Estudo dirigido - aminoácidos e proteínas

Prévia do material em texto

Universidade Federal de Goiás
Instituto de Ciências Biológicas
Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular
Disciplina: Bioquímica I - Turma A - Biomedicina
ESTUDO DIRIGIDO PROTEÍNAS, PEPTÍDEOS E AMINOÁCIDOS
1) Quais são os níveis estruturais que as proteínas podem apresentar? Descreva as estruturas e interações que estabilizam cada nível estrutural.
- Primário: estrutura linear composta pelos aminoácidos e ligações glicosídicas.
- Secundário: pontes de hidrogênio formando α-hélices ou folhas β pregueadas.
- Terciário: forma globosa das proteínas, onde ocorrem ligações iônicas, covalentes, pontes de hidrogênio, pontes de sulfeto, interações hidrofóbicas e de van der Waals.
- Quaternário: forma em que há a associação de duas ou mais proteínas em nível terciário, também atuam ligações iônicas, covalentes, pontes de hidrogênio, pontes de sulfeto e outras.
2) Quais as principais diferenças entre alfa-queratina e Beta-queratina?
As alfa-queratinas são hidrofóbicas, insolúveis, fibrosas e resistentes, com flexibilidades e durezas variáveis, sua estrutura secundária é a α-hélice. As ligações que garantem sua estabilidade são ponte de hidrogênio e ponte dissulfeto. 
Já as beta-queratinas são solúveis, flexíveis e moles, sendo sua estrutura secundária formada por β conformação. As ligações presentes são ponte de hidrogênio e interação de van der Waals. 
3) A elastina e o colágeno apresentam semelhanças e diferenças estruturais, cite quais são estas e comente.
	COLÁGENO
- Composta apenas por resíduos de aminoácidos (principalmente Gly e Ala)
- Conformação de hélice
- Interligação com 2 cadeias polipeptídicas
- Não estica
	ELASTINA
- Comporta por tropoelastina e unidades de aminoácidos (principalmente Gly e Ala)
- Conformação de hélice
- Interligação com 4 cadeias polipeptídicas
- Estica
4) Ao desnaturar uma proteína, geralmente ela perde a sua função. 
A) O que é o processo de desnaturação?
É o processo em que uma proteína retorna ao seu nível primário por meio do rompimento das pontes de hidrogênio e outras ligações responsáveis pelo enovelamento e associações superiores ao nível primário.
B) Cite 3 agentes desnaturantes. 
Agentes químicos, físicos e mecânicos.
C) Durante experimento com uma proteína globular, observou-se que esta proteína ao ser aquecida perdeu sua atividade, entretanto após ser colocada em uma temperatura adequada à proteína, a mesma recuperou sua atividade biológica, isto é realmente possível? Explique.
Sim, pois apesar de quando desnaturada essa proteína perder sua atividade biológica por quebra das ligações que a mantém enovelada, com o retorno da temperatura ideal essas interações podem ser estabelecidas novamente. Entretanto, se as ligações glicosídicas forem rompidas, essa proteína não mais conseguirá retornar ao seu estado funcional.
5) As proteínas quanto à forma podem ser classificadas em fibrosas e globulares. 
A) O que é uma proteína fibrosa? Cite as principais funções desempenhadas por esta classe de proteínas. 
São proteínas que são funcionais na sua conformação de nível secundário. Desempenham função de sustentação (ex: colágeno).
B) O que é uma proteína globular? Cite as principais funções desempenhadas por esta classe de proteínas.
São proteínas que são funcionais na sua conformação de nível terciário. Desempenham função reguladora (ex: transporte de oxigênio).
6) Por que quando uma proteína tem alto teor de cisteína, implica em maior conteúdo de cistina e maior resistência desta?
Devido às ligações dissulfeto que são realizadas entre os resíduos de cisteína, estas são de alta resistência e garante essa característica à proteína.
7) A hélice da alfa-queratina é idêntica à hélice do colágeno? Explique.
Não, a hélice da alfa-queratina é de mão direita, enquanto a hélice do colágeno é tripla e de mão esquerda. 
8) Conceitue: proteína simples e conjugada. Exemplifique.
Uma proteína simples é aquela que possui apenas as cadeias de aminoácidos em sua composição, enquanto as conjugadas possuem um grupo prostético em sua composição.
9) Uma mutação no gene que codifica uma proteína de 100 resíduos de aminoácidos, fez com que o aminoácido da posição 24 GLU fosse substituído pelo ASP, entretanto não foi observada nenhuma alteração na função desempenhada por esta proteína. Explique como isto é possível, uma vez que houve alteração da sequencia primária desta proteína.
Isso ocorre pois apesar da alteração dos aminoácidos estes são semelhantes em sua polaridade, o que não afeta a estrutura dessa proteína e, consequentemente, sua função.
10) Qual a função da mioglobina? Descreva sua estrutura.
Transporte de oxigênio no músculo. Proteína com estruturas de α-hélice formando uma proteína globular com grupos R polares na superfície e R apolares no seu interior. Além disso, é conjugada e possui o resíduo grupo M.
11) Qual a função da hemoglobina? Descreva sua estrutura.
