tutoria 3 - metabolismo CECÍLIA BITTENCOURT (1)

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TUTORIA 3 – PROTEÍNAS 
 
 
 
 DEFINIR E CLASSIFICAR OS AMINOÁCIDOS 
 
Os aminoácidos são as unidades estruturais fundamentais de proteínas e peptídeos. São 
moléculas orgânicas que apresentam os seguintes grupos químicos comuns a todos eles: 
um grupo carboxila (COOH), um grupo amino (NH2), um átomo de hidrogênio (H) e um 
radical ou cadeia lateral (R). Os diversos aminoácidos diferem apenas na natureza 
química do grupo ligado à cadeia lateral. 
A maioria dos aminoácidos encontrados em peptídeos e proteínas são moléculas 
assimétricas. Esses aminoácidos assimétricos (como veremos ao longo do 
desenvolvimento dessa aula) apresentam configuração absoluta L. Os vinte aminoácidos 
mais comumente encontrados na estrutura de proteínas são denominados aminoácidos 
padrões ou primários. Utiliza-se esse termo para diferenciar os aminoácidos primários 
dos aminoácidos derivados ou especiais. Os aminoácidos derivados ou especiais são 
formados a partir de reações químicas sofridas por um dos vinte aminoácidos primários. 
O grupo amino (NH2) de um aminoácido reage com o grupo carboxila (COOH) de outro 
aminoácido formando uma ligação covalente denominada ligação peptídica. A ligação 
peptídica une os aminoácidos formando os peptídeos e proteínas. Os peptídeos são 
pequenas cadeias de aminoácidos enquanto as proteínas são cadeias enormes. 
ESTRUTURA GERAL DOS AMINOÁCIDOS 
Os aminoácidos são moléculas orgânicas formadas por um grupo amino (NH2), uma 
carboxila (COOH), um átomo de hidrogênio (H) e um radical ou cadeia lateral (R), ligados 
ao átomo de carbono 2 (C-2). O carbono 2 dos aminoácidos é denominado carbono a. Os 
aminoácidos diferem entre si apenas na natureza do grupo químico das suas cadeias 
laterais ligados ao carbono a (Figuras 1a e 1b). Os aminoácidos em pH 7,0 são 
encontrados na forma ionizada, isto é, o grupo carboxila com carga negativa (COO-) e o 
grupo amino com carga positiva (+NH3). Essa forma ionizada do aminoácido é 
denominada íon dipolar, íon híbrido ou zwitterion (termo alemão que significa íon 
híbrido) (Figura 1b). 
Os vinte aminoácidos mais comumente encontrados em proteínas são denominados 
aminoácidos primários ou padrões. Esses aminoácidos são produzidos a partir de uma 
informação genética contida na molécula do DNA. Os carbonos adicionais da cadeia 
lateral dos aminoácidos são designados pelas letras gregas b, g, d, e, etc., e são assim 
nomeados a partir do carbono a (Figura 2). O carbono do grupo carboxila (COOH) de um 
aminoácido é o carbono 1 (C-1), o carbono a é o carbono2(C-2), o carbono â é o C-3,o 
carbonogoC-4,eassim sucessivamente. 
ESTEREOQUÍMICA DOS AMINOÁCIDOS 
A maioria dos aminoácidos como a alanina (cuja cadeia lateral é um grupo metil) 
apresenta carbono assimétrico, sendo a glicina a única exceção. Como a cadeia lateral da 
glicina é um átomo de hidrogênio, esse aminoácido apresenta um carbono simétrico. 
