Proteínas naturais possuem somente L-aa. D-aa ocorrem em peptídeos antibióticos. O sistema RS, também é utilizado na nomenclatura sistemática da química orgânica para descrever, com amis exatidão, a configuração das moléculas com mais de um cento quiral.
Identificação dos carbonos de um aminoácido: Os carbonos adicionais em um grupo R são nomeados como β, γ, σ e ε... a partir do carbono alfa.
 
Os resíduos de aminoácidos em moléculas proteicas são exclusivamente estereoisômeros L. Os resíduos de aminoácidos D foram encontrados em poucos peptídeos (alguns em parede de membrana bacteriana e atb). As células são capazes de sintetizar especificamente os isômeros L de aminoácidos porque os sítios ativos de enzimas são assimétricos, tornando estereoespecífica às reações por elas catalisadas.
Os aminoácidos podem ser classificados pelo grupo R.
Alguns aminoácidos como glicina, histidina e cisteína são um pouco difíceis de caracterizar ou não se encaixam perfeitamente em qualquer grupo. 
Grupos R apolares, Alifáticos (cadeias abertas não cíclicas): Os grupos R são apolares e hidrofóbicos. As cadeias laterais de alanina, valina, leucina e isoleucina tendem a se agrupar no interior de proteínas, estabilizando a estrutura proteica por meio de interações hidrofóbicas. A glicina tem uma estrutura mais simples, embora seja mais facilmente agrupada com os aminoácidos apolares, sua cadeia lateral muito pequena não contribui realmente para interações hidrofóbicas. A metionina um dos um dois aminoácidos que contem enxofre, tem um grupo tioéter (R1—S—R2) ligeiramente apolar em sua cadeia lateral. A prolina tem cadeia lateral alifática com estrutura cíclica distinta: 
Grupos R aromáticos: Fenilalanina, tirosina e triptofano, com suas cadeias laterais aromáticas, são relativamente apolares (hidrofóbicos). Todos podem participar em interações hidrofóbicas. O grupo hidroxila da tirosina pode formar ligações de hidrogênio e é um importante grupo funcional em algumas enzimas A tirosina e o triptofano são significativamente mais polares do que a fenilalanina, devido ao grupo hidroxila da tirosina e ao nitrogênio do anel idol do triptofano. O triptofano, a tirosina e, em menor extensão, a fenilalanina, absorvem a luz ultravioleta. Isso explica a forte absorbância de luz com comprimento de onda de 280nm característica da maior parte das proteínas, propriedade explorada nas características das proteínas. 
 
Grupos R polares, não carregados: Os grupos R desses aminoácidos são mais solúveis em agua, ou mais hidrofílicos do que aqueles dos aminoácidos polares, porque eles contem grupos funcionais que formam ligações de hidrogênio com a agua. Essa classe de aminoácidos inclui serina, treonina, cisteína, asparagina e glutamina. Os grupos hidroxila de serina e treonina e os grupos amina da asparagina e glutamina contribuem para suas polaridades. A cisteína é um caso isolado aqui porque sua polaridade, devida ao seu grupo sulfidrila, é bastante modesta. A cisteína é um ácido fraco e pode fazer fracas ligações de hidrogênio com um oxigênio ou nitrogênio. A asparagina e glutamina são as amidas de dois outros aminoácidos também encontrados em proteínas – aspartato e glutamato – nos quais a asparagina e a glutamina são facilmente hidrolisadas por acido ou base. A cisteína é prontamente oxidada para formar um aminoácido dimérico ligado de modo covalente chamado cistina, no qual duas moléculas ou resíduos de cisteína são ligadas por uma ligação dissulfeto. Os resíduos ligados a dissulfetos são fortemente hidrofóbicos (apolares). As ligações dissulfeto desempenham um papel especial nas estruturas de muitas proteínas pela formação de ligações covalentes entre partes de uma molécula polipeptídica ou entre duas cadeias polipeptídicas diferentes.
Grupos R carregados positivamente (básicos): Os grupos R mais hidrofílicos são aqueles carregados positivamente ou negativamente. Os aminoácidos nos quais os grupos R tem uma carga positiva significativa em pH 7,0 são a lisina, com um segundo grupo amino primário na posição ε em sua cadeia alifática; a arginina, com um grupo guanidínio (H2N==CNH2---NH2) positivamente carregado, e a histidina, com um grupo imidazol aromático. Como o único aminoácido comum que tem uma cadeia lateral ionizável com pKa próximo da neutralidade, a histidina pode ser positivamente carregada (forma protonada) ou não carregada em pH 7,0. Seus resíduos facilitam muitas reações catalisadas por enzimas, funcionando como doadores/aceptores de prótons. 
Grupos R carregados negativamente (ácidos): Os dois aminoácidos que apresentam grupos R com carga negativa final em pH 7,0 são o aspartato e o glutamato, cada um dos quais tem um segundo grupo carboxila. 
Aminoácidos incomuns também têm funções importantes. Além dos 20 aminoácidos, as proteínas podem ter resíduos criados por modificações de resíduos comuns já incorporados em um polipeptídeo. São esses a 4-hidroxiprolina um derivado da prolina, e a 5 hidroxilisina, derivada da lisina (encontrados no colágeno). A 6-N-metil-lisina é um constituinte da miosina, proteína contrátil do musculo esquelético. Outro é y-carboxiglutamato, encontrado na proteína de coagulação protombina e outras que se ligam ao cálcio como parte de suas funções biológicas. Mais complexa é a desmosina, derivada de quatro resíduos de Lys, encontrada na proteína fibrosa elastina. 
Dos aminoácidos formados como intermediários do metabolismo, vale uma atenção especial a ornitina e citrulina porque são intermediários chaves na biossíntese de arginina e no ciclo da ureia.
Aminoácidos podem agir como ácidos e bases. Os grupos carboxila e amino de aminoácidos, em conjunto com os grupos R de alguns aminoácidos, funcionam como ácidos e bases fracos. Quando um aminoácido sem um grupo R ionizável é dissolvido em agua em pH neutro, ele pertence na solução como um íon bipolar, ou zwitteríon (hibrido) que pode agir como acido ou base. São anfotéricas frequentemente chamadas de anfólitos. Ou seja, a carga de um aminoácido sem cadeia lateral carregada pode variar de -1 a +1, com a perda de prótons: 
 
CURVA DE TITULAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS: como exemplo a titulação de solução aa Glicina com adição de NaOH. 
Em pH muito baixo, a espécie iônica predominante de glicina é a forma completamente ionizada (+H3N—CH3—COOH). No primeiro estagio da titulação, o grupo —COOH de glicina perde seu próton. No ponto médio desse estagio, são presentes concentrações equimolares de espécies doadoras (+H3N—CH3—COOH) e aceptoras (+H3N—CH3—COO-) de prótons. Como na titulação de qualquer acido fraco, um ponto de inflexão é alcançado nesse ponto médio onde o pH é igual ao pKa do grupo protonado que esta sendo titulado. Para a glicina, o pH no ponto médio é 2,34, portanto, seu grupo __COOH tem um pKa de 2,34. A medida que a titulação da glicina prossegue, outro ponto importante é alcançado no pH 5,97. Aqui há outro ponto de inflexão, no qual a remoção do primeiro próton esta completa e a remoção do segundo próton apenas começou. Nesse pH, a glicina esta presente em grande parte como o íon bipolar (zwitteríon) +H3N—CH3+—COO- (tendo um grupo atuando como uma base e outro como acido, pelas cargas opostas do dois grupos ligantes). O segundo estagio da titulação correspondente á remoção de um próton do grupo +H3N—. A titulação esta completa em um pH de cerca de 12, no ponto em que a forma predominante de glicina é +H2N—CH3—COO-. 
