As proteínas composição, estrutura e funções

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Um pouco de história... 
 Entre os objetos de estudo dos cientistas no início do século 
XIX (...) Estava: 
 
Albúmen – clara de ovo [albus = branco]; 
Tinha átomos de C, H, N, O e S; 
Tinha estranha propriedade de coagular ao ser submetido a 
aquecimento; 
Verificaram que outras substâncias presentes no leite e no 
sangue também coagulavam quando aquecidas; 
Então decidiram chamar esses componentes de substâncias 
albuminoides [semelhantes ao albúmen]. 
 
Estudos mais tarde 
acabaram por concluir 
que essas substâncias 
estão presentes em todos 
os seres vivos. 
 
Em 1838, Gerardus Mulder 
chama essas substâncias 
de PROTEÍNAS [do grego 
Proteios = primeiro, 
primitivo]. 
 
Um pouco de história... 
Imagem: Amamentando uma criança / Fotografia: Ken 
Hammond / Source: USDA / Public Domain 
Qual a importância das proteínas? 
 São fundamentais para qualquer 
ser vivo [e até vírus]. 
 Toda manifestação genética é 
dada por meio de proteínas. 
 Grande parte dos processos 
orgânicos são mediados por 
proteínas [enzimas]. 
 Sem proteínas, não existiríamos e 
nenhum outro ser vivo existiria. 
 *Coacervatos (primeiros 
compostos proteicos). 
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Aminoácidos: os monômeros proteicos 
O que são monômeros? 
São as unidades fundamentais dos polímeros. 
 
 Proteínas são polímeros. Seus monômeros são 
chamados de AMINOÁCIDOS. 
Aminoácidos: os monômeros proteicos 
 
 Um aminoácido é uma molécula orgânica formada 
por átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e 
nitrogênio. 
 
 Alguns aminoácidos também podem conter enxofre. 
 
 Os aminoácidos são divididos em quatro partes: o 
grupo amina (NH2), grupo ácido carboxílico (COOH), 
hidrogênio, carbono alfa (todos os diferentes grupos 
se ligam a ele) e um substituinte característico de 
cada aminoácido (radical). 
(1) 
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAt68AB/aminoacidos
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAt68AB/aminoacidos
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAt68AB/aminoacidos
Aminoácidos: os monômeros proteicos 
Esquema da estrutura química básica de um aminoácido 
Imagem: YassineMrabet / Estrutura 
geral de um aminoácido, em 12 de 
agosto de 2007 / Public Domain 
Nome Símbolo 
Glicina Gly, Gli 
Alanina Ala 
Leucina Leu 
Valina Val 
Isoleucina Ile 
Prolina Pro 
Fenilalanina Phe ou Fen 
Serina Ser 
Treonina Thr, The 
Cisteina Cys, Cis 
Tirosina Tyr, Tir 
Asparagina Asn 
Glutamina Gln 
Aspartato ou Ácido aspártico Asp 
Glutamato ou Ácido glutâmico Glu 
Arginina Arg 
Lisina Lys, Lis 
Histidina His 
Triptofano Trp, Tri 
Metionina Met 
Existem 20 tipos de 
aminoácidos. 
Observe na tabela 
ao lado: 
Aminoácidos: os monômeros proteicos 
Quanto à produção de aminoácidos no 
organismo, são classificados em: 
 
 Não essenciais ou naturais: são os aminoácidos 
produzidos pelo organismo. 
 
 Essenciais: são os aminoácidos que não são 
produzidos pelo organismo. Eles são obtidos 
unicamente pela dieta (alimentação). 
 