DETERMINAÇÃO DA CONFIGURAÇÃO ABSOLUTA DOS AMINOÁCIDOS 
Para determinação da configuração absoluta dos aminoácidos o grupo carboxila (COOH) 
é posicionado na parte superior da molécula, na mesma posição do grupo aldeído (CHO) 
da molécula de referência (o Gliceraldeído). O grupo amino (NH2) e o átomo de 
hidrogênio (H) localizam-se no plano horizontal da molécula e a cadeia lateral na parte 
inferior. Se o grupo amino (NH2) estiver para o lado direito, coincidindo com a mesma 
posição da hidroxila (OH) do D-Gliceraldeído, diz-se que a configuração do aminoácido é 
D; se o grupo amino (NH2) estiver para a esquerda, coincidindo com a mesma posição da 
hidroxila (OH) no L-Gliceraldeído, a configuração será L (Figura 4). A maioria dos 
aminoácidos encontrados em proteínas apresenta configuração absoluta L, excetuando-
se a glicina que não tem carbono assimétrico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
DISTINÇÃO ENTRE OS TERMOS CONFIGURAÇÃO ABSOLUTA E DESVIO DA LUZ PLANO 
POLARIZADA 
Convém destacar que as letras maiúsculas D e L que antecedem os nomes dos 
aminoácidos não se referem ao desvio da luz plano polarizada, mas, à configuração 
absoluta dessas moléculas. Portanto, deve ser evitado o freqüente equívoco de fazer 
associação entre essas letras e o desvio da luz plano polarizada. Para se referir ao desvio 
da luz plano polarizada são utilizados os símbolos (+), para dextrorrotatório e (-) para 
levorrotatório, escritos após as letras D e L, seguido do nome do aminoácido. Por 
exemplo, aminoácido L (-) serina, apresenta configuração absoluta L e é levorrotatório, 
enquanto L (+) serina, apresenta configuração absoluta L e é dextrorrotatório. 
MOTIVOS QUE EXPLICAM A ASSIMETRIA DOS AMINOÁCIDOS 
A configuração das moléculas enquanto estruturas assimétricas, é explicada por duas 
razões principais: 
A enorme diversidade de formas percebidas na natureza somente poderia ser possível 
com moléculas assimétricas. Se as biomoléculas fossem simétricas, teríamos um mundo 
pobre em formas, previsível e monótono, enfim, sem a riqueza da diversidade observada 
na biosfera. 
As moléculas que entram na composição da matéria viva, na sua grande maioria, não 
estão isoladas no ambiente celular. Elas interagem entre si e essa interação ocorre com 
o encaixe de uma molécula em outra através da complementaridade das suas formas. A 
forma da molécula é determinada por sua estrutura assimétrica e tal configuração é que 
possibilita a relação de complementaridade que existe entre elas. 
CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS QUANTO À POLARIDADE DA CADEIA LATERAL (R) 
Os aminoácidos são classificados de acordo com a polaridade da sua cadeia lateral em 
apolares (hidrofóbicos ou insolúveis em água), polar neutro (hidrofílico ou solúveis em 
água), polar com carga negativa (ácido) e polares com carga positiva (básico). Entende-
se por polaridade a capacidade de um grupo químico formar pólos elétricos, o que 
possibilita a esse grupo se solubilizar em água interagindo com ela por pontes de 
hidrogênio; Os aminoácidos apolares são insolúveis em água por apresentarem em sua 
cadeia lateral apenas hidrocarboneto. Os aminoácidos polares são solúveis em água 
porque apresentam em sua cadeias laterais grupos polares como OH, NH e C=O, que 
fazem pontes de hidrogênio com a água. Os aminoácidos básicos apresentam carga 
líquida positiva no pH 7,0; enquanto os aminoácidos ácidos apresentam carga líquida 
negativa no pH 7,0, permitindo a esses aminoácidos formarem uma camada de 
hidratação quando adicionados à água, revelando, portanto, sua propriedade hidrofílica. 
AMINOÁCIDOS APOLARES OU HIDROFÓBICOS 
Os grupos R nesta classe de aminoácidos são apolares ou hidrofóbicos (Figura 5). São 
formados em sua maioria por hidrocarbonetos. Os aminoácidos dessa classe são L-
alanina, L-valina, L-leucina, L-fenilalanina, L- prolina, L-triptofano, L-metionina e L-
isoleucina. 