Em primeiro lugar, ela fornece uma medida quantitativa do pKa de cada um dos dois grupos ionizáveis: 2,34 para o grupo __COOH e 9,60 para o grupo +H3N—. O grupo carboxila da glicina é mais de cem vezes mais acido (mais facilmente ionizado) do que o grupo carboxila do acido acético. Em resumo, o pKa de qualquer grupo funcional é em grande parte afetado por seu ambiente químico, fenômeno algumas vezes explorado nos sítios ativos de enzimas para promovermecanismos de reação adaptados que dependem dos valores de pKa perturbados de grupo doadores/aceptores de prótons de resíduos específicos.
A segunda informação, é de a glicina ter duas regiões com poder de tamponamento. Entretanto, em regiões de pH neutro (como pH sanguíneo ou intracelular) a glicina não atua como um bom tampão, apenas para regiões com pH de 2,34 e 9,60. Nota-se que nessas regiões, na curva, a uma estabilidade quase retilínea da variação do pH.
CURVAS DE TITULAÇÃO PREDIZEM A CARGA ELETRICA DOS AMINOÁCIDOS. 
No pH 5,97, da curva da glicina, o ponto de inflexão entre os dois estágios na sua curva de titulação, a glicina esta presente predominantemente em sua forma bipolar, totalmente ionizada, mas sem carga elétrica final. O pH caracteristico no qual a carga elétrica é igual a zero é chamado de ponto isoelétrico ou pH isoelétrico, designado por pI. Para a glicina que não possui grupo ionizavel em sua cadeia lateral, o ponto isoelétrico é simplismente a média aritmética dos dois valores de pKa: . 
Como observado a glicina tem uma carga final negativa em qualquer pH acima do seu pI, portanto, ira se deslocar na direção do eletrodo positivo (ânodo) quando colocada em um campo eletrico. O inverso tambem acontece.
Em pH igual a 1,0 a glicina existe quase totalmente na forma +H3N—CH3+—COOH e com pH muito básico é +H2N—CH3+—COO-.
Todos os aminoácidos que contem um grupo alfa-amino, um único grupo alfa-carboxila e um grupo R não ionizável tem curvas de titulação semelhantes a da glicina. As pequenas diferenças nos valores de pKa refletem de ambientes químicos impostos por seus grupos R. Os aminoácidos com grupo R ionizável tem curvas de titulação mais complexas, com três estágios correspondendo as três etapas possíveis de ionização assim, eles possuem três valores de pKa. 
As curvas para dois tipos de aminoácidos desse grupo, glutamato e histidina, são mostradas a cima. O ponto isoelétrico reflete a natureza do grupo R ionizável presente. Exemplo o glutamato com pI 3,22, mais baixo que o da glicina, isso se deve pelos dois grupos carboxila que quando dissociados liberam H+ em maior quantidade que a glicina e contribuem para um carga final -1 que equilibra o +1 proveniente do grupo amina.(lembrar que no pI tem se o estado bipolar onde a carga é igual a zero por ser anulado pelo valor da cargas). Assim acontece também acontece com a histidina que tem duas cargas positivas com pI de 7,59. Por fim, a histidina é única em ter um grupo R com pKa = 6,0 que fornece um poder de tamponamento significativo próximo do pH neutro dos líquidos corporais e extracelulares. 
Algumas funções biológicas dos aminoácidos: moléculas constituintes das proteínas, precursores de neurotransmissores e hormônios peptídeos, fornecedores de energia no metabolismo energético basal, fontes de grupos radicais em muitas reações químicas, precursores de anti-histamínicos e vasodilatadores, intermediários importantes no ciclo da ureia em animais e no armazenamento de nitrogênio em plantas, excipientes adicionados a outras drogas para facilitar a excreção, fonte de nitrogênio para bases púricas e pirimídicas, porfirinas e outros compostos nitrogenados.
LIGAÇÃO PEPTÍDICA E PEPTÍDEOS:
Peptídeos: polímeros de aminoácidos. Duas moléculas de aminoácidos podem ser ligadas de modo covalente por meio de uma ligação amida substituída, denominada ligação peptídica a produzir um dipeptídeo. Ligação formada por desidratação (perda de agua) do grupo carboxila de um aa e do grupo amino do outro (reação de condensação). Para tornar a reação mais favorável termodinamicamente, o grupo carboxila deve ser modificado ou ativado quimicamente de modo que o grupo hidroxila possa ser mais rapidamente eliminado.
Os peptídeos apresentam uma extremidade aminoterminal e outra extremidade carboxiterminal. 
Os peptídeos são nomeados a partir do resíduo aminoterminal, que por convenção é colocado a esquerda. Embora a hidrolise de uma ligação peptídica seja uma reação exergônica (catabolismo; que liberam energia para o trabalho celular a partir de degradação dos nutrientes orgânicos) ***reação endergônicas (anabolismo; que absorvem energia aplicada no funcionamento celular, produzindo novos componentes)*** ocorrem lentamente porque tem uma energia de ativação elevada, por as proteínas serem muito estáveis.
Peptídeos podem ser diferenciados por seus comportamentos de ionização. Os alfa-amino e alfa-carboxila, não terminais são ligados de forma covalente, portanto, não contribuem para o comportamento acido e básico total dos peptídeos. Entretanto os grupos R de alguns aa podem se ionizar. Assim, o comportamento ácido e básico de um peptídeo pode ser previsto a partir de seus grupos alfa-amino e alfa-carboxila livres e seus grupos R ionizáveis. 
Mesmo os menores peptídeos podem ter efeitos biologicamente importantes, como o éster metílico de L-aspartil-Lfenilalanina, o adoçante artificial conhecido como aspartame ou mesmo os hormônio, vários deles são pequenos peptídeos que tem seus efeitos em pequenas quantidades (Ex: ocitocina e tireotropina no hipotálamo).
Proteína oligomérica: quando a cadeia de uma proteína multissubunidade (tem dois ou mais polipeptideos associados) é idêntica em pelo menos duas unidade de polímeros. E as unidades idênticas são chamadas de protômeros. Por exemplo, a hemoglobina que tem quatro subunidades polipeptídicas, sendo duas idênticas alfa e outras duas beta.
É possível calcular o numero de resíduos de aminoácidos em uma simples proteínas dividindo a sua massa molecular por 110, obtendo um valor próximo a 128. 
Algumas proteínas contem outros grupos químicos além dos aminoácidos. São chamadas de proteínas conjugadas. A parte não aminoácido é chamado de grupo prostético. 
Características físico-químicas: das ligações peptídicas: determinam como o esqueleto covalente de uma proteína vai se enovelar. Das cadeias laterais dos aa: determinam os tipos de forças, covalentes e não covalentes, que irão estabilizar a estrutura tridimensional de uma proteína.
 
ESTRUTURAS DE PROTEÍNAS: ESTRUTURA PRIMARIA.
Sequencia de aminoácidos unidos por ligações peptídicas e ligações dissulfeto. Átomos da ligação peptídica são coplanares: indica ressonância ou divisão de pares de e- entre C e N caráter de ligação dupla limita as conformações que a proteína pode assumir 
 A função de cada proteína depende de sua estrutura tridimensional, que, por sua vez, é determinada em grande parte por sua estrutura primária.
A proteína após traduzida ainda não esta pronta, requer alguns processos pós tradução (clivagem, metilação, hidroxilação) para ser ativa, além disso, precisa ter o enovelamento correto (estrutura terciaria). Erros estruturais não alteram a genética, mas compromete a função metabólica. Cada tipo de proteína possui uma sequencia de aminoácidos única que confere uma determinada estrutura tridimensional. Essa estrutura, por sua vez, confere uma função específica. 
Varias proteínas não tem ligações dissulfeto. O ambiente dentro da maioria da célula é altamente redutor e a maior parte das sulfidrilas permanece então no estado reduzido, não sendo possível ponte dissulfeto. No ambiente extracelular já é mais abundante de agentes oxidantes e a formação dissulfeto é facilitada em acontecer.
As interações hidrofóbicas estabilizam a estrutura da proteína. *** Interações entre lipídios e lipídios-proteína estabilizam a estrutura das membranas biológicas. Pq? Pois quanto mais estruturas apolares na molécula menos interação com moléculas de agua, ou seja, o valor de entropia ainda será maior do que com interações de substancias “só” apolares com á agua. 
