Peptídeos e Protéinas

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Peptídeos e 
Proteínas
Prof. Dr. Anderson Garcia
Caso clínico
• Anemia falciforme 
Como vimos na aula sobre nucleotídeos e ácidos nucleicos, a anemia falciforme ocorre 
devida a troca de um nucleotídeo de um códon no gene que codifica a proteína 
hemoglobina.
A troca de nucleotídeos neste códon altera o produto, resultando na substituição de 
um aminoácido hidrofílico de Glutamato por um resíduo hidrofóbico de Valina.
Faz com que a proteína hemoglobina altere sua 
estrutura, passando a se aglomerar ou formar 
precipitados nas hemácias, dando a forma de foice 
e impedindo ou dificultando a troca gasosa.
A substituição de um ou mais aminoácidos da 
proteína por aminoácidos de polaridade diferente, 
desestabiliza a estrutura e interfere na sua função, 
podendo levar a distúrbios no funcionamento do 
organismo.
ROTEIRO DA AULA 
1. O que são peptídeos e proteínas. 
2. A síntese de peptídeos e proteínas.
3. A formação da ligação peptídica.
4. Níveis de organização estrutural de uma proteína.
5. Tipos de proteínas quanto a estrutura.
6. Dobramento das proteínas.
7. Desnaturação proteica.
1. O que são peptídeos e proteínas.
Peptídeos e proteínas são macromoléculas com ação biológica 
formada por polímeros de aminoácidos, onde a diferença entre 
estes está no tamanho de sua cadeia peptídica e arranjo 
tridimensional.
• Peptídeos: Polímeros de aminoácidos com até 90 resíduos.
• Proteínas: Polímeros de aminoácidos com mais de 90 
resíduos.
Peptídeo
Insulina - Hormônio regulador do 
metabolismo dos carboidratos
51 resíduos de aminoácidos
Proteína
21 resíduos de 
aminoácidos
30 resíduos de 
aminoácidos
Hemoglobina humana – proteína de 
transporte de oxigênio no sangue. Duas 
cadeias α com 141 resíduos de 
aminoácidos e duas cadeias β com 146 
resíduos de aminoácidos.
Proteínas são as biomoléculas, mais abundantes da célula. 
Função das proteínas.
• Suporte estrutural e proteção.
Exemplo: proteínas da matriz extracelular (colágeno e elastinas) e α-queratinas 
(proteínas encontras nos cabelos, unhas e garras). 
• Sinalizadores celulares e defesa do organismo.
Exemplos: citocinas (peptídeos ou proteínas responsáveis pela resposta imune) e 
anticorpos (proteinas que neutralizam e marcam antígenos para serem fagocitados
por macrófagos)
• Hormônios.
Exemplo: Hormônio do crescimento GH (somatotropina)
• Catalisadores.
Exemplos: enzimas.
• Atuam no metabolismo
Exemplos: enzimas e os hormônios insulina e glucagon.
2. A síntese de peptídeos e proteínas.
As proteínas são produtos da tradução dos genes contidos na molécula de DNA.
A informação para síntese de uma 
proteína está no gene.
Uma visão geral sobre a síntese de proteínas e peptídeos...
1. Passo: O gene é transcrito à RNA mensageiro (mRNA) pela RNA polimerase.
2. Passo: o mRNA é levado para fora do núcleo e se liga aos ribossomos.
3. Passo: Os RNAs transportadores vão ler os códons do mRNA e trazer o 
Aminoácido para formar a proteína.
Uma visão geral sobre a síntese de proteínas e peptídeos...
Depois de sintetizada pelos ribossomos, as proteínas ainda podem:
• Sofrer modificações pós-traducionais
As modificações pós-traducionais são a adição de grupos prostéticos como:
Açúcares: para formar glicoproteínas.
Lipídeos: Para formar lipoproteínas.
Grupos orgânicos como metil e acetil.
• Dobramento Proteíco
Aquisição de estrutura tridimensional com o auxílio de proteínas chaperonas.
3. A formação das ligações peptídicas
As proteínas são formadas pela ligação sucessivas de aminoácidos através de ligações 
peptídicas (ligações covalentes).
Aminoácido 1
Aminoácido 2
Dipeptídeo = aminoácido 1 – aminoácido 2 
Ligação peptídica
Quão longo é o comprimento das cadeias polipeptídicas em proteínas? 
Cada proteína tem um comprimento e número de resíduos de aminoácidos característicos
Cada proteína tem a composição e quantidades de aminoácidos diferentes
Transportador de elétrons Enzima proteolítica
A composição, quantidade e 
organização de aminoácidos 
em uma proteína vai 
determinar a sua estrutura e 
a sua função.