AMINOÁCIDOS POLARES OU POLARES NEUTROS 
Os grupos R destes aminoácidos são hidrofílicos, ou solúveis em água. Isso se deve aos 
grupos funcionais de suas cadeias laterais que formam pontes de hidrogênio com a água. 
Esta classe de aminoácidos inclui serina, L-treonina, L-cisteína, L-asparagina, L-tirosina, L-
gluta- mina e glicina 
AMINOÁCIDOS POLARES ÁCIDOS (COM CARGA LÍQUIDA NEGATIVA) NO pH 7,0 
Os aminoácidos ácidos apresentam grupos R com carga líquida nega- tiva em pH 7,0 que 
são L-aspartato e L-glutamato. Vale destacar que cada um deles possui na cadeia lateral 
um segundo grupo carboxila ioni- zado em pH 7,0 
AMINOÁCIDOS POLARES BÁSICOS (COM CARGA LÍQUIDA POSITIVA) NO pH 7,0 
Os aminoácidos cujos grupos R apresentam carga positiva líquida em pH 7,0 são 
denominados aminoácidos básicos. Dessa classe fazem parte lisina, arginina e histidina 
AMINOÁCIDOS AROMÁTICOS 
Os aminoácidos que apresentam em sua cadeia lateral um grupo fenil ou anel aromático 
são denominados aminoácidos aromáticos, que são L- tirosina, L-triptofano e L-
fenilalanina 
CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS QUANTO AS SUAS NECESSIDADES NUTRICIONAIS 
Levando em consideração o critério nutricional, os aminoácidos sãoclassificados em 
essenciais e não essenciais. Definem-se os aminoácidos essenciais como aqueles que não 
são produzidos nas células e, desta forma, devem ser obtidos por meio da alimentação. 
Os aminoácidos não essenciais são os que podem ser produzidos pelas células. A tabela 
2 lista os aminoácidos essenciais e não essenciais. 
 
AMINOÁCIDOS DERIVADOS OU ESPECIAIS 
Os aminoácidos derivados ou especiais são formados a partir de um dos 20 aminoácidos 
padrões ou primários. Esses aminoácidos resultam de modificações químicas sofridas por 
um dos aminoácidos primários após a sua produção na célula. A L-cistina é um 
aminoácido derivado formada a partir da oxidação de duas moléculas de L-cisteína 
(Figura 10). A oxidação das moléculas orgânicas tanto pode ocorrer com a perda de 
átomos de hidrogênio como com o aumento de átomo de oxigênio ligado ao carbono. A 
oxidação da cisteína ocorre com a perda de átomo de hidrogênio do grupo tiol (SH) da 
cadeia lateral. 
O aminoácido g-carboxiglutâmico, cuja função é ligar o cálcio, é en-contrado na proteína 
da coagulação sangüínea, a protrombina. O amino- ácido 4-hidroxiprolina, derivado da 
prolina, e a 5-hidroxilisina, derivado da lisina, são encontrados no colágeno que é uma 
proteína fibrosa com uma função estrutural. 6-N-metilisina é encontrado na miosina, 
proteína que atua na contração muscular (Figura 11). 
Desmosina e isodesmosina são aminoácidos derivados formados a partir da reação de 
quatro moléculas de lisina. A elastina, uma proteína de propriedade elástica, é rica em 
desmosina e isodesmosina. Esses ami- noácidos têm importância fundamental na 
atividade biológica dessa pro- teína, pois são eles que conferem a ela elasticidade, uma 
vez que esses aminoácidos interligam cadeias polipeptídicas. 
→ Classificação dos aminoácidos 
Os aminoácidos são agrupados, geralmente, de acordo com as características de suas 
cadeias laterais. De acordo com essas características, podemos dividi-los em: 
• Aminoácidos com cadeias laterais apolares; 
• Aminoácidos com cadeias laterais polares; 
• Aminoácidos ácidos (aminoácidos que possuem cadeias laterais com carga negativa 
devido à presença de grupos carboxila); 
• Aminoácidos básicos (aminoácidos que possuem o grupo amino nas cadeias laterais). 
