5 - BIOQUIMICA- AULA5- PROTEÍNA

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As proteínas são biomoléculas formadas por 
aminoácidos e representam uma das estruturas 
mais importantes da nossa biologia. Os resíduos 
de aminoácidos são unidos através de uma 
ligação conhecida como peptídica, teoricamente 
obtida por exclusão de uma molécula de água. 
Uma das propriedades da ligação peptídica é 
impor restrições ao dobramento do polímero 
formado. Na verdade, essa ligação possui 
caráter parcial de dupla ligação o que impede 
a possibilidade de rotação em torno desta. Os 
quatro átomos dos grupamentos que participam 
da ligação peptídica ficam dispostos em um 
plano rígido constituindo o que chamamos de 
unidade peptídica.
Todavia existem pontos de dobramento entre 
essas unidades peptídicas, graças à possibilidade 
de rotação em torno das ligações com o 
carbono alfa. Dessa forma as cadeias laterais 
dos aminoácidos podem estar posicionadas de 
diferentes maneiras no plano espacial.
As proteínas possuem níveis de organização 
espacial diferente. São elas:
A estrutura primária: é a sequência 
de aminoácidos da cadeia polipeptídica, 
determinada geneticamente e específica para 
cada proteína. Por uma questão convencional 
a estrutura primária é escrita na direção 
amino terminal-carboxi terminal.
A estrutura secundária: Descreve as 
estruturas tridimensionais regulares, formadas 
por segmentos da cadeia polipeptídica. 
Duas são particularmente estáveis: o 
enrolamento da cadeia ao redor de um eixo 
e a interação lateral de segmentos de uma 
cadeia polipeptídica ou de cadeias diferentes 
denominadas respectivamente alfa hélice e 
folha beta pregueada. Essas duas estruturas 
se estabilizam por ligações de hidrogênio.
No caso da alfa hélice a ligações de hidrogênio 
são formadas entre uma unidade peptídica e 
a quarta unidade peptídica subsequente. Ela 
apresenta 3,6 resíduos de aminoácidos por 
volta. As cadeias laterais desses aminoácidos 
estão projetadas para fora da hélice.
No caso da folha beta (β), as ligações são 
estabelecidas entre as cadeias polipeptídicas 
diferentes ou entre segmentos distantes de uma 
PROTEÍNAS
Proteínas são polímeros lineares formados por 
unidades chamadas de aminoácidos.
Possíveis movimentos da estrutura polipeptídica
Estrutura secundária - Dipolo da α-hélice.
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mesma cadeia. Nesse caso as cadeias laterais 
dos aminoácidos são projetadas para cima e 
para baixo do plano da folha pregueada.
- A estrutura terciária descreve o dobramento 
final da cadeia polipeptídica por interação 
de regiões com estrutura regular (alfa hélice 
ou folha beta pregueada) ou de regiões sem 
estruturas definidas. Nesse nível de organização, 
segmentos distantes da estrutura primária 
podem se aproximar e interagir por intermédio 
de ligações não covalentes como as ligações 
de hidrogênio, interações hidrofóbicas, ligações 
iônicas e forças de London. Além das ligações 
não covalentes, a estrutura proteica pode 
ser estabilizada por uma ligação covalente, a 
ponte dissulfeto formada entre dois resíduos de 
cisteína.
A estrutura terciária pode apresentar padrões 
de elementos estruturais, que se repetem em 
proteínas diferentes chamados de domínio e 
motivos.
Os domínios são regiões diferenciadas da 
molécula proteica, com organização espacial 
compacta. Cada domínio é um conjunto estrutural 
definido, formado por dobramentos da cadeia 
polipeptídica. Os domínios frequentemente 
apresentam ações específicas: em inúmeras 
reações do metabolismo o substrato liga-se a um 
dos domínios da enzima e a coenzima em outro. 
Proteínas diferentes podem apresentar domínios 
com a mesma função o que nos permite prever 
a atividade de uma proteína ainda desconhecida 
por exemplo e etc.
Os motivos são diferentes formas de organização 
de elementos da estrutura secundária. Em outras 
palavras são certas combinações de elementos 
de estrutura secundária que se repetem com 
grande frequência nas proteínas. Também são 
conhecidas como estruturas supra secundárias. 
Esses motivos podem ser constituídos de arranjos 
de alfa-hélice, folhas betas ou combinações 
das duas. Por exemplo: Vários receptores de 
membrana são compostos por sete alfa hélices 
que atravessam a membrana plasmática como 
por exemplo o receptor do hormônio glucagon. 