Transporte de oxigênio e captação de CO2 no sangue. Possui 4 subunidades e um grupo M para cada uma delas, sendo que destas são 2 cadeias α e duas cadeias β. 
12) Cite as principais semelhanças e diferenças entre mioglobina e hemoglobina.
A mioglobina é uma proteína globular, biologicamente ativa ainda no nível terciário, já a hemoglobina só é ativa no nível quaternário, quando suas 4 subunidades estão associadas. Ambas fazem transporte de oxigênio, sendo a mioglobina no tecido muscular e a hemoglobina no sangue. Ambas possuem um grupo prostético, sendo então proteínas conjugadas. 
13) O que é o efeito Bohr?
É quando o pH é capaz de afetar a afinidade da hemoglobina pelo O2. 
No tecido: ↓ph ↑CO2 ↓afinidade Hemoglobina capta H+ e CO2
No sangue: ↑ph ↓CO2 ↑afinidade Hemoglobina libera H+ e CO2
14) Qual o efeito do DPG sobre a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio?
Ele reduz a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio, promovendo a liberação dele nos tecidos.
15) A anemia falciforme é decorrente de qual modificação na sequencia primária da hemoglobina? O que esta modificação causa à proteína?
Ocorre a substituição do aminoácido glutamato (carregado negativamente) de posição 6 na cadeia ß por uma valina (apolar). Por isso, a cadeia torna-se menos solúvel e precipita-se. Essa modificação altera a estrutura da proteína e a torna incapaz de realizar sua função. 
16) Construa um gráfico de titulação do aminoácido glutamina e da valina. Com base nos valores de pK de cada aminoácido (ver tabela no livro) calcule o pI de cada um e indique os estados de ionização e as formas encontradas em cada pk.
17) Os aminoácidos são classificados com base na cadeia lateral em:
Grupos R apolares, alifáticos
Grupos R polares, não carregados
Grupos R aromáticos
Grupos R carregados positivamente
Grupos R carregados negativamente
18) Construa o pentapeptídeo que tenha na sua estrutura um aminoácido que não possui carbono quiral, um aminoácido que ao se associar ao outro por pontes de S-S forma a cistina e que o quinto aminoácido neste peptídeo seja polar.
19) Escolha dois peptídeos biologicamente ativos e discorra sobre eles. 
São componentes que são provenientes dos alimentos e modulam a função fisiológica ao se ligarem a receptores específicos da célula alvo, levando a indução de respostas fisiológicas.
Aspartame – Adoçante artificial.
Caseína – Proteína presente no leite, rica em fósforo, capaz de ligar íons de cálcio e fundamental para a nutrição de lactentes.
20) Cite e descreva a função de quatro hormônios peptídicos
Insulina
É responsável por captar glicose do sangue (redução da glicemia) 
Glucagon
É responsável por liberar glicose no sangue (aumento da glicemia)
Ocitocina
Principal hormônio responsável pelo parto em mamíferos: promove as contrações musculares uterinas; reduz o sangramento durante o parto; estimula a libertação do leite materno etc.
Vasopressina
Aumenta a pressão arterial e diminui o volume da urina (hormônio antidiurético).
21) Esquematize a estrutura geral de um aminoácido e indique os grupos funcionais responsáveis pela capacidade de ionização dos aminoácidosem função do pH.
22) Cite os aminoácidos que são precursores de importantes mensageiros intracelulares.
Hormônios, neurotransmissores e fatores de crescimento.
23) O método de detecção de proteínas em uma solução conhecido como método do Biureto é um método útil para detectar aminoácidos?
Sim.
24) O que quer dizer SDS-PAGE? Quando realizar este?
SDS-PAGE é uma variante da eletroforese em gel de poliacrilamida, um método analítico em bioquímica para a separação de moléculas carregadas em misturas por suas massas moleculares em um campo elétrico. Seu uso é adequado quando se quer separar moléculas de polaridades diferentes. 
25) Discorra sobre a Glutationa redutase (GSH).
Glutationa redutase ou glutationo redutase (gsr), é um gene humano. A proteína codificada por este gene é a enzima EC 1.8.1.7 (GSR), que reduz a glutationa dissulfeto (GSSG) para a forma sulfidril GSH, que é um importante antioxidante celular.
É hidrossolúvel, reconhecido como o tiol não protéico mais importante nos sistemas vivos. Trata-se de um tripéptido linear, constituído por três aminoácidos: ácido glutâmico, cisteína e glicina, sendo o grupo tiol da cisteína o local ativo responsável pelas suas propriedades bioquímicas.
26) A fenilcetonúria (PKU) é um erro inato do metabolismo que leva ao acumulo de fenilpiruvato. Descreva detalhadamente sobre PKU e como ela pode ser diagnosticada.
O erro consiste na incapacidade de converter fenilcetonúria em tirosina, gerando acúmulo. Esse excedente gera fenilcetato e fenilactato, onde o indivíduo apresenta quadro de retardo mental e outros sintomas. Pode ser diagnosticado no teste do pezinho. 
27) Existem outros aminoácidos além do 20 encontrados nas proteínas? Exemplifique.
Sim. Existem cerca de 300 aminoácidos na natureza, mas apenas 20 fazem parte da composição das proteínas.