• PEPTÍDEOS 
• Os peptídeos são cadeias pequenas de aminoácidos formadas a partir da reação 
dos aminoácidos. Nessa reação, o grupo carboxila de um ami- noácido reage com 
o grupo amino de um outro aminoácido, produzindo uma ligação covalente 
denominada ligação peptídica (Figura 12). Uma unidade de aminoácido na cadeia 
polipeptídica é denominada resíduo devido à perda de uma hidroxila pelo grupo 
carboxila de um aminoácido e a eliminação de um átomo de hidrogênio pelo 
grupo amino. 
 
NOMENCLATURA DOS RESÍDUOS DE AMINOÁCIDOS NA CADEIA PEPTÍDICA 
A extremidade de uma cadeia polipeptídica que contém o grupo amino corresponde ao 
primeiro resíduo de aminoácido e a que contém o grupo carboxila corresponde ao último 
resíduo de aminoácido. Os resíduos de aminoácidos na cadeia polipeptídica são 
nomeados por substituição do sufixo ina do nome do aminoácido corres- pondente por 
il, como serina, que passa a ser denominada seril e glicina de glicil. Aminoácidos como 
tirosina, são nomeados apenas por substituição da letra a por il, portanto, tirosinil. O 
último amino- ácido de uma cadeia polipeptídica é nomeado sem qualquer altera- ção no 
seu nome. O peptídeo Ser·Gly·Ala·Val·Phe·Met·Ala formado por 7 resíduos de 
aminoácidos, quais sejam: serina, glicina, vali- na, fenilalanina, metionina e alanina é 
nomeado serilglicilalanilvalil- fenilalanilmetionilalanina. 
NOMENCLATURA DOS PEPTÍDEOS 
Os peptídeos que apresentam até dez resíduos de aminoácidos, são nomeados 
empregando os prefixos di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa, nona e deca ao nome 
peptídeo. Por exemplo: o peptídeo formado por dois aminoácidos é denominado 
dipeptídeo; o que é formado por três, tripeptídeo; por quatro, tetrapeptídeo; por cinco, 
pentapeptídeo, etc. Para os peptídeos que apresentam mais de dez resíduos de 
aminoácidos utilizamos os termos oligopeptídeos ou polipeptídios. 
PEPTÍDEOS DE OCORRÊNCIA BIOLÓGICAS 
A tabela 3 traz exemplos de alguns peptídeos com importantes atividades biológicas 
como os dipeptídeos carnosina e anserina que atuam como tampões. Os tampões são 
misturas de ácidos e bases fracos que atuam no tamponamento do pH, ou seja, atuam 
evitando variações no valor de pH tanto para valores ácidos como básicos. Esses 
dipeptídeos atuam tamponando o pH de células musculares. O tripeptídeo glutationa 
atua como um antioxidante, evitando a oxidação de moléculas orgânicas e de metais, 
como o íon F2+ que pode ser oxidado a Fe. 
O aspartame é um dipeptídeo formado por fenilalanina e aspartato. O aspartame é um 
adoçante de baixa caloria, obtido por processos indus- trializados, é bastante utilizado 
em dietas de emagrecimento. 
Dois aminoácidos ligados formam um dipeptídeo. Três um tripeptídeo, quatro um 
tetrapeptídeo, cinco um pentapeptídeo, e assim por diante. Poucos aminoácidos unidos 
formam um oligopeptídeo, muitos aminoácidos unidos formam um polipeptídeo. A 
diferença entre um polipeptídeo e uma proteína é a massa molecular. Com uma massa 
molecular abaixo de 10.000 temos um polipeptídeo, acima de 10.000 temos uma 
proteína. Não existe correlação entre o comprimento de um peptídeo e sua atividade 
biológica. Peptídeos de ocorrência natural podem variar em comprimento de dois a 
muitas centenas de resíduos de aminoácidos, mas mesmo os menores peptídeos podem 
apresentar importantes efeitos biológicos. 
