Peptídeos e Proteínas

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BCMOL I Bioquímica Lucas Silva 
 
 
 
 
Polímeros de aminoácidos: Resultado da união de grupo 
alfa-carboxil no aminoácido n com alfa-amino do n+1 
 
 
 
PEPTÍDEOS: 
• São biomoléculas que contem de dois a dezenas 
de resíduos de aminoácidos unidos entre si 
através de ligações peptídicas. 
o Resíduos de aminoácidos: aminoácidos que 
não estão mais livres e sim ligados por 
ligações peptídicas 
• São quimicamente mais versáteis e mais simples 
que as proteínas. 
o Aminados, esterificados, acetilados 
fosfororilados, sulfatados, cíclicos ou semi-
ciclicos. 
 
• A ligação peptídica se dar pela ligação covalente 
de dois aminoácidos por meio de uma ligação 
amida substituída. 
• A ligação é formada por remoção dos elementos 
da água (desidratação) de um grupo a-carboxila 
de um aminoácido e de um grupo a-amino do 
outro. 
• A ligação peptídica é um pouco mais curta que 
uma ligação covalente assim os átomos que 
participam da ligação são coplanares. 
• Os quatro átomos dos grupamentos que 
participam da ligação peptídica ficam dispostos 
em um plano rígido (grupo peptídico ou unidade 
peptídica) 
 
 
• O oxigênio da carbonila possui uma carga 
parcial negativa e o Nitrogênio uma positiva, e 
isso forma um pequeno dipolo elétrico que 
diminui a distância entre os átomos de C e N. 
 
• Todos os átomos estão em um mesmo plano, 
dando à ligação peptídica ter um caráter de 
dupla ligação, apesar de ser uma ligação 
simples. 
o Devido ao dipolo -> Fortalece a ligação. 
 
• As informações para a formação dos peptídeos 
e das proteínas estão contidas nos genes, a 
partir da Transcrição em RNAm que levará a 
informação para realizar a Tradução em uma 
proteína ou um peptídeo. 
• Participação de enzimas incluindo os 
aminoaciltRNA sintetases e os ribossomos e a 
reação se torna termodinamicamente favorável 
graças ao acoplamento de reação ao hidrolise 
de ATP. 
• A ligação peptídica, para ficar no mesmo plano, 
pode adotar duas conformações: Trans (180º) 
ou Cis (0º) 
o Conformação Trans: Radicais em lados 
opostos. Redução entre o choque dos 
grupos R da cadeia. 
o Conformação Cis: Radicais do mesmo lado 
ou embaixo. 
 
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Obs.: A maioria das LP estão na forma “trans” 
pois isso evita colisões estéricas desfavoráveis 
que acontecerão na conformação cis. 
 
• Na cadeia principal tem três ligações covalentes 
para cada aminoácido. Os ângulos são 
designados: Omega, Phi e Psi. 
 
• A ligação ômega (ligação peptídica) é quase 
sempre na conformação Trans e as vezes Cis no 
caso das prolinas. 
• As ligações Phi (entre o grupo NH e o carbono 
alfa) e Psi (entre o carbono alfa e o grupo 
carbonila) não tem restrição e tem rotação livre. 
 
 
Obs.: Ramachandran para estruturas 2D traz os 
valores dos ângulos Phi e Psi que são muito bem 
definidos. 
 
Essas ligações Ômega, Phi e Psi, bem como a 
diagramação de Ramachandran são fundamentais para 
a estruturação das proteínas e, consequentemente, 
para o desempenho de suas funções biológicas. 
 
