AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS

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AMINOÁCIDOS, PEPTÍDIOS E PROTEÍNAS 
ESTRUTURA E FUNÇÃO 
 
AMINOÁCIDOS 
- são as unidades estruturais básicas dos peptídios e 
proteínas 
- todos os 20 aminoácidos encontrados em proteínas, são -
aminoácidos 
→ possuem um grupo carboxil e um grupo amino ligados 
ao mesmo átomo de carbono - o carbono 
 
→ GRUPO R: 
 determina a identidade dos aminoácidos 
 determina as suas características estruturais 
 determina a conformação e propriedades das 
biomoléculas derivadas 
 a cadeia lateral ou grupo R varia em estrutura, 
tamanho e carga elétrica → influencia a 
solubilidade dos aminoácidos em água 
 
CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS 
- dois critérios: 
1. propriedades da cadeia lateral ou grupo R - 
tendência de interagir com a água em pH 7,0 
2. critério de essencialidade 
 
GRUPOS R APOLARES E ALIFÁTICOS 
obs. alifáticos - não apresentam anéis de benzeno na 
estrutura 
AMINOÁCIDOS APOLARES E HIDROFÓBICOS (insolúveis em 
água) 
- Ala, Val, Leu, Iso - tendem a se aglomerar entre si nas 
proteínas 
- interações hidrofóbicas 
- Gly - estrutura mais simples 
- Met - possui átomo de enxofre (tioéter) 
- Pro - iminoácido, menor flexibilidade estrutural 
 
 
GRUPOS R AROMÁTICOS 
- são relativamente apolares hidrofóbicos 
- Tirosina pode formar ligações de hidrogênio (-OH) 
- Fenilalanina - mais apolar 
 
 
GRUPOS R POLARES NÃO CARREGADOS 
- solubilidade intermediária em água 
- possuem grupos funcionais capaz de formar ligações de 
hidrogênio com a água 
- Serina e Treonina - grupos hidroxil 
- Asparagina e Glutamina - grupo amida 
- Cisteína - grupo sulfidril → ligações dissulfeto 
 
→ Asparagina e Glutamina - por hidrólise ácida ou básica 
geram aspartato e glutamato, respectivamente 
→ Cisteína - é oxidada a cistina 
 
 
GRUPOS R CARREGADOS POSITIVAMENTE (BÁSICOS) 
AMINOÁCIDOS HIDROFÍLICOS 
- carga positiva 
- Lisina - segundo grupo amino 
- Arginina - grupo guanidina 
- Histidina - grupo aromático imidazol (pode estar 
carregada positivamente como não carregada em pH 7,0) 
- resíduos de His facilita diversas reações catalisadas por 
enzimas ao servirem como aceptores/doadores de prótons 
 
 
GRUPOS R CARREGADOS NEGATIVAMENTE (ÁCIDOS) 
- aminoácidos ácidos 
- carga negativa 
- possuem segundo grupo ácido carboxílico 
 
 
AMINOÁCIDOS COM MODIFICAÇÕES PÓS TRADUCIONAIS 
 
 
AMINOÁCIDOS NÃO PROTEICOS 
- fundamentais para a síntese endógena de arginina e para 
o ciclo da uréia 
 
 
CRITÉRIOS PARA CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURAL E 
FUNCIONAL DOS AMINOÁCIDOS 
- L-aminoácidos 
- propriedades do grupo R 
- essenciais e não essenciais 
- moléculas derivadas ou destinos metabólicos 
- +300 tipos descobertos - 20 proteicos 
- aminoácidos não proteicos: TAURINA, ORNITINA E 
CITRULINA 
 
 
D-AMINOÁCIDOS 
- quantidades livres de D-serina ocorrem no cérebro de 
mamíferos 
- atua como um co-agonista dos receptores sinápticos 
NMDA (N-metil D-Aspartato) 
→ atua na neurotransmissão, neurotoxicidade, 
plasticidade sináptica e migração celular 
- estudos pré-clínicos em roedores demonstraram que 
baixos níveis cerebrais de D-serina (pela redução da 
atividade da enzima serina racemase) pode resultar em 
sintomas de esquizofrenia 
 