CONCLUSÃO 
Os aminoácidos são as unidades estruturais formadoras dos peptídeos e proteínas. Os 
vinte aminoácidos comumente encontrados nessas moléculas são alfa aminoácidos 
formados por um grupo amino, uma carboxila, um átomo de hidrogênio e uma cadeia 
lateral. Esses aminoácidos são denominados padrões ou primários e apresentam uma 
configuração absoluta L, com exceção da glicina (que é o único aminoácido que não 
apresenta carbono assimétrico). Os aminoácidos primários se classificam de acordo com 
a polaridade da cadeia lateral em apolar (ou hidrofóbico), polar neutro (ou hidrofílico), 
polar com carga positiva e polar com carga negativa (ou ácido). Os grupos amino e 
carboxila desses aminoácidos reagem em uma reação de desidratação (eliminação de 
água) formando os peptídeos (que são pequenas cadeias de aminoácidos) e as proteínas 
(grandes cadeias de aminoácidos). 
RESUMO 
Os aminoácidos são moléculas orgânicas formadas por um grupo carboxila, um grupo 
amino, um átomo de hidrogênio e um radical ou ca- deia lateral. São as unidades 
estruturais das proteínas e peptídeos. Os 20 aminoácidos comumente encontrados na 
estrutura de proteínas são de- nominados aminoácidos padrões ou primários. A maioria 
dos aminoáci- dos tem seus nomes terminados com o sufixo “ina”, como: prolina, glici- 
na, alanina asparagina, etc. Outros têm nomes terminados em “ano”, como o triptofano 
e em “ico”, como o ácido aspártico e o ácido glutâmico. A maioria dos aminoácidos 
encontrados em proteínas apresenta configura- ção absoluta L, excetuando-se a glicina 
que não tem carbono assimétrico. Os aminoácidos são classificados de acordo com a 
polaridade da sua ca- deia lateral em apolar (hidrofóbico), polar neutro (hidrofílico), polar 
com carga negativa (ácido) e polar com carga positiva (básico). A cadeia late- ral dos 
aminoácidos apolares é formada por hidrocarbonetos ou átomos com valores de 
eletronegatividade próximos do carbono e hidrogênio como alanina, valina, leucina, 
fenilalanina, prolina, triptofano, metionina e iso- leucina. Os aminoácidos polares ou 
polares neutros apresentam grupos R solúveis em água como serina, treonina, cisteína, 
asparagina, tirosina, glutamina e glicina. Os aminoácidos básicos apresentam grupos R 
com carga positiva líquida em pH 7,0 como lisina, arginina e histidina e os ácidos têm 
grupos R com carga líquidanegativa como aspartato e gluta- mato. Os aminoácidos 
essenciais não são produzidos nas células e devem ser obtidos da alimentação. Os 
aminoácidos não essenciais são produzi- dos pelas células. Os aminoácidos derivados ou 
especiais são formados a partir de modificações químicas sofridas por um dos 20 
aminoácidos pri- mários após a síntese da cadeia polipeptídica. Os peptídeos são cadeias 
pequenas de aminoácidos, que podem ser formados pela reação dos aminoácidos ou 
pela hidrólise de proteínas. O grupo carboxila de um aminoácido reage com o grupo 
amino de um outro aminoácido, produzindo uma ligação covalente denominada ligação 
peptídica. Os peptídeos que apresentam até dez resíduos de aminoácidos, são nomeados 
empregando os prefixos di, tri, tetra, penta, hexa , hepta, octa, nona e deca ao nome 
peptídeo. Para os peptídeos que apresentam mais de dez resíduos de ami- noácidos, 
utilizam-se os termos oligopeptídeos ou polipeptídios. 
PROTEÍNAS 
Proteínas são polímeros de aminoácidos, unidos por ligação covalente do tipo amida 
denominada ligação peptídica. Uma proteína contém mais de 100 resíduos de 
aminoácido o que equivale a uma massa molar superior a 10.000g/mol. As proteínas 
exercem as mais diferentes funções num organismo, como, por exemplo, a luciferina do 
vagalume que emite luz através de uma reação química, a hemoglobina que é a proteína 
transportadora de oxigênio ou a queratina que forma os cabelos, unhas e chifres dos 
animais. 