• Peptídeos: < 5 aminoácidos 
• Polipeptídios: >50 a 100 aminoácidos 
• Proteínas: > 100 aminoácidos 
 
Obs.: As moléculas de polipeptídios apresentam 
peso molecular abaixo de 10.000 enquanto as 
proteínas têm massas moleculares mais elevadas 
 
 
 
• Dipeptidios: 2 aa 
• Tripeptideos: 3 aa 
• Tetrapeptideos: 4 aa 
• Polipeptídios: >4 aa 
 
➢ Nos peptídeos o resíduo de aminoácido na 
extremidade com um grupo a-amino livre é 
chamado de resíduo aminoterminal (ou N-
Terminal) 
➢ O resíduo na outra extremidade que tem um 
grupo carboxila livre é o resíduo carboxiterminal 
(ou C-Terminal) 
➢ O comportamento ácido-base de um peptídeo 
ocorre a partir dos seus grupos amino e carboxil 
livres combinados com seus grupos R ionizáveis. 
 
 
➔ 5 aminoácidos ligados por 4 ligações peptídicas 
formando 4 unidades peptídicas (em cinza). 
 
 
• Retira-se o sufixo INA e mantem-se o nome 
completo do último aminoácido. 
• O nome inicia-se com o grupo N-terminal e 
finaliza com o grupo C-terminal. 
 
Ex.: Leucina + Glicina + Tirosina = Leucigliciltirosina 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Obs.: O cálculo do ponto isoelétrico para os 
peptídeos e as proteínas só podem ser calculados 
manualmente até 4 grupos ionizáveis, a mais que 
isso apenas com métodos experimentais. 
 
 
São extremamente diversificados em termos 
• Funcionais. 
• Hormônios 
o Calcitonina, Corticotropina,, Glucagon, 
Ocitocina, Vasopressina. 
• Neuropeptídios 
• Neurotransmissores 
• Toxinas 
• Antibióticos naturais 
• Adoçantes 
• Substancias de proteases 
 
 
 
 
 
PROTEÍNAS 
• A conformação tridimensional depende da 
sequência de aminoácidos 
• A proteína tende a sempre assumir a 
conformação de menor energia livre, a 
conformação energeticamente mais favorável 
nas condições celulares que ela pode assumir 
sem quebrar suas ligações covalentes. 
o A conformação proteica não é 
permanentemente fica e muitas vezes 
alterações transitórias estão relacionadas 
com a função desempenhada pela proteína. 
o Proteínas dobradas na sua conformação 
funcional são chamadas de proteínas 
nativas. 
• A constituição especifica da proteína influi, 
diretamente na realização de sua função. 
• Cada proteína existe em um ou em pequeno 
numero de formas estruturalmente estáveis 
• As principais forças para a estabilização de 
estruturas são forças não covalente 
• Existem padrões estruturais comuns que 
ajudam a organizar o entendimento. 
• A organização espacial é resultante dos tipos de 
aminoácidos que compõem a proteína e de 
como eles estão dispostos. 
o A sequencia de AA irá determinar o tipo de 
interação possível entre as cadeias laterais. 
• A enorme diversidade de proteínas se deve as 
diferentes composições e tamanhos que elas 
podem apresentar. 
o As modificações pós-traducionais também 
influencia nessa grande diversidade. 
 
 
 
➔ É a sequência de aminoácidos ao longo da 
cadeia polipeptídica, sendo especifica para cada 
proteína. 
• As proteínas não são traços rígidos porque suas 
ligações químicas podem realizar rotação. 
• A maioria das ligações químicas não são 
planares 
• Cada proteína tem uma estrutura especifica que 
depende de sua estrutura primaria 
 
A estrutura primaria é escrita na direção 
Aminotermina -> Carboxiterminal. 
 
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• A estrutura primaria é determinante para a 
função das proteínas e qualquer alteração pode 
gerar uma proteína diferente e a perda de sua 
função. 
 
Obs.: Proteínas homologas: São aquelas que se 
relacionam evolutivamente e, em geral, realizam a 
mesma função em espécies diferentes. 
 
 
➔ Refere-se a uma estrutura local de cadeia 
polipeptídica. 
• Sua estrutura é determinada por ligações de 
hidrogênio. 
o Essa ligação ocorre entre o Oxigênio do 
grupo carboxila de uma ligação peptídica e 
o hidrogênio amídico de outra ligação 
peptídica vizinha. 
o A ausência dessas ligações pode 
desestabilizar a proteína. 
• A formação da estrutura enovela se dá pelo 
aumento da entropia a partir do encobrimento 
de suas superfícies hidrofóbicas. 
 
