Estudo da Solubilidade das Proteínas

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10. ESTUDO DA SOLUBILIDADE DAS PROTEÍNAS
1. INTRODUÇÃO
Proteínas são componentes essenciais a todas as células vivas e estão relacionadas praticamente a todas as funções fisiológicas. Quimicamente, as proteínas são polímeros cujas unidades básicas são os aminoácidos, ligados entre si por ligações peptídicas. As propriedades de uma proteína são determinadas pelo número e espécie dos resíduos de aminoácidos, bem como pela sequência desses compostos na molécula. Para que uma proteína seja solúvel, ela deve interagir com o solvente, seja por pontes de hidrogênio, dipolo-dipolo e também por interações iônicas, e, por isso, podemos definir “solubilidade” como o equilíbrio entre as interações proteína-proteína e proteína-solvente. Quando a estabilidade/equilíbrio dessas interações é perturbada, isso acarreta uma alteração na solubilidade das proteínas e, consequentemente, na precipitação.
A precipitação ocorre quando as interações intermoleculares proteína-proteína são mais fortes que as interações proteína-solvente. E são importantes na identificação de proteínas em soluções diversas, além disso, precedem o fenômeno de desproteinização, que ajuda na análise de componentes não proteicos.
As proteínas simples são classificadas, de acordo com a sua solubilidade, em: albuminas, globulinas, glutelinas, prolaminas, protaminas,e escleroproteínas. As albuminas apresentam solubilidade em água ou solução salina diluída. As globulinas são praticamente insolúveis em agua, mas solúveis em soluções de sais neutros. As glutelinas são insolúveis em água e solventes neutros, mas solúveis em soluções diluídas de ácidos e bases. As prolaminas são insolúveis em água e etanol absoluto, mas solúveis em etanol entre 50% e 80%.
A solubilidade e estrutura das proteínas depende não apenas das propriedades físico-químicas da molécula, mas também do pH, da força iônica, da temperatura, do tipo de solvente utilizado, dentre outros fatores. Mudanças extremas acarretam em desnaturação proteica, que é um processo que consiste na quebra das estruturas quaternária, terciária e secundária de uma proteína, tem como resultado rompimento das ligações que a estabilizam, causando um desenrolamento das cadeias peptídicas, ou seja, mudança de sua conformação e, em consequência, tornando-as menos solúveis. Porém também existem condições nas quais a solubilidade da proteína é modificada sem que haja danos em sua estrutura tridimensional. 
A temperatura influencia na solubilidade das proteínas. A estrutura tridimensional das proteínas é sensível ao calor, portando, quando submetidas a temperaturas muito elevadas, ocorre a desnaturação proteica, ou seja, suas estruturas, exceto a primária, são alteradas, levando seus grupos hidrofóbicos para superfície e, com isso, alterando sua solubilidade e levando a precipitação. Já em temperaturas muito baixas as solubilidades das proteínas diminuem pois há união proteicas que se estabelecem quando a água se separa em forma de gelo.
Quando adicionamos sais neutros a uma solução, ocorre um aumento da força iônica (aumento da concentração de íons) do sistema. Assim, quando adicionamos pequenas quantidades de sal a uma solução contendo proteínas, as cargas provenientes da dissociação do sal passam a interagir com as moléculas protéicas, diminuindo a interação entre elas. Consequentemente, temos um aumento da solubilidade da proteína no meio aquoso.
A adição de pequenas quantidades de sais neutros, por exemplo NaCI, aumenta a solubilidade, fazendo com que proteínas insolúveis em água se solubilizem. Esse fenômeno (salting in) ocorre, pois, há um aumento da força iônica que ocasiona na interação entre as moléculas de proteínas e os íons resultantes da dissociação do sal, isso acarreta na diminuição das interações proteína-proteína, e isto é o que gera maior solubilidade em meio aquoso. 