Quando a água envolve uma molécula hidrofóbica, o arranjo ótimo de ligação de hidrogênio resulta em uma camada altamente estruturada, ou camada de solvatação, de agua em torno da molécula. O aumento da ordem das moléculas de agua na camada de solvatação esta correlacionado com uma redução desfavorável na entropia da agua. Entretanto, quando gruposapolares se agrupam, o tamanho da camada de solvatação diminui, porque cada grupo não mais expõe toda sua superfície á solução. O resultado é o aumento favorável na entropia do sistema.
A ligação peptídica é rígida e planar. Cada ligação peptídica tem caráter de ligação dupla devido a ressonância, e não pode girar; os elementos oxigênio e nitrogênio são dois elementos muito eletronegativos e competem a nuvem eletrônica dando esse caráter de dupla ligação.
ESTRUTURA SECUNDARIA: 
Entre aminoácidos adjacentes (próximos). A maior parte é formada por proteínas alfa-hélices e beta-folha pregueada. A conformação alfa se forma mais facilmente e a resposta encontra-se no uso otimizado das ligações de hidrogênio internas. A estrutura é estabilizada por uma ligação de hidrogênio ligado no átomo de nitrogênio da ligação peptídica e no oxigênio eletronegativo da carbonila do quarto aminoácido no lado aminoterminal da ligação peptídica. 
Alfa-hélice: 
Cada volta sucessiva na alfa-hélice é mantida por voltas adjacentes por três ou quatro ligações de hidrogênio, conferindo estabilidade estrutural. Os grupos R ficam na região externa da estrutura.
Restrições que desestabilizam a estabilidade da alfa-hélice: repulsão (Glu, Lys e Arg) e atração (proximidade dos resíduos Asn, Ser, Thr e Cys) eletrostática entre aminoácidos sucessivos com cadeias laterais carregadas. Volume das cadeias laterais adjacentes. Ocorrência de resíduos de Pro e Gly. Interação entre resíduos de aminoácidos nas extremidades do segmento helicoidal e o dipolo elétrico inerente da alfa-hélice.
 Exemplos: Troponina, musculatura estriada cardíaca. Proteínas enrolada em torno de si mesma. Mioglobina, encontrada nos músculos cardíaco e esquelético, diversos trechos em alfa hélice alternados por segmentos desenrolados.
Folha-Beta: 
Conformação mais estendida das cadeias polipeptídicas em forma ziguezague dos seguimentos polipeptídicos que da origem a uma aparência pregueada. 
Antiparalela: resíduos de oxigênio e nitrogênio estão paralelos a cada cadeia de aminoácidos (figura B). Orientação aminocarboxiterminal opostas
Paralela: nitrogênio e oxigênio na mesma direção (figura C). Orientação aminocarboxiterminal iguais.
Voltas-beta: elementos conectores que ligam estruturas sucessivas de alfa hélice e conformações betas. São particularmente comuns e conectam as extremidades de dois segmentos adjacentes de uma folha-beta antiparalela.
Ex: Lectina e Toxina diftérica. 
 Conformação beta: As folhas betas, paralelas e antiparalelas, podem assumir leves torções na estrutura para aumentar sua estabilidade.
ESTRUTURA SUPER-SECUNDÁRIA:
Motivos: também chamados propriamente de estruturas super-secundárias ou enovelamento, é um padrão enovelamento identificável envolvendo dois ou mais elementos da estrutura secundaria e a conexão entre eles. Não é um elemento intermediário entre a estrutura secundaria e terciária, um motivo é um padrão de enovelamento.
Domínio: é uma parte da cadeia polipeptídica que é independentemente estável ou pode se movimentar como uma entidade isolada em relação da proteína. Domínios geralmente se arranjam em distintos lobos globulares, porem, os vários contatos entre os domínios dificulta o reconhecimento de cada um deles individualmente. Conferem á proteína uma aparência bi ou multilobular.
ESTRUTURA TERCIÁRIA: 
A estrutura tridimensional única de cada polipeptídeo é determinada por sua sequencia de aminoácidos. As interações entre as cadeias laterais dos aminoácidos direcionam o dobramento do polipeptídeo para formar uma estrutura compacta. 
Pontes de sulfeto: ligação covalente formada pelos grupos sulfidrila (--SH) de dois resíduos de cisteína para produzir o resíduo de cistina. Uma ponte de sulfeto contribui para estabilidade de conformação tridimensional da molécula proteica e evita que elas se tornem desnaturadas no meio extracelular. Por exemplo, muitas ligações dissulfeto são encontradas em proteínas, como as imunoglobulinas secretadas pelas células.
Ligações hidrofóbicas: Os aminoácidos com cadeias apolares tendem a ficar localizados no interior da molécula onde se associam a outros apolares.
Ligações de hidrogênio: As ligações de hidrogênio nos grupos polares num polipeptídeo aumentam a sua solubilidade.
Interações iônicas: interação dos grupos carboxila e amino.
As proteínas diferem em suas estruturas terciárias. Inclui aspectos de alcance mais longos da sequencia polipeptídica e em diferentes tipos de estruturas secundarias podem interagir na estrutura da proteína completamente dobrada a localização das curvaturas geralmente segue resíduos de Pro, Thr, Ser e Gly.
PROTEINAS FIBROSAS;
Estrutura terciaria da proteína fibrosa: Desempenham funções estruturais e de proteção externa. Possuem cadeias polipeptídicas arranjadas em feixes, constituindo tipicamente de um único tipo de estrutura secundaria. Algumas proteínas fibrosas, porem, possuem estrutura diferente – helicoidal (tubulinas).
Função: sustentação, resistência mecânica e flexibilidade. Todas apresentam uma repetição simples da estrutura secundaria, insolúveis em água – presença de resíduos de aminoácidos hidrofóbicos.
Colageno e elastina: pele, tecido conjuntivo, esclera, córnea e paredes de vasos sanguíneos.
Queratina: pele, casco e garras de animais, pena e cabelos.
COLAGENO: proteína mais abundante no organismo. Família de proteínas rígidas e insolúveis.
Papel estrutural: como gel na matriz extracelular e humor vítreo, como fibras nos tendões. Na córnea para transmissão de luz com mínima dispersão. É uma estrutura rígida em que três cadeias polipeptídicas estão torcidas, uma em volta da outra, de forma semelhante a uma tripla hélice. 
Estrutura do colágeno: O colágeno é rico em prolina e glicina, importantes para tripla hélice. A prolina facilita a formação da conformação porque a sua estrutura em anel causa torções na cadeia polipeptídica. A glicina é encontrada a cada três posições na cadeia na cadeia (Gly—X—Y), onde X é Pro e Y Hyp, o que torna característica a identificação do colágeno por essas sequencias. 
A formação da tripla hélice permite a formação de ligações entre os grupos R dos monômeros de colágeno vizinhos, resultando na sua agregação em longas fibras. 
Hidroxiprolina e Hidroxilisina: não estão presentes nas demais proteínas. Resultantes da hidroxilação dos resíduos de prolina e lisina, após sua incorporação na cadeia polipeptídica, assim, essas estruturas estabilizam a estrutura por maximizar as ligações de hidrogênio intercadeias. 
Biossíntese do colágeno: Os polipeptídeos precursores do da molécula do colágeno são formados nos fibroblastos (ou osteoblastos dos ossos e condroblastos da cartilagem) e secretados na matriz extracelular. Depois de modificações enzimáticas, os monômeros de colágeno maduros agregam-se estabelecendo ligações cruzadas e formando as fibrilas da tripla hélice. Hidroxilação da Pro e Lys Presença de oxigênio e um agente redutor (vitamina C, ascorbato). 
Deficiência de acido ascórbico não ocorre formação de ligações cruzadas diminui a força de tensão das fibrilas. (Escorbuto)
Síndrome de Ehlers-Danlos: defeitos hereditários da síntese do colágeno. Pele elástica e articulações frouxas e contorcidas.