→ serina racemase - sintetiza D-serina a partir do 
aminoácido L-serina 
→ D-aminoácido oxidase - metaboliza/degrada D-serina 
→ serina racemase e D-aminoácido oxidase: alvos úteis 
para o desenvolvimento de modelos animais de 
esquizofrenia e potencial drogas antipsicóticas 
→ devido ao número relativamente grande de fatores que 
interagem com essas enzimas, existem vários alvos 
potenciais para influenciar os níveis de D-serina por meio 
de manipulações genéticas ou farmacológicas 
- D-serina como possível biomarcador e/ou agente 
terapêutico em casos de esquizofrenia 
- déficit na expressão da enzima serina racemase → baixos 
níveis de D-serina → déficit cognitivo (aprendizado e 
memória) 
 
FONTES DOS L-AMINOÁCIDOS 
- exógena: proteínas da dieta 
→ garante o pool (mix) de aminoácidos endógeno 
- em todos os tecidos ocorre diariamente a degradação das 
proteínas que já cumpriram seu papel → elas asseguram 
para a célula um pool de aminoácidos endógenos 
- esse pool de aminoácidos tem vários destinos: síntese de 
proteínas corporais, síntese de compostos nitrogenados, 
cadeia carbonada… 
 
 
IMPORTÂNCIA DOS L-AMINOÁCIDOS PARA O ORGANISMO 
- balanço do nitrogênio: indivíduo saudável + dieta 
balanceada ⇒ equilíbrio nitrogenado (nitrogênio ingerido = 
nitrogênio excretado - 90% urina e 10% fezes) 
- equilíbrio nitrogenado: 
→ normoproteica (dieta com quantidade padrão de 
proteínas - entre 10 e 20% do valor energético total) 
 0,8 g/Kg/dia 
 1,2 a 1,4 g/Kg/dia 
→ hiperproteica (dieta que contém proteínas com 
quantidade maior do que 20% do valor energético total) 
 1,5 a 2,5 g/Kg/dia 
 
L-AMINOÁCIDOS E DERIVADOS 
- dopamina 
- adrenalina 
- grupo heme 
- creatina 
- NO 
- GABA 
- melatonina 
- serotonina 
- carnitina 
- ornitina 
- histamina 
- coenzima A 
- GSH 
- esfingolipídeos 
- taurina 
 
GLICINA (GLY) 
 
- apolar 
- alifático 
- não quiral 
- não essencial (o organismo produz endogenamente) 
 
- derivado da glicina: GLUTATIONA 
→ defesa antioxidante 
→ regulação de apoptose 
→ desintoxicação de drogas 
 
 
GLICINA, ARGININA, METIONINA 
- creatina (fígado) → creatinina (músculo) 
 
 
TIROSINA (TYR) 
 
- apolar 
- aromático 
- quiral 
- não essencial 
 
- derivado da tirosina: NEUROTRANSMISSORES 
(CATECOLAMINAS) 
→ L-dopa, adrenalina, noradrenalina 
→ melhoram o estado de alerta, atenção e foco 
 dilatação dos bronquíolos 
 aumento da frequência cardíaca 
 fígado converte glicogênio em glicose 
 pressão sanguínea alta 
 diminuição da atividade do sistema digestivo 
 
- derivado da tirosina: MELANINA 
 
→ erro do metabolismo da tirosina ⇒ albinismo 
 acúmulo de tirosina 
 ausência de melanina (pele, mucosa, cabelos, 
olhos) 
 
METIONINA, LISINA, GLICINA 
- L-carnitina (síntese no fígado) 
 
GLUTAMATO 
 
- polar negativo (carregado negativamente) 
- quiral 
- não essencial 
 
GLUTAMATO E GABA 
- glutamato: aminoácido precursor do neurotransmissor 
GABA (ácido gama-aminobutírico ou ácido amino-gama-
butírico) 
 