Outro motivo complexo, chamado de beta barril, 
que é resultado da associação de numerosos 
segmentos e folha beta pregueada. Esse modelo 
é encontrado frequentemente na família de 
porinas que forma canais na membrana externa 
de bactérias gram negativas e de mitocôndrias 
destinados ao transporte de íons e moléculas 
pequenas. 
Estrutura secundária: Folha β
Estrutura terciária
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Estrutura quaternária descreve a associação 
de duas ou mais cadeias polipeptídicas para 
compor uma proteína funcional. Essa estrutura 
é estabilizada pelas mesmas ligações não 
covalentes observadas na estrutura terciária. 
Um exemplo é a molécula de hemoglobina.
A CARGA ELÉTRICA E SUA SOLUBILIDADE.
Os aminoácidos possuem grupos ionizáveis que 
contribuem para a carga final do aminoácido 
dependendo do pH onde estes estão presentes. 
Quando esses compõem as proteínas 
basicamente essa propriedade está relacionada 
com sua cadeia lateral. Lembrando, que nem 
todo aminoácido possui cadeia lateral com 
grupos ionizáveis.
Essa característica elétrica nos proporciona 
que tipo de interação aquele aminoácido pode 
fazer com outras moléculas inclusive com 
outros aminoácidos. Dessa forma, uma proteína 
possui vários resíduos de aminoácidos em sua 
estrutura e, portanto, sua carga elétrica final 
será o somatório de todas as cargas elétricas 
dos aminoácidos que a compõe. 
pI ou ponto isoelétrico: será o pH onde o 
somatório das cargas de todos os aminoácidos 
presentes na biomolécula será zero.
A solubilidade das proteínas também está ligada 
aos aminoácidos que as compõe. Na verdade, a 
solubilidade de uma proteína está diretamente 
relacionada com o tipo de aminoácido e o 
meio onde a mesma está inserida. Assim, pH 
sais e a constante dielétrica influenciam na 
sua solubilidade. Etanol e a acetona, ambos 
solventes orgânicos, diminuem a solubilidade 
da proteína pois apresentam valores baixos da 
constante dielétrica.
A solubilidade também está relacionada com 
a presença de sais na solução. Alguns sais se 
dissociam em íons na solução que interagem com 
as regiões carregadas da proteína estabilizando 
as interações entre esses grupos. Esse fenômeno 
é chamado de salting in. 
A presença de sais pode aumentar também 
a camada de solvatação das proteínas que 
corresponde a organização de moléculas 
de água em torno dos grupos ionizáveis da 
superfície da proteína. Por outro lado, quando 
os sais atingem concentrações muito elevadas 
os íons originados destes podem competir pela 
água e alterar a solvatação das proteínas. Esse 
fenômeno é chamado de salting out. Um ponto 
importante, é que cada proteína precipita em 
uma concentração salina característica. Assim 
alguns métodos químicos com o objetivo de 
identificar e separar proteínas pode utilizar essas 
soluções para obter essas biomoléculas. 
Um exemplo de método químico muito utilizado 
para identificação de proteínas é a eletroforese. 
A eletroforese é uma técnica simples e rápida 
usada para a separação, visualização e para a 
purificação de fragmentos de DNA de diferentes 
tamanhos ou para análise de RNA. As amostras 
de DNA ou RNA são aplicadas em um gel de 
agarose ou de poliacrilamida e submetidas a 
um campo elétrico. Devido a seus grupamentos 
fosfatos ionizados, o DNA em solução aquosa 
é uma molécula com carga elétrica negativa e 
na presença de um campo elétrico migra em 
direção ao ânodo.
A visualização dos fragmentos de DNA ou RNA 
é feita de forma indireta com compostos que se 
intercalam na dupla fita de DNA ou na estrutura 
de RNA, que emitem fluorescência quando 
submetido à luz ultravioleta.
Estrutura quaternária da desoxihemoglobina. (a) Representação 
na forma de fitas (b) Modelo de superfíciemolecular.
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ANOTAÇÕES
Cuba de eletroforese. Visualização do gel após a eletroforese.
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EXERCÍCIOS
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A desnaturação, modificação na estrutura nativa da 
proteína com consequente perda de função, pode ser 
desencadeada por diversos fatores. Os detergentes 
são considerados agentes desnaturantes por 
provocarem o rompimento das:
a) ligações covalentes que estabilizam as 
proteínas. 
b) ligações dissulfeto que estabilizam as proteínas. 
Interações
c) hidrofóbicas que estabilizam as proteínas. 
d) ligações de hidrogênio que estabilizam as 
proteínas.