Osteogênese Imperfeita (síndrome dos ossos frágeis): ossos que vergam e fraturam facilmente. Cicatrização retardada, coluna rotada e retorcida com corcunda. As mutações mais comuns causam a substituição de resíduos de glicina (Gly-X-Y) por aminoácidos com cadeias laterais volumosas causando estruturas anormais que impedem a organização da tripla hélice. 
ELASTINA: 
Propriedades: proteína do tecido conjuntivo com propriedades semelhantes as da borracha. Fibras elásticas compostas de micro fibrilas de elastina e de glicoproteínas são encontradas nos pulmões, parede das grandes artérias e nos ligamentos elásticos. Elas podem ser distendidas por varias vezes, mas retornam ao formato original quando a força de tensão é relaxada. 
Estrutura da elastina:é um polímero proteico insolúvel, aminoácidos em sua maioria menores e apolares (ex. glicina, alanina e valina). Também é rica em prolina e lisina porem pouca de suas formas com hidroxilação. Forma ligação cruzada, pois algumas cadeias laterais de lisina são desaminadas oxidativamente pela lisil-oxidase e interagindo três alisinas com mais uma lisina formam as ligações cruzadas nomeadas de desmosina. 
Papel da alfa1-antitripsina na degradação de elastina: presente no sangue. Inibe varias proteínas proteolíticas (proteases ou proteinases), as quais hidrolisam e destroem proteínas, ou seja, alfa1-antitripsina é um inibidor da degradação de elastina. Tem o importante papel fisiológico de inibis a elastase de neutrófilos – uma potente protease que, ao ser liberada no espaço extracelular, degrada a elastina das paredes alveolares, assim como outras proteínas estruturais em vários tecidos. A maior parte é secretada pelo fígado. 
 No pulmão normal, os alvéolos são expostos cronicamente em baixos níveis de elastase. Essa atividade pode destruir elastina na parede alveolar se não for contraposta pela ação inibidora da a1-AT. Podendo haver enfisemas resultante da deficiência de a1-AT.
ALFA-QUERATINA: foram desenvolvidas para força. Encontradas somente em mamíferos, essas proteínas constituem praticamente todo o peso seco de cabelos, pelos, unhas, garras, penas, chifres, cascos e grande parte da camada externa da pele. Fazem parte da família de filamentos intermediários (encontradas, também no citoesqueleto). 
 São fibras insolúvel e resistente ao estiramento, constituídas de alfa-hélices em quase sua totalidade – ricas em aminoácidos apolares. As fibras são enroladas umas as outras formando uma espiral enrolada supertorcida. 
 Na alfa-queratina, as ligações entre cadeias que estabilizam a estrutura quaternária são as ligações dissulfeto. Nas alfa-queratinas duras e resistentes, como as de chifres, até 18% de resíduos de cisteína envolvidas em ligações dissulfeto. 
PROTEÍNAS GLOBULARES: Função de transporte e armazenamento. Moléculas transportadoras de O2 em organismos aeróbicos. 
Mioglobina (músculos): armazenamento e transporte de O2. Uma subunidade, um grupo heme, ligação ao oxigênio não cooperativa e não regulada. 
Hemoglobina (eritrócitos): transporte de O2. Quatro subunidades, quatro grupos heme, ligação ao oxigênio cooperativa e regulada. 
Estrutura do Heme: é um complexo de protoporfirina IX e íon ferro (Fe2+). O ferro esta no centro da molécula do heme por meio de ligações aos quatros nitrogênios do anel porfírinico, podendo formar duas ligações adicionais; uma de cada lado do plano do anel (em cima e em baixo). Por exemplo, na mioglobina e hemoglobina, uma dessas posições estabelece uma interação coordenada com a cadeia lateral de um resíduo de histidina da molécula da globina, enquanto a outra posição fica disponível para ligar o oxigênio.
 ESTRUTURA E FUNÇÃO DA MIOGLOBINA: Uma hemeproteina encontrada no coração e no musculo esquelético, funciona tanto como um reservatório quanto como um carreador de oxigênio, que aumenta a velocidade de transporte de oxigênio dentro da célula muscular. Consiste em uma cadeia polipeptídica. É um modelo útil para interpretar algumas das propriedades mais complexas da hemoglobina.
Conteúdo da hélice alfa: a mioglobina é uma molécula compacta, aproximadamente 80% da sua cadeia dobrada em oito seguimento de alfa hélice. Regiões demarcadas por prolina. 
Localização dos resíduos de aminoácidos polares e apolares: o seu interior é quase inteiramente de aminoácidos apolares, compactados formando uma estrutura estabilizada por interações hidrofóbicas entre esses resíduos. Em contraste, os aminoácidos carregados estão localizados quase que exclusivamente na superfície da molécula onde podem formar ligações de hidrogênio entre si e com agua. 
Ligação com grupo heme: O grupo heme da mioglobina se situa numa fenda na molécula, a qual e revestida por aminoácidos apolares. Exceção é a histidina proximal, liga-se diretamente ao ferro do grupo heme ou histidina distal, não interage diretamente com o grupo heme, mas ajuda a estabilizar a ligação o oxigênio ao íon ferro.
ESTRUTURA E FUNÇÃO DA HEMOGLOBINA: encontrada exclusivamente nos eritrócitos; sua principal função é transportar o oxigênio dos pulmões ate os capilares dos tecidos. Duas cadeias alfas e duas cadeias betas – unidas por interações não covalentes. Cada subunidade contem segmentos de estrutura em alfa hélice, além de uma fenda onde se liga o grupo heme. A molécula de hemoglobina pode carregar H+ e CO2 dos tecidos até os pulmões e podem carregar quatro moléculas de O2 dos pulmões as células dos tecidos. Além disso, as propriedades das ligações do oxigênio na hemoglobina são reguladas por interações com efetores alostéricos (proteína em que a ligação de um ligante a um sítio de ligação altera as propriedades de ligação outros sítios na mesma proteína). 
Estrutura quaternária da Hemoglobina: Associação de dois dímeros (aB)1 (aB)2. As duas unidades são unidades fortemente, em especial, por interações hidrofóbicas. As interações mais fracas entre esses dímeros móveis resultam em duas conformações relativamente diferentes, observadas na desoxiemoglobina, com a relação á oxiemoglobina. 
A ligação do oxigênio ao ferro do grupamento heme empurra esse ferro para dentro do plano do grupamento heme. Uma vez que o ferro também esta ligado á histidina proximal (F8), existe um movimento das cadeias de globina que altera a interface entre os dímeros alfa-beta. Forma T: a forma desoxigenada da hemoglobina é chamada T, ou forma tensa. Na forma T, os dois dímeros alfas-betas interagem por meio de uma rede de ligações iônicas e ligações de hidrogênio, que restringem os movimentos das cadeias polipeptídicas. A forma T é a forma da hemoglobina com baixa afinidade pelo oxigênio. Forma R: A ligação do oxigênio á hemoglobina causa a ruptura de algumas ligações iônicas e ligações de hidrogênio entre os dímeros. Isso leva a uma estrutura chamada de R, ou forma relaxada, na qual as cadeias polipeptídicas tem maior liberdade de movimentos, A forma R é a forma da hemoglobina com alta afinidade pelo oxigênio. 
Ligação do oxigênio á mioglobina e á hemoglobina: A mioglobina pode se ligar somente uma molécula de oxigênio, porque contem apenas um grupo heme. Em contraste, a hemoglobina pode liga quatro moléculas de oxigênio – uma para cada um de seus quatro grupos heme. Uma curva de saturação medida em diferentes pressões parciais de oxigênio é chamada de curva de dissociação do oxigênio. A curva para ambas apresentam diferenças importantes. 
Esse gráfico ilustra que a mioglobina tem maior afinidade por oxigênio do que a hemoglobina, em todas as pO2. A pressão parcial de oxigênio necessária para obter metade da saturação dos sítios de ligação (P50) é de aproximadamente 1 mmHg para a mioglobina e 2’6 mmHg para a hemoglobina. Quanto maior a afinidade por oxigênio, menor a P50. 