→ tipos celulares (terminal pré-sináptico e célula glial) - 
troca dinâmica de nutrientes (glutamato e glutamina) 
→ receptores glutamatérgicos - área rica em glutamato (pq 
tem receptores para glutamato), o qual se acumula nessa 
fenda sináptica 
→ glutamato tem um translocador específico (TAE) que 
permite que esse pool de glutamato alcance as células 
gliais → glutamato convertido em glutamina 
→ glutamina (aminoácido neutro) - também apresenta um 
translocador específico para sair da célula glial → vai pro 
terminal pré-sináptico 
→ reciclagem do glutamato via glutamina na fenda 
sináptica 
→ a glutamina é o precursor direto do glutamato (o 
contrário também pode acontecer: glutamato sintetizar 
glutamina, mas é menos frequente pq requer investimento 
energético da célula) 
→ a glutamina e o glutamato são aminoácidos não 
essenciais, ou seja, possuem rota de síntese (pelas 
enzimas, dependendo de quem se acumula primeiro: 
glutamato -- glutamina sintetase → glutamina // glutamina 
-- glutaminase → glutamato) 
→ mas pode ser que nesse processo ocorra déficit desses 
aminoácidos 
 perda de neurônios/alteração das sinapses ⇒ 
comprometimento da aprendizagem, memória, 
cognição (por isso é importante que eles sejam não 
essenciais) 
 
ARGININA (ARG) 
 
- polar carregado positivamente 
- quiral 
- condicionalmente essencial 
 
L-HISTIDINA 
 
- aminoácido essencial (o organismo não tem rota de 
síntese) - obtenção por fonte exógena 
 
- precursor do neurotransmissor HISTAMINA (L-histidina -- 
L-histidina descarboxilase → histamina) 
→ tempo de meia-vida instável - até pq pode ser 
interconvertida (outras rotas de conversão) 
→ amina biogênica vasodilatadora 
→ produzida e liberada em maior quantidadepor 
mastócitos e basófilos 
→ metabolização rápida 
→ envolvida em respostas imunológicas e alérgicas 
→ efeitos “macro” que promovem a liberação da 
histamina: extravasamento de plasma - edema, 
vermelhidão, coceira, etc 
 
AMINOÁCIDOS DE CADEIA RAMIFICADA - BCAA 
(LEVI - LEU, VAL, ILE) 
 
- são importantes para a regulação do metabolismo de 
proteínas, carboidratos, função cerebral e integridade da 
massa muscular 
- produção de energia 
- síntese de proteínas para contração muscular 
- reparo do tecido muscular após atividade física 
 
TAURINA 
- prevalece: retina, cérebro, tecido muscular 
- regulação do volume celular 
- precursor de sais biliares 
- modula a concentração de cálcio intracelular livre 
 
IMPORTANTE SABER: 
- quais são os 20 aminoácidos proteicos? 
- como as células conseguem manter os níveis de 
aminoácidos constantes? 
- quais as modificações que podem ocorrer nos 
aminoácidos proteicos? 
- quais os critérios de reconhecimento dos diferentes 
aminoácidos? 
- quais os destinos dessas biomoléculas nas células? 
- quais as suas funções? 
 
PEPTÍDEOS 
CONCEITOS GERAIS 
- são biomoléculas constituídas por até 50 resíduos de 
aminoácidos 
- são classificados de acordo com o número de 
aminoácidos constituintes: 
→ dipeptídeo, tripeptídeo, tetrapeptídeo ou oligopeptídeo 
 
 
 
GLUTATIONA - GSH 
- peptídeo tiol (SH) de baixo peso molecular mais 
abundante nas células 
- tripeptídeo - 3 aminoácidos 
- funções: 
→ envolvimento em defesa antioxidante - para todas as 
células, mas especialmente às hemácias (GSH - 
manutenção da integridade celular) 
→ regulação de morte celular programada (apoptose) - 
necessário para renovação celular/tecidual 
→ desintoxicação ou destoxificação de drogas 
 
→ cada cor é um aminoácido - ligações peptídicas (seta 
verde): estáveis e covalentes 
 rosa: glutamato 
 azul: cisteína (grupo tiol) - essencial 
 vermelho: glicina 
- o acúmulo de glutationa oxidada (GSS) nos tecidos 
sinaliza estado de alerta para a permanência de radicais 
livres ou espécies reativas de oxigênio = dano celular 
 