 
Tipos de Estrutura secundaria: 
 
➔ a-hélice: 
o Cadeia polipeptídica retorcida em torno de um 
eixo imaginário longitudinal que passa pelo 
centro da hélice com os grupos R voltados 
para a face externa da hélice. 
o Essa estrutura otimiza o uso das ligações de 
hidrogênio. 
o Apresenta as cadeias laterais dos resíduos de 
aminoácidos projetados para fora do eixo da 
espiral. 
o A manutenção dessa estrutura é garantida, 
também, pelas interações apolares que 
acontecem no seu interior. 
o O carbonil (C=O) de um AA é ligado por 
hidrogênio ao amino H (NH) de um aminoácido 
que esta quatro abaixo de cada. 
o Este padrão de ligação puxa a cadeia 
polipeptídicas em uma estrutura helicoidal que 
se assemelha a uma fita enrolada, com cada 
volta da hélice contendo 3,6 aa. 
o Os grupos R dos aminoácidos se destacam da 
hélice a, onde são livres para interagir.Obs.: Prolina e Glicina são aa caracterizados por 
impedir a formação de a-hélice. 
 
 
 
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➔ Folha – β pregueada 
o A cadeia peptídica também pode assumir uma 
conformação beta pregueada (mais estendida) 
que organiza as cadeias polipeptídicas em 
folhas. 
o As cadeias estendem-se em uma estrutura de 
zigue-zague e podem ser dispostos lado a lado. 
o São caracterizadas por ligações de hidrogênio 
formadas entre os segmentos adjacentes e 
pelos grupos R projetados em direção opostas. 
o Confere estabilidade e certo grau de rigidez. 
 
 
 
• Folhas β antiparalelas: Quando os grupos 
aminoterminal e carboxiterminal estão em 
sentidos opostos. 
• Folhas β paralelas: Quando a extremidade 
carboxila esta orientada no mesmo sentido da 
extremidade amino. 
 
 
 
 
Obs.: A volta-β refere-se ao segmento do 
polipeptídio onde ocorre uma inversão abrupta de 
direção. 
 
 
➔ Arranjo biologicamente ativo tridimensional 
total de todos os átomos de uma proteína. 
• Ocorre principalmente devido as interações 
entre os grupos R dos aminoácidos que 
constituem a proteína. 
• Varias forças podem agir na conformação das 
proteínas determinadas pelas cadeias laterais 
dos AA e que vão influenciar na estrutura das 
proteínas 
• Aminoácidos distantes e que residem em 
diferentes estruturas secundarias podem 
interagir no interior de uma estrutura 
totalmente enovelada. 
• As ligações entre os resíduos mais distantes 
para manutenção dos dobramentos ocorrem 
por meio de interações fracas não-covalentes 
o Ligações de hidrogênio; Interações 
hidrofóbicas; ligações eletrostáticas ou 
iônicas 
o A maioria dos grupos carregados localizam-
se nas superfícies das proteínas interagindo 
com a água 
o Os grupos hidrofóbicos se concentram no 
interior da molécula proteica. 
o As pontes de sulfeto promovem estabilidade 
e a maioria das proteínas com essa ligação 
estão nas superfícies celulares ou são 
secretadas no meio extracelular. 
 
 
 
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➔ Arranjo de duas ou mais cadeias polipeptídicas 
(idênticas ou não) em complexos 
tridimensionais para compor uma proteína 
funcional oligomérica (apresenta várias 
subunidades)). 
• É mantida por ligações não covalente entre as 
subunidades dos mesmos tipos que na terciaria. 
o Dímero, trímero, tetrâmero, pentâmero... 
 