Mioglobina (Mb). A curva de dissociação do oxigênio da mioglobina possui uma forma hiperbólica. Isso reflete o fato de que a mioglobina liga-se reversivelmente a apenas uma molécula de oxigênio. Assim mioglobina oxigenada (MbO2) e a desoxigenada (Mb) estão em um equilíbrio simples: Mb + O2 ⇌ MbO2
A mioglobina tem a função de ligar o oxigênio liberado pela hemoglobina nas baixas pO2 encontrada nos músculos e tecidos. A mioglobina , por sua vez, libera o oxigênio dentro da célula muscular em resposta á demanda de oxigênio. 
Hemoglobina: A curva de dissociação do oxigênio na hemoglobina tem forma sigmoidal, indicando que as subunidades cooperam na ligação do oxigênio. A ligação cooperativa do oxigênio ás quatro subunidades da hemoglobina significa que a ligação de uma molécula de oxigênio a um dos grupos heme aumenta a afinidade por oxigênio dos grupos heme restante na mesma molécula de hemoglobina (interação heme-heme). Embora seja mais difícil para a primeira molécula de oxigênio se ligar a á hemoglobina, a ligação subsequente de oxigênioocorre com alta afinidade, como demonstrado na curva.
Efeitos alostéricos: A capacidade da hemoglobina para ligar-se reversivelmente ao oxigênio é afetada pela pO2 (devido as interações heme-heme), pelo pH do ambiente, pela pressão parcial de dióxido de carbono, Pco2, e pela disponibilidade de 2,3-bifosfoglicerato. Esses são coletivamente chamados de efetores alostéricos (em outros sítios), pois sua interação com um sítio na molécula da hemoglobina afeta a ligação do oxigênio aos grupos heme em outras regiões da molécula (a ligação do oxigênio a hemoglobina não por efeito alostéricos).
Interações heme-heme: mudança estrutural especifica, as quais iniciadas em um dos grupos heme e são transmitidas aos outros grupos da estrutura tetramérica da hemoglobina. 
Efeito Bohr: A liberação do oxigênio pela hemoglobina é aumentada quando o pH diminui ou quando a hemoglobina esta na presença de uma pressão parcial de CO2 aumentada. Nos dois casos, há redução da afinidade da hemoglobina por oxigênio e, portanto, um deslocamento da curva de dissociação do oxigênio para a direita. Ambos, dessa forma, estabilizam o estado T. essa alteração na ligação do oxigênio é denominada de efeito Bohr. Por sua vez, o aumento do pH e a redução da concentração de CO2 resultam em maior afinidade por oxigênio e em um deslocamento da curva de dissociação para esquerda, com estabilização do estado R. 
Origem dos prótons que diminuem o pH: A concentração de ambos, CO2 e H+, nos capilares dos tecidos metabolicamente ativos é maior do que aquela observada nos capilares alveolares dos pulmões, onde CO2 é liberado no ar expirado. Ácidos orgânicos, como ácido lático, são produzidos durante o metabolismo anaeróbico no musculo em concentração rápida. Nos tecidos CO2 é convertido pela anidrase carbônica em acido carbônico (H2CO3), o qual perde espontaneamente um próton, tornando-se bicarbonato (tampão do sangue) (HCO3-). O próton produzido contribui para redução do pH. Esse ambiente de maior pH nos pulmões e menor pH nos tecidos favorece a liberação do oxigênio nos tecidos periféricos e a associação ao oxigênio no pulmão. 
Mecanismo do efeito Bohr: O efeito Bohr reflete o fato de que a forma desoxi da hemoglobina possui menor afinidade por oxigênio que a oxiemoglobina. Esse efeito é causado por grupos ionizáveis, como cadeias laterais especificas de histidina, que possuem pKa mais altos na desoxiemoglobina do que na oxiemoglobina. Assim, um aumento na concentração de prótons faz com que esses grupos fiquem protonados (carregados) e capazes de formar ligações iônicas. Essas ligações estabilizam preferencialmente a forma desoxi da hemoglobina, produzindo uma redução na afinidade por oxigênio: HbO2 + H+ (oxiemoglobina) ⇌ HbH+ + O2 (desoxiemoglobina) ***Onde o aumento de prótons desloca o equilíbrio para direita (em favor da desoxiemoglobina), enquanto um aumento na pO2 (ou redução de prótons) desloca o equilíbrio para esquerda. 
2,3-DPG e seus mecanismos de ação: A pressão de oxigênio (pO2) é necessário para liberar o oxigênio nos tecidos. A transferência se torna mais lenta á medida que a pressão atmosférica diminui, mas o organismo responde começando a produzir quantidades maiores de 2,3-DPG. A enzima tem a capacidade de enfraquecer a ligação oxigênio-hemoglobina e permite que o oxigênio saia com menor pressão. Quanto mais elevada for a situação de hipóxia (menor Po2), mais 2,3-DPG será produzido, mantendo o processo de transferência de oxigênio para os tecidos. Portanto, esta enzima tem o potencial de deslocar o equilíbrio da curva de dissociação da hemoglobina para a esquerda, facilitando a liberação de oxigênio em tecidos onde há baixa pressão do mesmo, enquanto nos tecidos com alta pressão, como o pulmão, a molécula de 2,3-DPG é deslocada do centro da hemoglobina desoxigenada, facilitando a captação de oxigênio. O mecanismo tende compensar a baixa disponibilidade de O2 para os pulmões, com um aumento da liberação de O2 para os tecidos. Altas temperaturas diminuem também a afinidade da Hb pelo O2.
Ligação do 2,3-DPG á desoxiemoglobina: O 2,3-DPG diminui a afinidade da hemoglobina por oxigênio, por ligar-se á desoxiemoglobina, mas não á oxiemoglobina. Essa ligação preferencial estabiliza a conformação tencionada da desoxiemoglobina. O efeito da ligação pode ser representado: HbO2 + 2,3-DPG ⇌ Hb-2,3-DPG + O2 
o papel fisiológico é aumentar a liberação de O2 nos tecidos extrapulmonares, onde a pO2 é baixa.
Sitio de ligação do 2,3-DPG: a molécula se liga a uma fenda formada pelas duas cadeias de beta-globina, no centro tetrâmero da desoxiemoglobina. Fenda que contem aminoácidos carregados positivamente, que formam ligações iônicas com os grupos fosfato carregados negativamente da molécula.
Deslocamento da curva de dissociação do oxigênio: a presença de 2,3-DPG reduz significativamente a afinidade da hemoglobina por oxigênio, deslocando a curva para direita Essa atividade reduzida permite que a hemoglobina libere o oxigênio eficientemente nas pressões parciais encontradas nos tecidos. 
Ligação do CO: o monóxido de carbono liga-se fortemente (mas reversivelmente) ao ferro da hemoglobina, formando carboxiemoglobina. Quando monóxido liga a um ou mais dos quatro grupos heme, a hemoglobina muda para a conformação R, de modo que os grupos remascentes ligam-se ao oxigênio com maior afinidade. Isso leva ao deslocamento da curva de saturação para esquerda. Como resultado, a hemoglobina afetada é incapaz de liberar o oxigênio para os tecidos. A afinidade com CO é 220 vezes maior que com O2.
Papel da Hemoglobina na manutenção do pH plasmático: Nos tecidos, o CO2 do metabolismo celular se difunde para as hemácias, é hidratado em reação catalisada pela anidrase carbônica formando acido carbônico. No pH do sangue (7,4), o acido carbônico se dissocia formando bicarbonato e H+. Diminuindo a pO2 e aumentando a concentração de H+ a hemoglobina libera o oxigênio e capta H+. Aumento da concentração de CO2 diminui o pH. O aumento na acidez e a diminuição da pO2 tecidual faz a Hb liberar o oxigênio e captar H+. CO2 + H2O ⇌ H2CO3 ⇌ H+ + HCO3- 
Nos pulmões, com aumento da pO2 e diminuição da concentração de H+, a Hb se liga ao O2 e libera o H+. O bicarbonato se desloca do plasma para o interior das hemácias e se combina com o H+, o acido carbônico é convertido a CO2 E H2O pela anidrase carbônica. Liberação de H+ pela Hb corrige o pH que tenderia a aumentar. H+ + HCO3- ⇌ H2CO3 ⇌ CO2 + H2O. 