 
→ os grupos ionizáveis estão destacados (COO- e NH3) 
→ reação de condensação com desidratação (retirada de 1 
molécula de H2O) 
 entre o grupo carboxílico de um aminoácido e o 
grupo amino de outro 
 formação do tipo amida O=C-NH- : denota a 
direção de crescimento de um peptídeo/proteína 
→ ligação peptídica - covalente 
→ rígida e planar - em função da disposição dos elementos 
constituintes dos grupos ionizáveis 
obs. proteases - enzimas que podem degradar as ligações 
peptídicas 
obs. extremidade carboxiterminal - também conhecida por 
C-terminal 
 
GLUCAGON 
- sintetizado pelas células alfa pancreáticas 
- constituído por 29 resíduos de aminoácidos 
obs. nomenclatura de “resíduos” de aminoácidos pq 
quando se estabelece a ligação peptídica há a perda da 
molécula de água → resíduo: tudo que sobra a partir disso 
- peptídeo com ação hormonal 
obs. sinais (hormônios) → receptores (proteínas 
transmembrana) → segundos mensageiros e cascata 
proteica (processo denominado de transdução) 
- manutenção da homeostase glicêmica 
→ glucagon é liberado se ocorre hipoglicemia (baixos 
níveis de glicose no sangue) 
→ elevação dos níveis de glucose (glicose) 
→ relação com os hepatócitos (sensíveis ao glucagon) 
- o glucagon não precisou entrar na célula, bastou 
sensibilizar as proteínas transmembranas para 
desencadear a cascata molecular de resposta intracelular 
obs. receptor sensível ao glucagon - tipo metabotrópico 
 
-MSH - HORMÔNIO ESTIMULANTE DE MELANÓCITOS OU -
MELANOCORTINA 
- neuropeptídeo 
- originado a partir do processamento pós-traducional da 
pró-opiomelanocortina (POMC) - esta é um peptídeo 
precursor (inativo) das várias melanocortinas 
→ a partir da POMC são originados vários PEPTÍDEOS 
BIOATIVOS: hormônio adrenocorticotrófico (ACTH), -
lipotrofina (-LPH), -endorfina (-END) e -, -, -MSH 
 
 
→ setinhas pretas no POMC - pontos de corte → 
resultantes da ação de enzimas proteolíticas (processo = 
proteólise - quebra da ligação peptídica) 
 estratégia de clivagem em regiões específicas 
 liberação de peptídeos bioativos 
→ His-Phe-Arg-Trp → 4 resíduos que se repetem nessas 
melanocortinas - eles são responsáveis por manter a 
função biológica das moléculas 
 DOMÍNIO -> REGIÃO ALTAMENTE CONSERVADA 
 
- -MSH - atua no centro de controle da saciedade 
→ hipotálamo 
 
 
→ estrutura primária 
→ 13 resíduos de aminoácidos 
 o 1º (Ac-Ser) foi modificado após clivagem 
proteolítica 
→ ativo para ser reconhecido pelos receptores 
obs. para tornarem-se biologicamente ativos, os peptídeos 
sofrem diversas clivagens proteolíticas na molécula 
precursora (no caso da -MSH e de outras melanocortinas) 
 
GRELINA 
- produzido no estômago 
- atua no controle da ingesta alimentar (hipotálamo) e na 
liberação do hormônio do crescimento (GH) (hipófise) 
- peptídeo com 28 resíduos de aminoácidos 
- modificado por ácido graxo (acilação) - para ser ativo 
→ a modificação ocorre no terceiro aminoácido - Serina3 
 
→ cadeia primária 
 
- a concentração da grelina 
→ aumenta: antes das refeições - jejum ou hipoglicemia 
→ diminui: após a alimentação 
 sinaliza a satisfação em relação a ingesta → 
saciedade 
 
→ marcador fisiometabólico 
 
PROTEÍNAS 
ESTRUTURA E FUNÇÃO 
- os organismos possuem padrões 
- variedade funcional = diferenças na estrutura molecular 
→ as estruturas e as funções das proteínas derivam da 
diversidade e versatilidade dos 20 aminoácidos naturais e 
suas variações 
- proteínas: 
→ estruturais - colágeno 
→ motoras - actina 
→ hormonais - insulina 
→ enzimas - hexoquinase 
→ anticorpos - Ig 
→ transporte - Hb, Mb 
→ reserva - ferritina 
→ nucleoproteínas - histonas 
→ de membrana - glut., aquaporina 
 