Exemplo com palavras
AMOR ≠ ROMA 
Mesmas letras, mas organização e 
sentidos diferentes
A ligação peptídica possui 
caráter de dupla ligação 
que impede a sua livre 
rotação 
Porém, o Cα, por possuir ligação simples, pode sofrer livre rotação 
em dois ângulos, φ (Cα – NH) e ψ (Cα – CO) que faz com que as 
cadeias laterais possam estar posições diferentes, variando de -180 a 
+ 180° .
4. Níveis de organização estrutural das proteínas.
Para exercer sua função biológica as proteínas precisam adquirir 
estrutura tridimensional, tais como secundárias, terciárias e 
quaternárias. 
Tipos de interações que ajudam na estabilização da 
estrutura das proteínas:
• Pontes de hidrogênio (Estabilização das α-hélices, 
permite a formação da camada de solvatação)
• Hidrofóbicas (Os aminoácidos hidrofóbicos tendem 
a se alocar no interior das proteínas, longe da 
molécula de água)
• Interações iônicas ou pontes salinas (interações 
entre resíduos de aminoácidos carregados com 
cargas opostas)
• Pontes disulfeto (auxiliam na ligação entre resíduos 
de cisteína distantes na mesma ou em cadeias 
polipeptídicas diferentes)
A organização de uma proteína em qualquer das estruturas 
tridimensionais, ou seja os arranjos espaciais dos seus átomos 
é chamada de conformação, que é o arranjo mais estável das 
estruturas tridimensionais do ponto de vista termodinâmico.
Estrutura primária
É a sequencia linear de aminoácidos unidos pelas ligações peptídicas que formam as 
proteínas e suas estruturas tridimensionais.
Sequencia primária
Estrutura terciária do hormônio insulinaExemplo de estrutura primária
A estrutura primária é responsável por: 
• Determinar a função da proteína;
(Cada proteína tem uma estrutura primária composta por resíduos de 
aminoácidos distintos, específicos para a sua função). 
• Estrutura tridimensional;
(Os aminoácidos da estrutura primária vão arranjar seus átomos no espaço e 
formar as estruturas secundárias, terciárias e quaternárias).
• Localização celular.
*Porém ainda não se conhece detalhadamente como a estrutura primária determina 
estes parâmetros.
*Mas a análise de estruturas primárias pode fornecer indícios sobre sua função, 
estrutura tridimensional, localização celular e evolução.
Estruturas secundárias
São os arranjos espaciais ou tridimensionais da estrutura primária de 
aminoácidos. Elas podem ser do tipo α-hélice, folhas e dobras β.
α-hélice
dobras β
folhas β
• Conformação em α-hélice 
Nesta estrutura o esqueleto polipeptídico é firmemente enrolado em torno de um eixo imaginário desenhado 
longitudinalmente no centro da hélice, os grupos R dos resíduos de aminoácidos se projetam para fora do 
esqueleto helicoidal. A estrutura em α-hélice é estabilizada pelas pontes de hidrogênio entre os aminoácidos 
adjacentes às voltas.
Tendência dos resíduos de aminoácidos à formar α -hélice. 
Note que os que têm maior ΔΔG0, são que tem menos 
propensão à aparecer nesta estrutura.
Nem todos os aminoácidos são propensos a formar α 
α -hélice. 
• Conformação em folha β
Ligações de H são formadas entre as cadeias adjacentes (C=O e o N-H da ligação peptídica). Os grupos R dos 
aminoácidos adjacentes se projetam da estrutura em zigue-zague em direções opostas criando um padrão 
alternado. 
Paralelas – mesma
orientação das
cadeias (terminal
amino e carboxílico)
Anti-Paralelas –
orientação oposta das
cadeias (terminal
amino e carboxílico)
Elemento de conexão entre as regiões com estrutura secundária diferentes ou não
• Dobras β (em evidência nos círculos vermelhos)
Dobras β compreende uma estrutura que causa 
uma volta de 180⁰ envolvendo 4 aminoácidos.
Forma ligação de Hidrogênio entre oxigênio da 
carboxila do primeiro resíduo com o H do grupo 
amina do quarto resíduo
Gly pode ser resíduo 3 - tipo II
Resíduos 2 e 3 não participam de nenhuma 
interação
Dobras são encontradas normalmente na 
superfície das proteínas – ligaçõesde H dos 
resíduos 2 e 3.
Grupos prostéticos
Algumas proteínas contém outros grupos químicos permanentemente associados além 
dos aminoácidos; elas são chamadas de proteínas conjugadas.
A parte que não é constituída por aminoácidos em proteína conjugada é normalmente 
chamada grupo prostético e tem grande importância na função biológica da proteína.
É o arranjo tridimensional da cadeia peptídica estabilizado por interações entre grupos 
de aminoácidos distantes.
Estrutura terciária 
Arranjo entre cadeias polipeptídicas (subunidades) que constituem um proteína ativa. 