ESTRUTURA QUATERNÁRIA: 
As unidades são unidas por interações não covalentes, consistem em duas ou mais cadeias polipeptídicas, que podem ser estruturalmente idênticas ou diferentes. As subunidades podem funcionar independentemente umas das outras ou podem trabalhar cooperativamente, como no caso da hemoglobina. A estrutura tridimensional determina a função.
Isoformas: são proteínas que desempenham a mesma função, porém com estrutura primaria diferente. Podem ser originadas de genes diferentes ou de processamento tecido-especifico a partir de um único gene. No caso de enzimas essa classe é denominada de isoenzimas.
Insulina: Compostas por duas subunidades, A e B, unidas por duas ligações dissulfeto intercadeia. A cadeia B possui uma ligação dissulfeto intracadeia
DOENÇAS RELACIONADAS A MUDANÇA NA ESTRUTURA DAS PROTEINAS: 
Doença do Alzheimer: o dobramento inadequado de proteínas pode ocorrer espontaneamente ou ser causado por uma mutação em um determinado gene, o que produz uma proteína alterada. Essas proteínas agregam-se espontaneamente, e o acumulo desses agregados insolúveis, denominados amiloides, tem disso implicado em muitas doenças degenerativas – especialmente a doença do Alzheimer. O componente predominante nessa doença é um peptídeo formado, denominado amiloide beta. Esse peptídeo quando agregado na configuração de folha beta pregueada é neurotóxico e constitui o principal evento patogênico que leva ao prejuízo cognitivo característico. 
 Um componente-chave desse emaranhado de fibras é uma forma anormal da proteína tau,que, na forma saudável, auxilia na organização da estrutura microtubular. A proteína tau defeituosa, entretanto, parece bloquear as ações da sua forma equivalente normal.
Anemia falciforme: doença genética do sangue causada pela alteração de um nucleotídeo (mutação pontual) no gene da cadeia de beta-globina. Homozigota recessiva. Hemoglobina afetada nomeada como hemoglobina S e hemoglobina A não afetada. 
Uma molécula de Hb S contem duas cadeias de alfa-globinas normais e duas cadeias beta-globina mutantes, nas quais o acido glutâmico é substituído por valina. A substituição dos grupos forma uma saliência na cadeia beta-globina, a qual se associa de forma complementar com a cadeia beta da outra molécula de hemoglobina na célula. Em condições de baixa pressão de oxigênio, a desoxiemoglobina S polimeriza dento dos eritrócitos, formando uma rede de polímeros fibrosos que distorce as células, produzindo eritrócitos rígidos e deformados. Essas células geralmente bloqueiam o fluxo sanguíneo nos capilares de pequeno diâmetro. 
CLASSIFICAÇÃO DE PROTEINAS:
POR COMPOSIÇÃO 
Proteínas simples: compostas por aminoácidos naturais, ou seja, por hidrolise liberam apenas aminoácidos.
Proteínas Conjugadas: Contem aminoácidos modificados ou outros grupos ligados (grupos prostéticos). Por hidrolise liberam aminoácido mais radical não peptídico, denominado grupo prostético (metal ou composto orgânico ligado covalentemente a proteína). Apoproteina é a porção proteica. (outros Ex. Glicoproteínas e lipoproteínas, micelas.)
POR NUMERO DE CADEIAS POLIPEPTIDICAS: 
Proteínas monoméricas: formadas por apenas uma cadeia polipeptídica, desprovida de estrutura quaternária. 
Proteínas oligoméricas: formadas por associação de subunidades polipeptídicas, estrutura e função mais complexas. Homo associação de cadeias idênticas e Hetero associação de diferentes cadeias.
POR ESTRUTURA:
Proteínas fibrosas: Desempenham funções estruturais e de proteção externa. Possuem cadeias polipeptídicas arranjadas em feixes, consistindo tipicamente de um único tipo de estrutura secundaria. Ex. colágeno do conjuntivo, queratinas dos cabelos, a fibrila do soro sanguíneo ou a miosina dos músculos e tubulinas formato helicoidal.
Proteínas Globulares: As proteínas globulares são formadas por cadeias polipeptídicas que se dobram adquirindo a forma esférica globular. São solúveis em agua. Grupos hidrofílicos interiores e hidrofóbicos exteriores. Diversos tipos de estrutura secundaria. Tem função dinâmica. Ex. Enzimas, anticorpos, hemoglobina etc.
Proteínas de membrana: Proteínas integradoras interagem diretamente com a membrana. Proteínas periféricas associam-se ás membranas ligando-se á superfície delas. Proteínas ligadas a lipídeos.
DESNATURAÇÃO DE PROTEÍNAS: 
Agentes desnaturadores: temperatura, pH, agitação, pressão, agentes redutores, sais de metais pesados, soluções concentradas de sais, detergentes, solventes orgânicos.
Aumento da temperatura aumento da vibração molecular rompimento de interações não covalentes perda da conformação tridimensional perda da função biológica. 
Detergentes rompimento das interações hidrofóbicas 
Solventes orgânicos Rompimento das ligações hidrogênio e das interações hidrofóbicas
Variação de pH soluções acido ou básicas Alteram o estado de ionização das cadeias laterais dos aminoácidos rompimento de interações iônicas e ligações hidrogênio perda da conformação tridimensional. 
ENOVELAMENTO DE PROTEÍNAS: 
O enovelamento de proteínas nas células é geralmente hierárquico. Inicialmente, regiões de estrutura secundaria podem se formar, o que é seguido pelo enovelamento em motivos e domínios, ou seja, enovelamentos causados por motivos estruturais (Ex. interações hidrofóbicas). 
Para muitas proteínas, o enovelamento é facilitado por chaperonas Hsp70 e por chaperoninas. A formação de ligações dissulfeto e a isomerização cis-trans de ligações peptídicas contendo Pro são catalisadas por enzimas especificas. O enovelamento errado é a base molecular de uma grande variedade de doenças humanas, incluindo amiloidoses. 
 Chaperonas: 
proteína desdobrada se liga à bolsa GroEL não bloqueada pela unidade GroES
ATP liga-se a cada subunidade do heptamero GroEL
A hidrólise de ATP leva à liberação de 14 ADP e de GroES 
7 ATP e GroES se ligam a GroEL com um bolso preenchido.
proteína se dobra dentro do recinto
a proteína liberada é totalmente dobrada ou em um estado parcialmente dobrado que é comprometido a adotar a conformação
proteínas não dobradas quando liberadas são rapidamente ligadas novamente.
 Degradação
Dois intermediários diferentes de enzima ubiquitina estão envolvidos. O grupo carboxila livre do resíduo de Gly da extremidade carboxil da ubiquitina liga-se primeiro a uma enzima ativadora da classe E1 por meio de um trioéster. A ubiquitina é então transferida para uma enzima conjugada E2. Uma ligase E3 finalmente catalisa a transferência da ubiquitina da E2 para o alvo, ligando a ubiquitina, por meio de uma ligação amida (isopeptídica), a um grupo €-amino de um resíduo de Lys da proteína alvo. Ciclos adicionais produzem poliubiquitina, polímero covalente composto por subunidades de ubiquitina que direcionam a proteína ligada para que essa seja destruída nos eucariotos num complexo conhecido como proteassomo. Multiplas vias desse tipo, com diferentes alvos das proteínas, estão presentes na maioria das células eucarióticas.