Já quando grande quantidade de um sal solúvel em água é adicionada às soluções de proteínas, há um aumento da força iônica e acontece o fenômeno inverso: os íons resultantes da dissociação do sal e as proteínas começam a interagir com a água, até o ponto em que suas moléculas não são mais capazes de suportar ambas as cargas e passam a interagir mais com os íons salinos, pois estes apresentam partículas menores e são favorecidos pela tendência de solvatação da água, com isto, eles deixam a estrutura proteica ocasionando numa maior interação proteína-proteína dentro da conformação, isto é o que acarreta na insolubilidade da proteína e, portanto, na precipitação. Esse processo é chamado de salting out.
Essa aula prática teve como objetivo adquirir maior conhecimento sobre a solubilidade das proteínas e verificar os métodos pelos quais ela pode ser alterada, pela temperatura ou força iônica da solução.
2. RESULTADOS 
3. DISCUSSÃO
Ao realizar o primeiro procedimento que consistiu no aquecimento das soluções de caseína e ovalbumina, observou-se que a caseína por ser resistente ao calor devido a sua capacidade de formar micelas não teve alteração em sua estrutura , ou seja, continuou sendo insolúvel. Já para ovalbumina antes solúvel houve formação de precipitado e portanto a sua desnaturação proteica, tornando-a insolúvel. 
No segundo experimento ao diluir clara de ovo em agua destilada verificou-se a presença de um precipitado isso se deu, pois, a globulina presenta na clara do ovo é insolúvel em agua. Porém houve a adição de solução salina (NaCl), o que aumentou a força iônica, processo denominado Salting in, e os íons resultantes da dissociação do NaCl interagiram com as moléculas da globulina, ocasionando na diminuição das interações proteína-proteína e, com isso, fazendo a globulina insolúvel em água se solubilizar. Em razão disso, houve o desaparecimento do precipitado.
No último experimento, foi adicionado sulfato de amônia em solução diluída e filtrada de clara de ovo, contendo somente ovalbumina (iicialmente solúvel), o que resultou numa solução turvada (insolúvel), pois esse sal tem como característica sua alta solubilidade em água e, por isso, se ligou a ela (água), deixando a estrutura proteica, e, assim, aumentando as interações proteína-proteína em seu interior, que se tornaram mais fortes que as ligações proteína-solvente, fenômeno denominado salting out. Mas, após a adição de agua destilada, a solução deixou de ser turvada, pois agora há muita água para pouco sal, ocasionando o efeito ao contrario, o salting in.
4. PERGUNTAS
1- Precipitação de proteínas por adição de sais neutros pois esse processo só altera a solubilidade da proteína, não modificando a sua conformação. Enquanto na precipitação por efeito da temperatura, ocorreria a desnaturação, já que estrutura da proteína é sensível ao calor.
2- A desnaturação é consiste na quebra das estruturas quaternária, terciária e secundária de uma proteína, sem alterar sua estrutura primária. Ocorre o rompimento das ligações não-covalentes, causando um desenrolamento das cadeias peptídicas, ou seja, mudança de sua conformação e, em consequência, tornando-as menos solúveis e afetando suas propriedades fisiológicas, porém, é uma reação reversível. Já na degradação das proteínas, que é uma reação irreversível, há a quebra das ligações covalentes que mantêm os aminoácidos unidos promovendo a integridade da cadeia, ou seja, as proteínas são reduzidas à aminoácidos.
3- O calor provoca a desnaturação da proteína, já que sua estrutura tridimensional é sensível a altas temperaturas, fazendo com que seus grupos hidrofóbicos do interior da cadeia sejam expostos ao meio e, com isso, tornando-a insolúvel.
4- faltou
Referencias
Anita Marzzoco & Bayardo B. Torres, Bioquímica Básica, 3° edição. Capítulo 2 “Aminoácidos e proteínas”. Champe, P.C.; Harvey, R.ª; Ferier, D.R. 
Bioquímica Ilustrada, traduzido por Carla Dalmaz. 3ª Ed., ARTMED, 2008.