Estrutura quaternária 
Hemoglobina humana
Proteínas formadas por:
• Duas cadeias polipeptídicas 
= Dímero
• Três cadeias polipeptídicas = 
Trímero
• Quatro cadeias 
polipeptídicas = Tetrâmero.
Considerando os níveis mais altos de estrutura é conveniente designar dois 
grandes grupos nos quais muitas proteínas podem ser classificadas: 
5.1 Proteínas fibrosas (com cadeias polipeptídicas arranjadas em longos 
filamentos ou folhas)
5.2 Proteínas globulares (com cadeias polipeptídicas dobradas em forma 
esférica ou globular).
5. Tipos de proteínas de acordo com a sua 
estrutura tridimensional
5.1 Proteínas fibrosas
• São aquelas proteínas com cadeias polipeptídicas arranjadas em longos 
filamentos ou folhas ;
• Conferem foça e flexibilidade às estruturas ao quais ocorrem. 
• São insolúveis em água (possuem grande quantidade de resíduos 
hidrofóbicos);
• Muitas cadeias polipeptídicas similares podem ser reunidas em complexos 
supramoleculares.
• Exemplos: Colágeno, elastina e queratina.
Colágeno
É uma família de proteínas extracelulares presentes em todos os tecidos e órgãos, que 
fornece o arcabouço em que dá aos tecidos sua forma e resistência. É a proteína mais 
abundante no homem.
Elastina
Confere aos tecidos e órgãos capacidade de se esticarem sem romper.
É abundante em :
• Ligamentos;
• Pulmões;
• Paredes de artérias;
• Pele. 
Queratina
Proteínas que conferem força. São encontradas somente em 
mamíferos. Essas proteínas constituem todo o peso seco de:
• Cabelos;
• Grande parte da camada mais externa da 
pele
• Unhas;
• Garras;
• Chifres;
• Penas
• Cascos 
5.2 Proteínas Globulares
Em uma proteína globular, segmentos diferentes das cadeias polipeptídicas (ou de
múltiplas cadeias polipeptídicas) se dobram uns sobre os outros, gerando uma forma
mais compacta do que a observada para proteínas fibrosas.
Proteínas globulares incluem:
• Enzimas;
• Proteínas transportadoras;
• Proteínas reguladoras;
• Imunoglobinas;
• Entre outras. 
Estrutura terciária da mioglobina de cachalote
A mioglobina transporta oxigênio nos tecidos musculares 
A hemoglobina realiza a troca gasosa (O2 e CO2) entre os tecidos e pulmões 
As imunoglobulinas são anticorpos são responsáveis por reconhecer os 
antígenos e direcioná-los para a fagocitose pelos macrófagos. 
As proteínas actina e miosina são 
componentes do tecido muscular 
esquelético.
6. Dobramento de proteínas
Proteínas necessitam estar corretamente
dobradas e/ou enoveladas para que possa
exercer sua atividade biológica , isto é
chamado de conformação nativa.
A conformação de uma proteína é a de
menor energia livre de Gibbs acessível à
sua sequencia , dentro de um estado
fisiológico
• A perda da estrutura tridimensional 
(desnaturação) resulta na perda da função da 
proteína;
• Dobramentos incorretos de proteínas 
resultam em várias doenças.
A desnaturação de uma proteína pode ocorrer 
por fenômenos:
• Químicos;
Solventes
Solutos
• Térmicos;
Alta temperatura.
Doenças associadas à defeitos no enovelamento proteico
De fato, o enovelamento proteico errado, é um problema substancial para a célula, e um 
quarto ou mais de todos os poliptídeos sintetizados é destruído por não se enovelar 
corretamente. Em alguns casos, os erros de enovelamento causam ou contribuem para o 
desenvolvimento de doenças.
Exemplos:
• Diabetes tipo II;
• Doença de Alzheimer;
• Doença de Huntington;
• Doença de Parkinson. 
Uma proteína solúvel é secretada em um 
estado de enovelamento errado, sendo 
convertida em uma fibra amiloide 
extracelular insolúvel. As doenças são 
coletivamente chamadas amiloidoses.
7. Desnaturação proteica
É a perda da estrutura tridimensional de uma proteína e por consequência perda da sua 
função.
A desnaturação proteica ocorre em função do(a):
• pH: em condições muito ácidas ou muito básicas.
• Alta concentração de sais: Exemplo: Sulfato de amônio
• Temperatura: altas temperaturas
• Solventes orgânicos: éter, metanol.
• Detergentes: SDS (dodecil sulfato de sódio)
Alterações no pH, temperatura, concentração de sais, solventes orgânicos e 
detergentes atuam como agentes desnaturantes por rompendo as interações 
fracas que estabilizam as estruturas secundárias, terciárias e quaternárias das 
proteínas .