ENZIMAS:
Propriedades das enzimas: 
 As enzimas são catalisadores proteicos que aumentam a velocidade de uma reação química e não são consumidos durante a reação que catalisam. Alguns RNAs podem atuar como enzimas, assim chamados de ribozimas, geralmente catalisando reações fosfodiéster. 
 Enzimas geralmente são globulares e de estrutura terciaria e quaternárias. Formadas por longas cadeias de aminoácidos, dependem de sua conformação nativa. Atuam em pequenas concentrações.
 Nº de renovação = Nº de moléculas de substratos convertidos em produto em uma unidade de tempo (Kcat).
Importância: 
São proteínas altamente especializadas, alto grau de especificidade pelos substratos, muito melhor que catalisadores sintéticos e inorgânicos e aceleram reações químicas.
Nomenclatura de enzimas: as enzimas são classificadas de acordo com as reações que catalisam. Muitas são denominadas pela adição do sufixo ase ao nome do substrato ou a uma frase que descreva a sua atividade. Ex. Urease e DNA polimerase.
Nomenclatura de acordo com IUB: 1º digito: classe; 2º digito: subclasse; 3º digito: sub-subclasse; 4º digito: substrato.
Sítios ativos: as moléculas enzimáticas contem uma região especifica, em forma de fenda ou bolso, chamada de sitio ativo. Este sitio contem cadeias laterais de aminoácidos que participam de ligação com o substrato e da catalise. O substrato liga-se á enzima, formando um complexo enzima-substrato (ES), causando uma alteração conformacional na enzima (encaixe induzido) que permite a catalise. Assim o complexo ES é convertido no complexo enzima-produto (EP), que posteriormente se dissocia em enzima e produto.
Estereoespecifidade: As enzimas são quirais por natureza, formadas por apenas L-aa e, por isso, seus sítios ativos são assimétricos. O sítio de ligação ao substrato consiste, em geral, de uma cavidade na superfície da proteína que é geometricamente complementar ao substrato. Após a ligação ao substrato, ocorre um ajuste induzido no sitio ativo da enzima.
Eficiência catalítica: ocorre de 103 até 108 vezes mais rapidamente que as reações não catalisadas.
Holoenzimas: Algumas proteínas precisam de outras moléculas associadas para ter atividade enzimática. O termo se referre a enzima ativo com seu componente não proteico.
Apoenzima: Enzima na sua forma inativa sem seu componente não proteico. Parte proteica de uma holoenzima.
Cofator: componente não proteico, sendo um íon metálico como zinco ou ferro, de umaholoenzima.
Coenzima: Se esse componente for uma molécula orgânica pequena. As coenzimas que se associam transitoriamente com a enzima são chamadas de cossubstratos, os quais se dissociam de enzima de forma alterada (Ex. NAD). Se a coenzima estiver permanentemente associada á enzima e retornar a se estado original, e chamada de grupo prostético (Ex. FAD). Participam como correadores de elétrons. Derivadas de vitaminas.
Alteração de energia que ocorrem durante a reação: 
Velocidades da reação: para as moléculas reagirem devem conter energia suficiente para superar a barreira de energia do estado de transição. Na ausência de uma enzima, somente uma pequena proporção da população de moléculas possui energia suficiente para atingir o estado de transição entre reagente e produto. A velocidade da reação é determinada pelo numero dessas moléculas energizadas. Quanto menor a energia livre de ativação, mais moléculas tem energia suficiente para superar o estado de transição e, assim, mais rápida é a velocidade da reação.
 Uma enzima permite que uma reação ocorra rapidamente nas condições normais da célula, oferecendo uma rota de reação alternativa, com uma menor energia livre de ativação. A enzima não altera a energia livre dos reagentes ou dos produtos e, assim, não altera o equilíbrio da reação. Entretanto acelera a velocidade na qual o equilíbrio é atingido. 
Sítio ativo de ligação: atua como um molde molecular flexível, que se liga ao substrato e inicia sua conversão para o estado de transição. Estabilizando o estado de transição, a enzima aumenta muito a concentração do intermediário reativo que pode ser convertido no produto e, assim, acelera a reação. O sitio ativo pode fornecer grupos catalíticos que aumentam a probabilidade de o estado de transição se formar. 
Fatores que afetam a velocidade da reação: 
Temperatura: A velocidade de reação aumento com a temperatura, ate um pico de velocidade ser atingido. Isso ocorre devido ao aumento do numero de moléculas com energia suficiente para atravessar a barreira da energia de ativação e formar os produtos da reação. Uma elevação maior a temperatura resulta em redução na velocidade de reação como resultado da desnaturação da enzima, induzida pela temperatura. 
pH: A concentração de H+ afeta a velocidade da reação de varias maneiras. Primeiro, o processo catalítico geralmente requer que a enzima e o substrato tenham determinados grupos químicos em estado ionizado ou não de modo a interagirem. Ex. A atividade catalítica pode exigir que um grupo amino da enzima esteja na forma protonada (NH3+) e em um pH alcalino esse grupo não esta protonados e, assim, a velocidade da reação diminui.
Valores extremos de pH também podem levar a desnaturação de enzimas, pois a estrutura da molécula proteica cataliticamente ativa depende do caráter iônico das cadeias laterais dos aminoácidos. O pH ótimo varia de acordo com a enzima.
 
Concentração do substrato: a velocidade de uma reação é o numero de moléculas de substrato convertidas em produto por unidade de tempo (micromol/min). A velocidade de uma reação catalisada por uma enzima aumenta com a concentração do substrato, até uma velocidade máxima (Vmax) ser atingido. A obtenção de um platô na velocidade de reação em altas concentrações de substrato reflete a saturação, de todo os sítios de ligação disponíveis nas moléculas enzimáticas presentes. A maioria das enzimas mostra uma cinética de Michealis-Menten, possuindo uma forma hiperbólica. 
Equação de Michaelis: E + S ⇌ ES E + P. A reação em equilíbrio é seguida de um equilíbrio direto (K1) e inverso (k-1) e a reação direto do complexo enzima substrato para produto por K2. Tem-se como etapa limitante a segunda reação.
Vo = velocidade inicial da reação; Vmax = velocidade máxima; Km = constante de MM, concentração do substrato em que a velocidade da reação é igual metade de Vmax (quanto menor Km maior afinidade); [S] = concentração do substrato.
Km baixo: reflete alta afinidade da enzima pelo substrato, pois uma baixa concentração de substrato é necessária para atingir a metade da saturação da enzima.
Km alto: reflete baixa afinidade da enzima pelo substrato, pois é necessária uma alta concentração de substrato para atingir a metade da saturação da enzima.
Considerando na equação que a concentração de substrato é muito maior do que a concentração de enzimas, de modo que a porcentagem de substrato total ligado a enzima em qualquer momento seja pequena. 
Aproximação do estado estacionário: a concentração do complexo ES não varia com o tempo, isto é, a velocidade de formação de ES é igual aquela da degradação de ES. Em geral, um intermediário em uma serie de reações é considerado em estado estacionário quando sua velocidade de síntese é igual a sua velocidade de degradação. 
Determinação do Km e Vmax experimentalmente: gráfico duplo reciproco Y = ax + b (Grafico de Lineweaver-Burk).
Turnover number = numero de transformação: Numero de moléculas de S convertidos em produto por unidade de tempo em uma única molécula de E saturada com o S.
 O numero de renovações enzimáticas é equivalente á constante de velocidade da etapa limitante da velocidade da reação.
 Eficiência catalítica. Perfeição catalítica 108—109 M-1 s-1.
 Concentração da enzima. Enzima duplicada.
Inibição enzimática: Em geral, inibidores irreversíveis ligam-se ás enzimas por meio de ligações covalentes. Inibidores reversíveis ligam-se ás enzimas por meio de ligações não covalentes, de modo que a diluição do complexo enzima-inibidor resulta na dissociação do inibidor reversivelmente ligado e na recuperação da atividade enzimática. 
Inibição competitiva: ocorre quando o inibidor liga-se reversivelmente ao mesmo sitio que o substrato normalmente ocuparia e, dessa forma, compete com o substrato por sítio.