- ligação química formada durante a síntese de proteínas: 
ligação peptídica 
- ligações químicas e interações que estabilizam a estrutura 
de proteínas: 
→ ligações iônicas - ex. NH3+ e COO- 
→ ligações hidrofóbicas - proximidades entre radicais 
hidrofóbicos (que “juntos” barram a molécula de água) 
 classificadas como “interações” 
→ ligações de hidrogênio - H com O ou N 
 não covalentes 
→ pontes dissulfeto - “curvas”/enovelamento da molécula 
 sempre entre resíduos de cisteína (grupo tiol) 
→ ligação por íon metálico - dobramento ex. magnésio, 
manganês… - genericamente cátions bivalentes 
 
NÍVEIS ESTRUTURAIS 
- organização das centenas proteínas nas células 
 
→ ESTRUTURA PRIMÁRIA: sequência alinhada 
 resíduos de aminoácidos - determinam qual será o 
padrão de enovelamento da proteína (se eles são 
carregados, polares…) 
→ ESTRUTURA SECUNDÁRIA: tipos - helicoidal e laço 
→ ESTRUTURA TERCIÁRIA: padrão de enovelamento 
 nível/estrutura tridimensional 
 prevalecem estruturas helicoidais (mas existem 
proteínas que possuem o tipo laço também) 
→ ESTRUTURA QUATERNÁRIA: 2 ou mais cadeias 
polipeptídicas/subunidades 
 
- o padrão conformacional das proteínas é determinado 
geneticamente de acordo com o número e com a 
sequência de resíduos de aminoácidos 
 
PROTEÍNAS FIBROSAS 
- poucos solúveis 
- são proteínas de sustentação 
 
COLÁGENO = tripla hélice = tropocolágeno 
- prolina ou hidroxiprolina constituem cerca de ⅙ da 
sequência total 
- 3 cadeias polipeptídicas distendidas (e não enoveladas) 
- prevalece -hélice 
- fibrosa - menos solúvel 
- tipos de ligações: pontes de hidrogênio 
- proteína simples → função: estrutural 
- 20 tipos - Gly-X-Y... 
- vitamina C 
- hidroxiPROLINA e hidroxiLISINA 
- proteína estrutural fibrosa mais abundante nos tecidos 
animais 
 
PROTEÍNAS GLOBULARES 
- são solúveis 
- são proteínas com funções variadas (exceto de 
sustentação) - são enzimas, anticorpos, proteínas de 
membranas, proteínas de transporte, de reserva, 
hormônios… 
 
MIOGLOBINA - estrutura terciária 
- UMA subunidade ou cadeia polipeptídica 
- prevalece -hélice 
- enovelada ouglobular - mais solúvel 
→ os resíduos de aminoácidos polares encontram-se na 
superfície da molécula 
- proteína conjugada - apresenta o grupo heme (prostético) 
 
→ ligações mantém esse padrão de enovelamento e 
permitem que a proteína seja funcional 
→ amarelo: ligações de hidrogênios 
→ azul: pontes dissulfeto 
→ verde: aproximação de cadeias laterais de aminoácidos 
hidrofóbicas - expulsão da água 
→ laranja: interações iônicas - grupos ionizáveis 
 
INSULINA - estrutura quaternária 
- precursor da insulina = insulina inativa - 3 cadeias 
→ pré-pró-insulina (fica estocada em forma de grânulos 
nas células -pancreáticas) 
- ativação da insulina - remoção (clivagem proteolítica) do 
peptídeo C (segmento da molécula de insulina, constituído 
por resíduos de aminoácidos) 
- importância do peptídeo C - marcador endógeno da ação 
da insulina 
→ pode ser usado para dosar a produção endógena de 
insulina, não sofrendo efeito das administrações de 
insulina subcutânea 
→ seu tempo de meia vida é de aproximadamente 30 
minutos 
→ intimamente relacionado ao processo de maturação 
(ativação) da insulina 
obs. com peptídeo C - insulina inativa 
 
INSULINA ATIVA 
- nível quaternário: 2 cadeias - unidas por pontes dissulfeto 
(ligações covalentes) 
- não apresenta grupo químico adicional 
- 51 resíduos de aminoácidos - proteína e não peptídeo 
 