Obs.: Precisamos de todos os aminoácidos para os 
processos de produção de proteínas . 
Glicina Gly, Gli 
Alanina Ala 
Leucina Leu 
Valina Val 
Isoleucina Ile 
Prolina Pro 
Fenilalanina Phe ou Fen 
Serina Ser 
Treonina Thr, The 
Cisteina Cys, Cis 
Tirosina Tyr, Tir 
Asparagina Asn 
Glutamina Gln 
Aspartato ou Ácido aspártico Asp 
Glutamato ou Ácido glutâmico Glu 
Arginina Arg 
Lisina Lys, Lis 
Histidina His 
Triptofano Trp, Tri 
Metionina Met 
Aminoácidos 
essenciais 
Aminoácidos não 
essenciais ou 
naturais 
Ligação peptídica 
 Ligação feita entre aminoácidos (aa) para formar peptídeos (2 a 5 
aa), polipeptídeos (+5 aa) e proteínas (+50 aa). 
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Ligação Péptica 
Aminoácido 2 Aminoácido 1 
Duplo Peptídeo 
Água 
Estruturas das proteínas 
 Estrutura Primária 
 Dada pela sequência de aminoácidos e ligações peptídicas 
da molécula. Forma um arranjo linear, semelhante a um 
“colar de contas”. 
Imagem: National Human Genome Research Institute / A estrutura primária da proteína é uma cadeia de aminoácidos / Source: 
http://www.genome.gov/Pages/Hyperion//DIR/VIP/Glossary/Illustration/amino_acid.shtml / Public Domain (2) 
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/proteinas/proteinas-9.php
Estrutura Secundária 
É dada pelo arranjo espacial de aminoácidos próximos 
entre si na sequência primária da proteína. Ocorre graças à 
possibilidade de rotação das ligações entre os carbonos 
alfa dos aminoácidos e os seus grupos amina e carboxila. 
Estruturas das proteínas 
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(2) 
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/proteinas/proteinas-9.php
Estrutura Terciária 
Resulta do enrolamento da hélice, sendo 
estabilizada por pontes de hidrogênio e pontes 
dissulfeto. É literalmente um dobramento da 
proteína, adquirindo uma estrutura tridimensional. 
Estruturas das proteínas 
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Estruturas das proteínas 
 
 
 
 
Estrutura Quartenária 
Algumas proteínas podem ter duas ou mais 
cadeias polipeptídicas em estrutura 
tridimensional. (3) 
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http://pt.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna
http://pt.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna
http://pt.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna
Desnaturação proteica 
 A forma espacial das 
proteínas pode ser afetada 
pela temperatura, pH, 
polaridade, salinidade, 
solventes, radiações, etc. 
 As proteínas perdem o 
arranjo [desenrolam-se, 
perdem as ligações]. 
 
 Ovo; 
 Leite, coalhada, queijos; 
 Sangue. 
Imagem: Ovo frito, em 22 de julho de 2009 / 
Fotografia: cyclonebill / Source Vagtel-spejlæg / 
Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic 
Funções das proteínas 
 Sem as proteínas, a vida na Terra não brotaria. Elas 
desempenham diversas funções nos mais variados 
ambientes vivos. 
 
Catalítica: acelera as reações. 
 Ex.: amilase (hidrolisa o amido). 
 
Transportadora: transporta diversos componentes. 
 Ex.: Lipoproteínas (transportam colesterol) e 
hemoglobina (transporta O2) pelo sangue. 
 
 
Funções das proteínas 
Reserva: guardam e contêm aminoácidos 
essenciais para o desenvolvimento dos animais. 
 Ex.: caseína (leite de vaca) e albumina (ovos de 
aves). 
 
Contração: promovem os movimentos de 
estruturas celulares, músculos. 
 Ex.: actina e miosina. 
 
Reguladora/ hormonal: atuam como mensageiras 
químicas. 
 Ex.: insulina (“guarda a glicose”), adrenalina. 
 
Funções das proteínas 
Estrutural: participam na composição de várias 
estruturas do organismo, sustentando e 
promovendo rigidez. 
 Ex.: colágeno, elastina. 
 
Defesa e proteção: promovem a defesa do 
organismo contramicrorganismos e substâncias 
estranhas. 
 Ex.: imunoglobulinas (anticorpos). 
 
Genética: atuam se envolvendo com os ácidos 
nucleicos para dar conformação. 
 Ex.: nucleoproteínas. 
 
Enzimas 
 São proteínas catalisadoras, ou seja, proteínas que 
aumentam a velocidade das reações, sem 
sofrerem alterações no processo global. 
 
 Função: 
 Viabilizar a atividade das células, quebrando 
moléculas ou juntando-as para formar novos 
compostos. (4) 
 
 Obs.: Nem todas as enzimas têm natureza proteica. Existe um 
grupo de enzimas formado por RNA, chamadas de ribozimas. 
http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/apostilas/Apostila_enzimas_ju.pdf
Componentes da reação enzimática 
E + S  [ES]  E + P 
Enzima: proteína catalisadora; 
Substrato: objeto que irá ser modificado; 
Produto 
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Enzimas 
 As enzimas possuem um sítio ativo que corresponde, 
geralmente, a uma cavidade na molécula de 
enzima, com um ambiente químico muito próprio. O 
substrato entra no sítio ativo e liga-se à enzima. 
 
 
 
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Enzimas 
• Co-fatores e co-enzimas são moléculas não 
proteicas, respectivamente, inorgânicas [íons 
metálicos] e orgânicas [vitaminas], que são 
indispensáveis para o funcionamento de várias 
enzimas. 
 Ex.: hemoglobina (Fe) 
 
 
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Enzimas 
Para operar, as enzimas necessitam de um 
ambiente favorável [pH, temperatura, 
quantidade de substrato], considerado ótimo. 
Caso contrário, ela é inibida. 
 