Marque a opção correta. Considerando as proteínas, 
pode-se dizer que:
a) sua estrutura secundaria não é determinada por 
uniões ponte de hidrogênio. 
b) a desnaturação proteica não altera a estrutura 
quaternária ou terciária.
c) a hemoglobina é um exemplo de proteína com 
estrutura quaternária.
d) a conformação α-hélice é estruturalmente 
idêntica a conformação β-folha pregueada.
Qual das seguintes afirmativas não é verdadeira 
sobre as ligações peptídicas?
a) Tendem a ter o nitrogênio amida protonado 
para proporcionar uma carga positiva.
b) Em geral, encontram-se na conformação trans e, 
raramente, na configuração cis
c) Elas tendem a ser planares,
d) Essa ligação é estabelecida pelos grupamentos 
R dos aminoácidos.
As alfas hélices e as folhas Beta são frequentemente 
anfipáticas. Isso significa que:
a) Apresentam um lado ou face que é 
predominantemente polar, enquanto o outro lado 
é predominantemente hidrofóbico.
b) Apresentam grandes grupos R em um lado 
e pequenos grupos R no outro lado, visto 
que os pequenos grupos são mais facilmente 
acondicionados no interior da proteína.
c) Elas apresentam cargas positivas em um lado e 
cargas negativas no outro lado.
d) É por esse motivo que as estruturas terciárias 
são mantidas.
As proteínas hidrossolúveis, como a mioglobina, 
tendem a se enovelar, de modo que:
a) Os grupos R de aminoácidos hidrofílicos estão 
no interior da proteína, enquanto os grupos 
hidrofóbicos estão no exterior.
b) Os grupos R de aminoácidos hidrofóbicos 
encontram-se no interior da proteína, enquanto os 
grupos hidrofílicos estão no exterior.
c) Todos os peptídeos formam ligações de 
hidrogênio com a água.
d) Nenhuma das anteriores.
O que as alfa hélices e as folhas beta possuem em 
comum?
a) O comprimento de uma alfa hélice de 10 
aminoácidos e o de um filamento de folha beta 
serão iguais.
b) Ambas são estabilizadas por ligações de 
hidrogênio, envolvendo o oxigênio da carbonila e 
o nitrogênio da amida.
c) Os mesmos aminoácidos estabilizam ambas as 
formas de estrutura secundária.
d) Não apresentam nada em comum.
No sequenciamento de uma proteína, é necessário 
romper as ligações de dissulfeto dentro de uma 
cadeia polipeptídica. O reagente utilizado para isso é:
a) Iodaacetato
b) Hidrocloridrato de guanidina
c) Mercaptoetanol
d) SDS
A eletroforese em geral de poliacrilamida com SDS 
pode ser usada para efetuar qual dos seguintes 
procedimentos?
a) Determinar o peso molecular de uma proteína 
oligomérica (de múltiplas subunidades).
b) Purificar uma enzima monomérica em sua forma 
ativa.
c) Determinar o peso molecular das subunidades 
de uma proteína oligomérica.
d) Separar as proteinas através do seu ponto 
isoelétrico.
Os esquemas seguintes representam duas 
possibilidades de alterações das propriedades de uma 
proteína. 
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ANOTAÇÕES
ESQUEMA I
ESQUEMA II
Os esquemas I e II dizem respeito respectivamente a:
a) alteração na estrutura primária da proteína e 
desnaturação.
b) desnaturação e desligamento da estrutura 
terciária.
c) alteração na estrutura terciária da proteína e 
solação.
d) solação e desnaturação.
Observe o esquema abaixo e responda as questões:
a) As interações intermoleculares mantém a 
arcabouço espacial da estrutura polipeptídica. 
No esquema acima estamos falando de que tipo 
de ligação, essa ligação mantém que tipo de 
estrutura da proteína?
b) Explique o que está acontecendo no esquema 
acima.
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GABARITO DJOW
PROTEÍNAS
1- C
2- C
3- A 
4- A 
5- B
6- B
7- C 
8- C 
9- A
10- a) Ligação do tipo ponte dissulfeto. Essa interação ocorre 
entre resíduos de cistina. Essa ligação mantém a estrutura 
terciária da proteína.
b) No esquema acima, agentes desnaturantes estão sendo 
utilizados para romper a estrutura tridimensional da proteína. 
No caso em específico estão utilizando agentes redutores para 
romper as ligações dissulfeto. Com a retirada dos reagentes a 
proteína pode retornar para o seu estado nativo.
ANOTAÇÕES