LEPTINA 
- um tipo de adipocina - proteínas que são sintetizadas e 
secretadas na circulação pelo tecido adiposo 
- 167 aminoácidos 
- estrutura terciária ou estrutura tridimensional 
- é ativa com 4 regiões em -hélice 
→ várias ligações químicas para estabilizar a estrutura 
→ regiões ricas em alanina - representa a melhor 
tendência a formar -hélice 
 favorece a formação dessa estrutura helicoidal 
- exerce efeito inibitório na ingestão alimentar e aumento 
no gasto energético 
→ otimiza o consumo dos alimentos que já estão no 
organismo 
- a deficiência ou a resistência do organismo à leptina pode 
resultar em obesidade e diabetes 
→ leptina - ação hormonal 
 necessita de receptores para exercer seus efeitos 
 
ADIPONECTINA 
- um tipo de adipocina 
- funções: 
→ controle da ingestão alimentar 
→ homeostase energética 
→ proteção contra aterosclerose 
→ aumento da sensibilidade à insulina 
→ ação anti-inflamatória e vasculoprotetora 
- produzida: tecido adiposo, células endoteliais e epiteliais, 
macrófagos, linfócitos 
- 244 aminoácidos e possui três domínios (região da 
molécula que é altamente conservada e responsável pela 
sua função biológica): 
→ um domínio globular - padrão de enovelamento 
→ um sinal de sequência 
→ um domínio colágeno-like (50) 
 semelhante ao colágeno 
- conformação - folha beta pregueada 
→ setas 
→ se relaciona à estrutura em laço 
→ cadeia polipeptídica dobra sobre si mesma e é 
interconectada por regiões de segmentos que não têm 
uma estrutura definida (não é -hélice e nem é 
representado por seta - são loops/alças) 
- sequência (peptídeo) sinal logo no início, próximo à 
extremidade N-terminal 
→ importante para sinalizar a distribuição dessa proteína 
na corrente sanguínea, a chegada até os tecidos… vai 
endereçar a proteína ao local dos receptores que deverão 
ser sensibilizados (endereçamento de proteína) 
 
HEMOGLOBINA 
- proteína globular e conjugada (depende de um 
grupamento ou de outra molécula associada para tornar-se 
ativa) 
- 4 subunidades - nível quaternário 
→ regiões ricas em -hélice 
→ 2 subunidades e 2 subunidades 
→ grupo heme em cada uma 
- abundante na hemácia 
- função: transporte de oxigênio 
- rica em histidina - tamponamento celular 
 
AJUSTES CONFORMACIONAIS NA HEMOGLOBINA 
 
→ desoxihemoglobina (deoxi) - nos tecidos periféricos 
 pq eles requerem oxigênio - a Hb fica sem (doa 
para os tecidos) 
 conformação T - ausência do ligante fisiológico 
(oxigênio) 
→ tensa - ubunidades tensionadas 
→ oxihemoglobina (oxi) - nos alvéolos pulmonares 
 conformação R - ambiente rico em oxigênio 
→ relaxada 
 
HEMOGLOBINAS ANORMAIS 
- mutação pontual 
 
 
PROTEÍNAS DE MEMBRANA - GLUT (glucose transporter) 
- transportam glicose da corrente sanguínea para o interior 
da célula 
- os receptores GLUT são proteínas transmembranas - 
apresentam-se como proteínas organizadas em MOTIVO 
(aspecto global de estrutura da proteína) em -barril 
→ aspecto organizacional 
→ -barril - estruturas em setas, laços entre si -> 
estabilizadas preferencialmente por ligações de hidrogênio 
 
 
- regiões hidrofóbicas (inseridas na bicamada lipídica) e 
regiões hidrofílicas (meios intra e extracelular), que 
permitem o arranjo estrutural e funcional da proteína 
GLUT 
 
- sistema de endereçamento/sequência sinalizadora 
- cite outros exemplos de proteínas (receptores) que 
ocorrem nas hemácias, fígado, pâncreas 
 
 
 
 
 
- qual a importância fisiológica de se conhecer os “pontos 
de quebra” (clivagem proteolítica)?