As proteínas, assim como os polissacarídeos são polímeros de peso molecular geralmente 
muito elevado. Elas estão presentes em todos os organismos vivos, onde atuam em 
diferentes papéis. Dentre eles podemos destacar: 
Proteínas estruturais: Muitas proteínas constituem estruturas de suporte que fornecem 
proteção ou resistência a estruturas biológicas. É o exemplo do colágeno, presente em 
tecidos de sustentação como cartilagens, pele, ossos e dentes e da queratina, presente 
no cabelo, nos pêlos e nas unhas. 
Proteínas transportadoras: Essas proteínas são muito úteis no transporte de íons e 
moléculas de um órgão para outro. É o caso da hemoglobina, que transporta oxigênio do 
pulmão para os tecidos e das lipoproteínas, transportadoras de lipídeos entre o intestino, 
o fígado e o tecido adiposo. 
Proteínas de defesa: Defendem os organismos contra a invasão de outras espécies ou os 
protegem de ferimentos. Compreendem a trombina e o fibrinogênio, indispensáveis no 
processo de coagulação sangüínea e os anticorpos. 
Proteínas nutrientes: Muitas sementes (de milho, trigo e arroz, por exemplo), armazenam 
proteínas que servem como nutriente para o vegetal. A ovoalbumina, principal proteína 
do ovo e a caseína, proteína do leite, também pertencem a essa classe. 
Enzimas: As enzimas constituem uma classe muito especial de proteínas e assumem 
grande importância na área de alimentos. Pertencentes ao conjunto mais numeroso e 
variado de proteínas, as enzimas são moléculas que aceleram (catalisam) reações que, 
sem ela, ocorreriam muito lentamente no organismo. Um exemplo bastante fácil de ser 
compreendido é o da amilase salivar, presente na saliva e responsável pelo início da 
digestão do amido proveniente dos alimentos. 
Estrutura das proteínas: 
Estrutura primária: Sequência de aminoácidos unidos por ligações peptídicas, terminal 
amino e carboxila com números variáveis de resíduos de aminoácidos. 
Estrutura secundária: No arranjo mais simples proposto por Pauling e Corey, a cadeia 
polipeptídica enrolava-se sobre si mesma, na forma de um espiral. Essa conformação 
ficou conhecida como alfa-hélice e ela é formada pelo estabelecimento de interações do 
tipo ponte de hidrogênio entre o H do grupo amino (-NH) e o O da carbonila (C = O). 
A estrutura helicoidal permite uma utilização mais eficiente das pontes de hidrogênio 
internas, o que faz com que essa conformação seja a mais abundante. Todas as ligações 
peptídicas participam em tais pontes de hidrogênio. Apesar disso, nem todos os 
polipeptídeos podem formar uma alfa-hélice estável. Isso porque a cadeia lateral dos 
aminoácidos (os grupos R) pode influenciar nessa estabilidade. Por exemplo: se uma 
cadeia polipeptídica apresentar muitos resíduos de lisina e/ou arginina próximos uns dos 
outros, os grupos R positivamente carregados desses aminoácidos repelir-se-ão 
mutuamente, impedindo a formação da alfa-hélice. 
Apesar de a alfa-hélice ser a estrutura secundária mais simples, existem outras 
conformações possíveis. Um outro modelo que merece destaque é a beta conformação 
ou beta pregueada (figura abaixo). Esse nome deve-se à semelhança dessa estrutura com 
uma folha de papel dobrada em ziguezague. Nessa conformação, também são formadas 
pontes de hidrogênio, mas essas podem ser estabelecidas entre átomos de uma mesma 
molécula (intracadeia), como na alfa-hélice, ou entre átomos de cadeias polipeptídicas 
diferentes (intercadeia). 
