Proteínas, aminoácidos e seu metabolismo Bioquímica Medicina Veterinária

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jheinifer cristina de oliveira paulino
aminoácidos, proteínas e seu metabolismo:
AMINOÁCIDOS:
· Unidades formadoras dos peptídeos (até 50 aas) e das proteínas (acima de 50 aas);
· São opticamente ativos (forma L, mais encontrados na natureza), exceto pela Glicina; 
· Qualquer aminoácido tem um grupo carboxila COOH (ácido) e um grupo amina NH2 (básico);
 Carboxila Amina
· Variados e de funções específicas;
· 20 tipos na natureza, mas nem todos precisam estar em uma proteína, diferem entre si pela estrutura e função;
ERROS INATOS DO METABOLISMO:
· Fenilcetonúria, rara, congênita, hereditária, é uma aminoácidopatia, falha ou ausência da enzima ? que não quebra e deixa acumular Fenilalanina, o teste do pezinho detecta, aumenta o pH do sangue, aumenta excreção urinária e pode causar distúrbios neurológicos;
· Anemia falciforme, congênita, hereditária, hemoglobina defeituosa dentro da hemácia/glóbulo vermelho, em formato de foice e não de disco, transportam mal o oxigênio e se destroem rapidamente, os portadores morrem com pouca idade ou podem apresentar sérias doenças;
Ligação peptídica/carbamídica:
(PROVA)
· Faz união entre os aminoácidos;
· Covalente;
· Há formação de H2O, síntese por desidratação;
· Se há 4 aminoácidos, há 3 ligações peptídicas;
Funções: 
· Dinâmicas: enzimas, biocatalisadores, se movimentam;
· Transporte: transporte de gases principalmente, mioglobina (miócitos, músculos) e hemoglobina;
· Estruturais: colágeno, elastina e alfa-queratina; 
· Imunológicas: imunoglobulinas (anticorpos) e citocinas (vasopressinas, regulam pressão arterial);
· Regulação metabólica: hormônios (insulina, hormônios antagônicos);
· Determina a forma da proteína de acordo com a sequência de aminoácidos, e então, sua função.
Titulação:
(PROVA)
· Anfotéricos?
· Pega PK envolvido com íon dipolar/zwitterion e divide por 2 para achar o ponto isoelétrico:
na prova ele dá os PKs;
Ordem de desprotonação: COOH alfa > COOH R > NH3 alfa > NH3 R;
· Efeito tampão/tamponante: manter faixa de pH com pequenas alterações de volume;
Classificados quanto ao número de GRUPOS NH2 e cooh:
(PROVA)
· Neutros: nº amino = nº ácido
· Ácidos: nº amino < nº ácido
· Básicos: nº amino > nº ácido
QUANTO A CADEIA CARBÔNICA:
(PROVA)
Grupo R apolar e alifáticos:
· Apolares e hidrofóbicos
· Ligações de Van der Waals
· Ala, Val, Leu, Iso;
Gly (o menor aa, flexível);
Met (exceção: enxofre entre carbonos);
Pro (iminoácido, menor flexibilidade estrutural;
· Gly, Val, Leu, Iso → BCA;
GRUPO R aromáticos:
· Anel;
· Hidrofóbicos;
· Tirosina (pode formar ponte de H com a H2O);
Fenilalanina (mais apolar)
GRUPOS R POLARES E NÃO CARREGADOS:
· Solubilidade intermediária em água;
· Serina e Treonina (grupo hidroxil);
Asparagina e glutamina (grupo amida);
Cisteína (grupo sulfidril, ligações dissulfeto)
GRUPOS R CARREGADOS:
· Aminoácidos básicos:
· Carga positiva;
· Lisina (grupo amino);
Arginina (grupo guanidina);
Histidina (grupo imidazol, aminoácido essencial durante a infância e depois passa a ser sintetizada em nosso organismo);
· Aminoácidos ácidos:
· Carga negativa;
· Possuem um segundo grupo carboxílico;
· Aspartato
Glutamato
AMINOÁCIDOS INCOMUNS:
· Selenocisteína: 
· Selênio ao invés de enxofre na Cys;
· Adicionado durante a tradução por mecanismo específico e regulado;
· Carboxiglutamato: 
· → Protrombina;
· Desmosinas:
· Elastina;
· 6-N-metil-lisina:
QUANTO A PRODUÇÃO PELO ORGANISMO:
· Aminoácidos naturais/dispensáveis: produzidos pelo corpo, existem 20 tipos, que fazem parte das proteínas, o grupo amina fica na posição alfa;
· Aminoácidos essenciais/indispensáveis: ingeridos pela alimentação, o grupo amina fica na posição beta, exemplo: carne, ovos, leite e derivados, leguminosas.