Efeito sobre a Vmax: O efeito de um inibidor competitivo é revertido pelo aumento da [S]. Em concentrações de substrato suficientemente altas, a velocidade da reação atinge Vmax observada na ausência do inibidor.
Efeito sobre o Km: um inibidor competitivo aumenta o Km aparente para determinado substrato. Isso significa que, na presença de um inibidor competitivo, mais substrato é necessário para atingir Vmax..
Efeito sobre o gráfico de Lineweaver-Burk: A inibição competitiva apresenta um gráfico no qual as curvas da reação inibida e não inibida interceptam o eixo y no mesmo ponto, em 1/Vmax (Vmax não é alterada). As reações inibida e não inibida interceptam o eixo x em pontos diferentes, indicando que o Km aparente é aumentado na presença do inibidor competitivo uma vez que seu -1/Km aproxima-se do zero a partir de um valor inicialmente mais negativo.
Inibição acompetitiva ou não competitiva: acontece quando o inibidor e o substrato ligam-se a sítios diferentes na enzima. O inibidor não competitivo pode ligar-se tanto á enzima livre quanto ao complexo ES, de modo a impedir que a reação ocorra.
Efeito sobre a Vmax: A inibição competitiva não pode ser superada pelo aumento da concentração de substrato. Desse modo, os inibidores não competitivos diminuem o Vmax aparente da reação. 
Efeito sobre o Km: Os indicadores não competitivos não interferem na ligação do substrato com a enzima. Assim, a enzima mostra o mesmo Km na presença e na ausência do inibidor não competitivo.
Efeito sobre o gráfico de Lineweaver-Burk: A inibição não competitiva é facilmente diferenciada da inibição competitiva pela curva da 1/Vo contra 1/[S] , onde a Vmax aparente diminui na presença de um inibidor não competitivo, enquanto o Km não é alterado. 
Regulação da atividade enzimática: As velocidades da maioria das reações enzimáticas respondem as mudanças na concentração dos substratos, pois o nível intracelular de muitos substratos se encontra na faixa do Km. Dessa forma, um aumento na concentração do substrato provoca aumento da velocidade de reação, que induz o retorno da concentração do substrato ao valor normal. Além disso, algumas enzimas com funções reguladoras especializadas respondema efetores alostéricos ou a modificadores covalentes, ou ainda, apresentam sua velocidade de síntese (ou degradação) alterada quando as condições fisiológicas mudam. 
Regulação das enzimas alostéricas: As enzimas alostéricas são reguladas por moléculas chamadas efetores (ou moduladores), que se ligam de forma não covalente a outro sitio que não o sitio ativo. Normalmente, essas enzimas são compostas por subunidades múltiplas e o sitio regulatório (alostérico) que liga o efetor pode estar localizado em uma subunidade não catalítica. A presença de um efetor pode alterar a afinidade da enzima por seu substrato ou modificar a atividade catalítica máxima da enzima, ou ambos. Os efetores que inibem a atividade enzimática são denominados efetores negativos, ao passo que aqueles que aumentam a atividade enzimática são denominados positivos. 
Efetores homotrópicos: Quando o próprio substrato atua como efetor. Um substrato alostérico funciona, mais frequentemente, como um efetor positivo. Nesse caso, a presença de uma molécula de substrato em um sitio da enzima aumenta as propriedades catalíticas de outros sítios de ligação ao substrato, isto é, seus sítios exibem cooperatividade. 
Efetores heterotrópicos: O efetor pode ser diferente do substrato. Exemplo: considere a inibição por retroalimentação. A enzima que converte D em E tem um sitio alostérico, ao qual se liga o produto final G. Se a concentração de G aumenta a primeira etapa irreversível exclusiva da via é tipicamente inibida.
Regulação de enzimas por modificações covalentes: pela adição ou remoção de grupos fosfato de resíduos específicos de serina, treonina ou tirosina na enzima. A fosforilação é reconhecida como uma das principais regulações dos processos celulares.
Fosforilação e desfosforilação: catalisadas por enzimas cinases, as quais utilizam trifosfato de adenosina (ATP) como doador de fosfato. Os grupos fosfatos são clivados a partir de enzimas fosforiladas pela ação das fosfoproteínas-fosfatases.
Resposta da enzima a fosforilação: Dependendo da enzima especifica, a forma fosforilada pode ser mais ou menos ativa do que a forma não fosforilada. Por exemplo, a fosforilação da glicogênio-fosforilase aumenta sua atividade, enquanto a adição de fosfato a enzima glicogênio-sintase diminui sua atividade.
PURIFICAÇÃO DE PROTEÍNAS:
Purificação de componentes por centrifugação diferencial: 
	
Precipitação fracionada de proteínas: Processos que diminuem a solubilidade das proteínas em etapas preliminares de purificação. Vantagens: baixo custo e capacidade de processar grandes volumes/massas. Pode ser induzida por: adição de sais (precipitação salina), adição de solventes, variação de pH (precipitação isoelétrica).
Baixa concentração salina: solubilidade das proteínas aumenta, pois os íons de sal ajudam a reforçar a camada de solvatação.
Alta concentração salina: Solubilidade das proteínas diminui, pois os íons do sal competem pelas moléculas de agua disponíveis para formar sua própria camada de solvatação.
 O efeito “salting in” é o aumento da solubilidade de proteínas devido ao acréscimo de baixas concentrações de sais em solução. Os íons salinos interagem com as cargas iônicas das proteínas aumentando assim o número efetivo de cargas e a quantidade de moléculas de água fixadas à ionosfera proteica. 
O efeito “salting out” é a precipitação de proteína em solução por altas concentrações de sais. Os sais atraem as moléculas de água do meio, de modo a ficar menos água disponível para as moléculas proteicas o que acarreta na diminuição da solubilidade e precipitação.
Proteínas apresentam diferentes sensibilidades para a precipitação salina. Precipitam primeiro: proteínas maiores(possuem camadas de solvatação maiores), proteínas mais hidrofóbicas.
Outro método para precipitação seria por pH. Ao atingir o ponto isoelétrico as proteínas precipitam, pois tendo carga neutra, apresentam a camada de solvatação menos organizadas. 
Dialise: A diálise é um tipo de filtração molecular. A mistura de proteína e moléculas pequenas (como sais) é colocada dentro de um saco de material semipermeável (como o celofane). Quando o saco de diálise é imerso em tampão as moléculas proteicas ficam retidas, enquanto que moléculas pequenas ou íons atravessam a membrana de diálise.
Cromatografia tipos: Na cromatografia de exclusão molecular (ou filtração em gel) a mistura de proteínas passa por uma coluna que é formada por polímeros que possuem pequenas cavidades. Ao contrário das moléculas grandes, as moléculas pequenas conseguem entrar e sair destas cavidades ficando assim mais tempo retidas na coluna. As moléculas grandes são então eluídas primeiro seguida das menores, ocorrendo assim a separação por tamanho molecular. 
Na cromatografia por afinidade uma molécula pela qual a proteína de interesse tem afinidade é ligada a uma matriz insolúvel. A mistura de proteínas é então passada por esta matriz, a proteína que possui afinidade pelo ligante fica retida (por adsorção) enquanto que as outras proteínas passam livremente. A proteína adsorvida pode ser eluídas da coluna por adição de solução concentrada de ligante.
A cromatografia de troca iônica é embasada na adsorção e ligação reversível de moléculas carregadas a grupos carregados com carga oposta ligados a uma matriz insolúvel. O valor de pH onde uma biomolécula possui carga nata nula é chamado de ponto isoelétrico (pI). Quando exposta a pH abaixo do seu pI, a biomolécula apresentará carga positiva e poderá ser atraída por colunas contendo grupos com cargas negativas (coluna trocadora de cátion). Quando expostas a pH acima do seu pI, a biomolécula apresentará carga negativa e poderá ser atraída por colunas contendo grupos com cargas positivas (coluna trocadora de ânion).