ESTRUTURA TERCIÁRIA DAS PROTEÍNAS 
As ligações peptídicas não são os únicos componentes das proteínas a interagir entre si: 
os grupos constituintes das cadeias laterais (R) também apresentam essa capacidade. A 
diferença é que as cadeias laterais, além das pontes de hidrogênio, também utilizam 
outros tipos de força intermolecular. Assim, temos: 
Pontes de hidrogênio: ocorrem entre um átomo de H de um grupo hidroxila (-OH) 
proveniente de um aminoácido específico e o O da carbonila (C = O) de outro aminoácido. 
Ligações hidrofóbicas (ou forças de Van der Waals): ocorrem entre cadeias apolares de 
aminoácidos como Leu, Ile, Ala, Val e Fen. Imagine que uma proteína rica nesses 
aminoácidos de cadeia lateral apolar estivesse em meio aquoso. O que aconteceria? Nos 
pontos da cadeia onde ocorrem as interações hidrofóbicas a cadeia sofre uma "dobra 
para dentro", visando impedir o contato desse ponto com a água. 
Pontes salinas ou interações iônicas: interação devida à atração entre porções 
carregadas* de sinais opostos presentes nos grupos laterais de dois aminoácidos. 
* De onde vem essas cargas? Se você der uma olhada na tabela de aminoácidos, verá que 
alguns apresentam características ácidas, o que quer dizer que, em água, o grupo -COOH 
perderá seu H, formando -COO-. Em contrapartida, o grupo -NH2 de aminoácidos de 
cadeia lateral básica têm tendência de receber um H, quando em água, e formar o íon - 
NH3+. 
Pontes de enxofre ou ligações dissulfeto: o aminoácido cisteína possui grupamentos tiol 
(-SH) em sua cadeia lateral. Dois resíduos de cisteína podem, assim, interagir originando 
uma ligação -S-S-, característica da molécula de cistina (dipeptídeo da cisteína). As pontes 
dissulfeto são, aproximadamente, 10 vezes mais fortes que as citadas acima. 
O aumento no número de possibilidades de interação faz com que a proteína "dobre-se" 
ainda mais. Essa nova estrutura, mais enovelada, é denominada estrutura terciária. 
Uma mesma estrutura terciária pode apresentar mais de um tipo de estrutura secundária 
A estrutura terciária pode ser formada por vários tipos de estrutura secundária. Veja o 
exemplo da lisozima, proteína presente nas lágrimas, que confere proteção ao ataque 
microbiano: as regiões em vermelho correspondem à estrutura em alfa-hélice, enquanto 
as regiões em azul são cadeias polipeptícas em conformação beta-pregueada. 
Estrutura terciária da lisozima 
Essa é a estrutura terciária da glicose-isomerase. Observe que ela também é formada a 
partir da associação de alfa-hélices e folhas beta-pregueadas. 
Estrutura terciária da glicose-isomerase 
A estrutura terciária refere-se à estrutura tridimensional total das proteínas e não é 
totalmente rígida. 
Como podemos perceber, a diferença entre as estruturas secundária e terciária é muito 
clara. Enqüanto a secundária deve-se às pontes de hidrogênio estabelecidas entre 
aminoácidos relativamente próximos entre si, a terciária se deve às interações entre os 
grupos laterais, freqüentemente entre aminoácidos situados a uma certa distância na 
estrutura primária. E são justamenteessas interações que fazem com que as gigantescas 
moléculas protéicas enrolem-se e permaneçam dessa forma, essencial para o bom 
desempenho de sua atividade biológica. 
Você pode estar pensando que, diante de tantas mudanças conformacionais, a estrutura 
primária de uma proteína não é importante. MUITO PELO CONTRÁRIO!!! As propriedades 
características de uma proteína são decorrência da sua estrutura primária, uma vez que 
ela é que define as estruturas secundária e terciária. 