· Depende da espécie, as plantas por exemplo produzem todos os que elas precisam.
AMINOÁCIDOS NÃO PROTEICOS:
?
INSULINA BOVINA:
ARMAZENAMENTO:
· Não ocorre armazenamento de aas;
· Em excesso, ocorre a síntese de proteínas e de moléculas importantes;
mETABOLISMO DE AMINOÁCIDOS:
· A proteína é ingerida através da dieta, é hidrolisada pelo trato gastrointestinal em aminoácidos, utilizado na síntese de proteínas e os aminoácidos restantes são oxidados para fornecer energia
Enzimas da digestão:
· Pepsina (estômago);
· Tripsina, ela ativa as enzimas do intestino delgado.
Enzimas do intestino delgado:
· Quimiotripsina;
· Elastase;
· Carbopeptidase A e B.
Metabolismo de aminoácidos:
· Proteínas ingeridas são hidrolisadas pelo trato gastrointestinal em aminoácidos, usados para a síntese de proteínas e fornecimento de energia.
Absorção:
· Absorvidos, caem na corrente sanguínea direcionados aos tecidos alvo e fígado (pool de aminoácidos).
Destino dos aminoácidos na célula:
· Síntese de peptídeos e proteínas;
· Oxidação para formação de energia (fígado e músculo).
Degradação oxidativa:
· Se não forem necessários para a síntese de proteínas na renovação celular, eles sofrem;
· Quando aminoácidos são ingeridos em excesso, uma parte é catabolizada, pois eles livres não podem ser metabolizados;
· Jejum severo ou diabetes melito, carboidratos não são usados direito, proteínas corporais sofrem hidrólise e seus aminoácidos viram combustível.
Metabolismo do nitrogênio:
· Parte da amônia livre é excretada na urina, mas a maior parte é usada na síntese de ureia, a principal rota de eliminação de nitrogênio do organismo. Sobra um esqueleto carbonado, que é convertido em intermediários das vias de produção de energia, viram ácidos graxos, corpos cetônicos, glicose ou CO2 e água.
Remoção do grupo AMINO:
· É removido pela passagem dos dos aminoácidos para a-cetoglutarato, que forma glutamato, que é um reservatório temporário de grupamentos amino, esse processo é catalisado por aminotransferases.
Aminotransferases:
· De vários tecidos, inúmeras, específicas para cada aminoácido. Por serem enzimas intracelulares, a alta quantidade no plasma indica lesão (diagnóstico de doenças hepáticas, infarto e distúrbios musculares).
Glutamato:
· Conversão em aspartato pela aspartato transferase;
· Desaminação oxidativa: enzima mitocondrial, reação catalisada pela glutamato desidrogenase, libera amônia livre no fígado (tóxica, não deve ser liberada na circulação), é convertida em ureia.
Oxidação dos aminoácidos:
· Em vários tecidos: pode gerar amônia, a-cetoácidos -> CO2 e água;
· No fígado: amônia -> ureia, CO2 e água → corpos cetônicos ou glicose;
Formas de transporte não tóxicas de amônia para o fígado:
· A amônia é tóxica para os animais;
· É incorporada a compostos não tóxicos que atravessam a membrana com facilidade, como
· Glutamina: na maioria dos tecidos extra-hepáticos, glutamina sintetase forma glutamina em vários tecidos, incluindo o cérebro, glutaminase no fígado e nos rins converte glutamina em glutamato + amônia.
· Alanina: músculos, durante a contração muscular é ativada a liberação de piruvato e lactato (glicólise) + amônia (aminoácidos), formando alanina, que no fígado vira glicose.
Intoxicação por amônia:
· Encefalopatia hepática, estado comatoso.
· Depleção do ATP celular, reduz o nível celular de ATP;
· Interferência na síntese de neurotransmissores, reduz o nível de glutamato que atua como um ótimo neurotransmissor excitatório, mediando muitas funções cognitivas, letargia e falta de direção são algumas consequências. GABA é um importante neurotransmissor inibitório, sintetizado a partir de glutamato.
Síntese da ureia:
· A amônia produzida é usada imediatamente junto com o CO2 do ciclo do ácido cítrico para formar Carbamoilfosfato, ocorre no fígado, a Carbamoilfosfato sintetase (mit) é uma enzima reguladora.