Inibidor é qualquer fator que possa reduzir ou 
cessar (pela desnaturação) a reação 
enzimática. 
 
A inibição pode ser: 
Reversível (presença de substâncias); 
Irreversível (aquecimento excessivo). 
 
Gráfico da atividade enzimática. Neste caso, a inibição é 
causada pelo aumento da temperatura. 
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atividade 
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temperatura 
C° 
Referências 
 Machado, Sídio. Biologia: de olho no mundo do trabalho. 1ª 
edição. São Paulo: Scipione, 2003. 
 Uzunian, Armênio.; Birner, Ernesto. Biologia volume único. 3ª 
ed. São Paulo: Harbra, 2008. 
 Machado, Sídio. Biologia: ciência e tecnologia. 1ª edição. 
São Paulo: Scipione, 2009. 
 Lopes, Sônia.; Rosso, Sérgio. Biologia volume único. 1ª edição. 
São Paulo: Saraiva, 2005. 
 Amabis, José Mariano. Martho, Gilberto Rodrigues. Biologia – 
Biologia das células. 2ª edição. São Paulo: Moderna, 2004. 
 Amabis, José Mariano. Martho, Gilberto Rodrigues. Biologia – 
Biologia das células. 3ª edição. São Paulo: Moderna, 2010. 
 
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do 
Acesso 
 
3 Amamentando uma criança / Fotografia: Ken 
Hammond / Source: USDA / Public Domain 
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Breastf
eeding_infant.jpg 
23/03/2012 
4 Autor desconhecido / Virus influenza / United 
States Public Domain 
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Influen
za_virus.jpg 
23/03/2012 
4 PDB Database / Modelo molecular da enzima 
Helicobacter Pylori Urease / Disponibilizado por: 
Jacobolus / Public Domain 
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Helicob
acter_Pylori_Urease.png 
23/03/2012 
7 YassineMrabet / Estrutura geral de um 
aminoácido, em 12 de agosto de 2007 / Public 
Domain 
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Amino
Acidball.svg 
26/03/2012 
11 YassineMrabet / Formação da ligação peptídica, 
em 12 de agosto de 2007 / Public Domain 
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Peptidf
ormationball.svg 
26/03/2012 
12 National Human Genome Research Institute / A 
estrutura primária da proteína é uma cadeia de 
aminoácidos / Source: 
http://www.genome.gov/Pages/Hyperion//DIR/
VIP/Glossary/Illustration/amino_acid.shtml / 
Public Domain 
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Protein
_primary_structure.svg 
26/03/2012 
13a National Institutes of Health / Proteína Alfa-
hélice / Disponibilizado por: G3pro / Public 
Domain 
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:AlphaH
elixProtein.jpg 
26/03/2012 
13b Vossman / Tripla Hélice do Colágeno / GNU Free 
Documentation License 
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Collage
ntriplehelix.png 
26/03/2012 
Tabela de Imagens 
Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do 
Acesso 
 
14 Rockpocket / Estrutura terciária de uma 
proteína, em 26 de setembro de 2009 / Public 
Domain 
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mupwi
thSBT.jpg 
27/03/2012 
15 Parutakupiu / Desenhando representando a 
estrutura quaternária de uma proteína, em 3 de 
fevereiro de 2007 / Creative Commons 
Attribution-Share Alike 2.5 Generic 
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Calcine
urin.png 
27/03/2012 
16 Ovo frito, em 22 de julho de 2009 / Fotografia: 
cyclonebill / Source Vagtel-spejlæg / Creative 
Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic 
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Flickr_-
_cyclonebill_-_Vagtel-spejl%C3%A6g_(1).jpg 
27/03/2012 
21 SEE-PE, redesenhado a partir de ilustração de 
Autor Desconhecido. 
Acervo SEE-PE. 29/03/2012 
22 [Haynathart / Um sítio ativo em uma enzima 
dependente de NAPD+ / Public Domain 
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Porcine
_Mitochondrial_IDH_surface_with_greenpocket.
jpg 
27/03/2012 
23 Benjah-bmm27 / Hemoglobina / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Haemo
globin-3D-ribbons.png 
27/03/2012 
25 Gal m / Gráfico de atividade enzimática relativa a 
temperatura, em 16 de outubro de 2007 / GNU 
Free Documentation License 
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Enzym
e-temperature.png 
27/03/2012 
Tabela de Imagens