 
 
 
Obs.: Nem todas as proteínas alcançam o nível 
quaternário de organização. Muitas proteínas se 
apresentam na forma monomérica (apenas uma 
subunidade) 
 
➔ Dogma de Anfisen: As informações necessárias 
para uma proteína obter sua estrutura nativa 
estão na sequência de aminoácidos da proteína. 
Logo a estrutura do AA é o suficiente para que 
essa proteína tenha a sua conformação e sua 
função, ou até mesmo retornem ao estado 
funcional após processo de desnaturação. 
 
• O enovelamento de proteínas é um processo 
químico em que a estrutura de uma proteína 
assume a sua configuração funcional. 
• O enovelamento proteico se dá graças ao efeito 
ou colapso hidrofóbico que é a introdução de 
um composto hidrofóbico. 
• A estabilidade depende desse empacotamento 
hidrofóbico porque se a molécula não for 
estável ela irá se desfazer. 
• Chaperonas: ajudam no enovelamento para que 
o processo seja mais rápido e previnem a 
agregação de proteínas em condição de 
estresse. 
o As chaperonas não interferem na estrutura 
final das proteínas porque é respeitado o 
Principio de Anfisen. 
 
O enovelamento incorreto está intimamente ligado 
as doenças degenerativas e estão correlacionas com 
as doenças de Parkinson e Alzheimer. 
 
➔ Proteínas naturalmente desenoveladas que 
conseguem manter sua função sem necessidade 
de ter sua estrutura terciaria ordenada e são 
ricas em AA hidrofílicos. Proteínas humanas são 
ou possuem regiões desordenadas 
o Carecem de estrutura terciaria ordenada 
o Ricas em AA hidrofílicos 
o Desprovidas de AA hidrofóbicos 
o Proteínas regulatórias enovelam-se quando 
interagem com o alvo molecular. 
 
• Corresponde a perda da estrutura 
tridimensional suficiente para causa a perda da 
função proteica por meio da quebra de ligações 
não-covalentes. 
• Pode ser resultante de diferenças nas condições 
presentes no interior da célula. 
 
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o Temperatura: afeta as interações fracas 
com efeitos complexos. 
o pH: alteram a carga liquida da proteína. 
 
Algumas proteínas conseguem retornar a sua 
estrutura funcional após a desnaturação. 
 
 
• Proteínas que assumem uma forma 
aproximadamente esférica 
• A cadeia se enovela entorno de si mesma 
formando uma estrutura compacta. 
• Geralmente solúveis em água. 
Ex. Tirose fosfato isomerase, Mioglobina e 
hemoglobina. 
 
 
 
• Compostas por cadeias polipeptídicas 
arranjadas em longos feixes. 
• Proteínas filamentosas com a cadeia distendida 
ao longo de um eixo. 
• Função estrutural e de sustentação devido à 
grande resistência e flexibilidade. 
• Insolúveis em água 
Ex.: Colágeno e queratina helicoidal 
 
 
 
 
➔ Simples: contém apenas aminoácidos naturais, 
ou seja se restringem ao constituinte principal. 
 
➔ Conjugadas: contem aminoácidos modificados. 
o Haloproteinas: proteína + grupo prostético 
o Apoproteinas: proteínas sem o grupo 
prostético 
 
Grupo prostético: moléculas orgânicas sem aminoácidos 
que compõe a estrutura de algumas proteínas. 
 
➔ Classificação das Haloproteínas. 
o Lipoproteínas, Glicoproteínas, Fosfoproteínas, 
Hemoproteínas, Flavoproteínas, 
Mataloproteínas 
 
 
• Proteínas Estruturas: Proteínas que servem 
para dar firmeza e proteção ao organismo 
Ex.: Colágeno e Queratina 
• Transportadoras: Responsáveis por transportar 
moléculas e íons. 
Ex.: Albumina 
• Defesa: Defendem os organismos contra 
invasão de organismo estranhos. 
Ex.: Anticorpos 
• Contratei ou de movimento: Desempenham 
movimentos de contração de algumas células. 
Ex.: Miosina 
• Catalise: Proteínas especializadas e com 
atividade catalítica. 
Ex.: enzimas 
• Controle e regulação: Atuam como 
sinalizadores e como receptores hormonais. 
Ex.: Insulina