Síntese de aminoácidos: 
· São sintetizados por vias diferentes;
· α-cetoglutarato: glutamato, glutamina, prolina, arginina;
· Oxalacetato: aspartato, lisina, asparagina, reonina, metionina, isoleucina;
· Piruvato: alanina, alina, leucina;
· 3-fosfoglicerato: serina, glicina, cisteína;
· Fosfoenolpiruvato: tirosina, triptofano, fenilalanina;
· Ribose-5-fosfato: histina.
Aminoácidos como precursores de moléculas:
· Porfirinas: glicina;
· Creatina: glicina, arginina e metionina;· Glutationa: glicina, glutamato e cisteína;
· Neurotransmissores: 
· Catecolamina: tirosina;
· GABA: glutamato;
· Serotonina: triptofano;
· Histamina: histidina.
PEPTÍDEOS:
Classificação quanto AO NÚMERO DE RESÍDUOS:
OLIGOPOLIPEPTÍDEOS:
· Até 6 aminoácidos;
· Glutationa;
Polipeptídeo:
· Mais de 6 aminoácidos;
· Glucagon;
CLASSIFICAÇÃO QUANTO A ESTRUTURA:
Cíclicos:
· Ocitocina;
Abertos:
· Insulina;
CLASSIFICAÇÃO QUANTO À NATUREZA DOS CONSTITUINTES:
Homeoméricos:
· Glutationa;
HETEROEMÉRICOS:
· Gradimicina;
ALGUNS PEPTÍDEOS IMPORTANTES:
· Encefalinas: analgesia, hipófise anterior e medula adrenal;
· Oxitocina: contração do músculo uterino, hipófise posterior;
· Vasopressina: aumento da pressão sanguínea, hipófise posterior;
· Glucagon: gliconeogênese, células alfa do pâncreas;
· Glutationa: dissipa H2O2 e mantém Fe+2, na maioria das células;
· Gramicidina: antibiótico, Bacillus brevis.
PROTEÍNAS:
· Proteínas/Protídeos;
· Macromoléculas feitas de aminoácidos;
· Se distinguem por tipo, número de resíduos e sequência;
· Ligados por ligações peptídicas;
· Várias doenças hereditárias são em função da falta ou deficiência de uma enzima específica;
· Desnaturação proteica: se exposta ao calor, há desenovelamento da proteína e ela perde sua função;
· Não é obrigatório que todos os 20 aminoácidos estejam na proteína.
FUNÇÃO:
Estrutural:
· Matéria prima na construção de estruturas celulares esqueléticas e citológicas;
· Colágeno: presente na pele, ossos, cartilagens e tendões, confere resistência a essas estruturas.
· Queratina: pele da maioria dos vertebrados terrestres, maior componente de tegumentos comuns, serve de impearmibilizante, protege contra a desidratação.
· Albumina: proteína mais abundante do plasma, também encontrada na clara do ovo, confere viscosidade ao sangue e pressão osmótica adequadas, funciona de reserva alimentar para o pintinho;
· Elastinas:
· Histonas:
Enzimática:
· Maioria das enzimas são proteínas com funções catalíticas;
· Aceleram ou retardam reações químicas;
· Especificidade.
Transportadora:
· Hemoglobina: presente nas hemácias dos vertebrados, transporta O2 e outros gases importantes para a respiração.
· Citocromo.
HORMONAL:
· Insulina;
· Glucagon;
· Adrenalina;
CONTRÁTIL:
· Actina e Miosina: são as duas proteínas que constituem os músculos, tem propriedade de contração e estão relacionadas ao movimento, força direcional unificada, sarcômero;
DEFESA:
· Imunogloblulina: reconhecimento, resposta imune, diversidade de anticorpos;
· Trombina; coagulação sanguínea;
· Fibrinogênio; coagulação sanguínea.
NUTRIÇÃO E RESERVA:
· Ovoalbumina: principal proteína do ovo;
· Caseína: principal proteína do leite.
PROTEÍNAS ALOSTÉRICAS:
· Mudanças conformacionais;
· Moduladores ativadores ou inibidores;
· Interação homotrópica ou heterotrópica;
· Exemplo: hemoglobina.
mecanismo de ação:
· Cascata hormonal;
· Hipotálamo: centro coordenador;
· Hipotálamo → Hipófise → Glândulas endócrinas;
· Mensageiros secundários;
· Local de ligação;
· Somatropina (HGH), hormônio do crescimento, baixa glicose, sobe glicogênio, quando há hipersecreção ocorre gigantismo e acromegalia, a hiposecreção ocorre nanismo.
· Gonadotrofina coriônica: glicoproteína, presente nos ovários no 1º trimestre da gravidez e é excretada pela urina.
REGULAÇÃO:
· Produção: órgão, tecidos e glândulas;
· Coordena processos biológicos como crescimento, estresse, reparação tecidual, desenvolvimento sexual, ciclos reprodutivos e o metabolismo em geral.
classificação quanto a composição química:
simples:
conjugadas:
· Presença de grupos prostéticos (pode ser carboidrato, lipídio, mineral...); 
· Glicoproteínas:
Superfície celular;
Proteínas estruturais;
Hormônios;
Receptores;
HB glicada;
Frutosamina.
· Lipoproteínas,:
Transporte de lipídios plasmáticos;
TAG e colesterol;
Variação em níveis que geram doenças cardíacas coronarianas;
Compostas ou complexas;
Construídas por lipídios (triacilglicerois, ésteres de colesterol, colesterol livre e fosfolipídios
Porção proteica (apoproteína, função de solubilizar e estabilizar, fazendo o grupo ser reconhecido pelos receptores das células) + porção não proteica (grupo prostético);
Sintetizadas pelo fígado e intestinos;
Transporta colesterol pelo sangue;
LDL: LUIM, 
IDL:
HDL: 
VLDL: mais da metade de triglicerídios;
· Quilomícrons (Q):
Grandes partículas que transportam as gorduras alimentares e o colesterol para os músculos e outros tecidos, quase todo formado por triglicerídeos.
· Cromoproteínas.
classificação quanto a forma estrutural:
fibrosa:
· Maioria não é solúvel em água;
· Alto peso molecular;
· Geralmente formados por longas moléculas de proteínas estruturais, como:
· Colágeno: confere resistência mecânica, a-hélice orientada para a esquerda, gelatina é pobre em aminoácidos essenciais, força tensional;
· Queratinas das formações epidérmicas (tegumento comum);
· Fibroínas? nos fios de seda (teias de aranha e de insetos);
· Esclerotinas do tegumento dos artrópodes;
· Conchiolina da concha dos moluscos;
· Elastina dos tendões e vaso sanguíneos;
· Fibrina do soro sanguíneo;
· Actina e Miosina da contração muscular;
· Tubulinas: estrutura diferente, formadas por subunidades globulares dispostas em forma de fibras.
globular:
· Enovelamento, são compactas e irregulares;
· Estrutura espacial mais complexa, mais ou menos esféricas;
· Geralmente solúveis em água;
· Peso molecular?
· Proteínas ativas ou dinâmicas, como as enzimas;
· Proteínas transportadoras como as hemoglobinas (grupo heme)
· Globulinas; ?
Desnaturação proteica:
· Se desenovela, perde sua estrutura dimensional e consequentemente sua função;
· Ocorre quando exposta a certos phs, solventes orgânicos, solutos;
· Possível renaturação;
inativação/paralisação proteica:
· Ocorre quando a proteína é submetida a temperaturas muito baixas;
Enovelamento proteico:
· Chaperonins: assistentes de enovelamentos;
renaturação proteica:
· Acontece principalmente se causada pelas rupturas de forças fracas;
· Os desnaturantes químicos são removidos e a proteína retorna a configuração e função nativa.
Classificação quanto ao valor nutritivo:
alto:
· Origem animal, como leite e derivados, ovo, peixe e carne.
Baixo:
· Origem vegetal (exceção: soja).
ESTRUTURAS:
· Termodinamicamente estável;
· Enoveladas: proteínas ativas;
· Carbono alfa: flexibilidade, assimetria, livre rotação, isômeros, versatilidade, 
· Estrutura primária: sequência de aminoácidos ligados covalentemente por ligações peptídicas, é o nível mais simples e que todo o arranjo da proteína se deriva, tem N-terminal e C-terminal;
· Estrutura secundária: hélice de aminoácidos, a forma da hélice se mantém por pontes de H, estável, também há pontes dissulfeto:
· α-hélice: arranjo simples, estabilizada por ligações H;
· β-hélice: folha pregueada;
· Estrutura terciária: relações de cadeia polipeptídica, estabilização da conformação, hélice dobra por cima dela mesma, proteínas monoméricas, tomando um formato globular, também há pontes dissulfeto, é a forma definitiva da molécula, a sequência de aminoácidos determinada a forma da proteína e a forma determina a função.
· Estrutura quaternária: arranjo espacial, cadeias polipeptídicas, interações não covalentes, proteínas oligoméricas, pode ou não haver, exemplo: hemoglobina, que contém o grupo heme;
OBS:
· CO2 é transportado no sangue em forma de bicarbonato (concursos pedem);
· Maratonista é magro pois usa energia da respiração celular, velocista é magrinho pois usa energia da fermentação