Esquema de estrutura quaternária 
Existem algumas proteínas que possuem mais de uma cadeia peptídica. Sendo que cada 
cadeia apresenta uma estrutura primária, secundária e terciária característica, dizemos 
que a proteína formada por mais de uma cadeia é formada por subunidades. Nesse 
contexto, denomina-se estrutura quaternária o arranjo espacial resultante da união de 
duas ou mais cadeias protéicas que formam uma proteína. As subunidades unem-se 
através das mesmas forças intermoleculares citadas anteriormente, com destaque 
especial para as interações hidrofóbicas e excetuando as ligações covalentes. A insulina, 
a quimiotripsina e a hemoglobina são exemplos de proteínas que apresentam estrutura 
quaternária. A figura ao lado representa, esquematicamente, uma estrutura quaternária. 
Observe que há dois tipos de cadeia polipeptídica, constituindo duas subunidades. 
A configuração espacial final das proteínas (estrutura terciária ou quaternária) é 
constante e determinante das funções biológicas por elas exercidas. 
As proteínas globulares são esferas compactas e irregulares resultantes do enovelamento 
da cadeia polipeptídica. São bastante solúveis em água e possuem funções diversificadas. 
A mioglobina e a hemoglobina são exemplos. 
As proteínas fibrosas são proteínas de formato cilíndrico, apresentam baixa solubilidade 
em água e possuem funções estruturais. (p.ex.: colágeno e queratina). O colágeno é 
pouco solúvel em água; apresenta uma tripla hélice estabilizada por pontes de 
hidrogênio. Com uma sequência repetida de glicina, prolina e hidroxiprolina. Possuindo 
também ligações cruzadas covalentes de alisinas que aumentam a sua resistência 
tensional. A formação de hidroxiprolina e hidroxilisina requer vitamina C. Abaixo um 
exemplo da estrutura do colágeno, uma proteína fibrosa. 
Desnaturação Protéica: 
A exposição de proteínas a pH extremos ou temperaturas elevadas, mesmo por períodos 
curtos, faz com que a maioria delas apresentem modificações físicas em sua conformação 
tridimensional e em sua função fisiológica, processo conhecido como desnaturação. 
Desta forma, a perda da configuração espacial modifica completamente sua função, 
podendo até significar a destruição da proteína. 
Fisiologicamente, condições extremas de desnaturação protéica são obtidas com 
variação brusca acima de 50oC e pH abaixo de 5,0, ambas condições incompatíveis com 
a vida. Desta forma, o desenovelamento protéico em hipertermia ou acidoses leva a 
diminuição ou até perda da função protéica, mas que se mostra reversível quando cessa 
a causa da variação de temperatura e/ou pH. Este processo de renaturação, entretanto 
não é visualizado em condições experimentais extremas onde a desnaturação protéica é 
irreversível. 
Proteínas conjugadas 
Muitas proteínas apresentam em sua composição, moléculas não protéicas ligadas de 
forma covalente ou não aos aminoácidos das proteínas, denominados, genericamente, 
de grupo prostético. 
A hemoglobina (Figura 1-15) é uma proteína conjugada cujo grupamento prostético são 
quatro grupamentos hemes (Figura 1-17) que se ligam de forma não covalente às cadeias 
peptídicas. 
Um grupo importante de proteínas conjugadas são as glicoproteínas que estão presentes 
na superfície celular (p.ex.: mucina), fazem parte de proteínas estruturais (p. ex.: o 
colágeno), são hormônios (p.ex.: glucagon) ou receptores de membrana. A glicose liga-
se de maneira irreversível a uma fração da hemoglobina (hemoglobina glicada) e permite 
a monitoração da concentração de glicose plasmática (glicemia) até 120 dias (vida média 
da hemoglobina) antes da coleta de sangue. Outra fração de glicose fixa-se à albumina 
formando as frutosaminas que, à maneira da hemoglobina glicada, monitora a glicemia 
anterior da coleta em até 30 dias (vida média das albuminas). 
As lipoproteínas são importantes transportadoras dos lipídios plasmáticos, 
principalmente os triglicerídeos e o colesterol. De acordo com a variação das 
lipoproteínas pode-se avaliar o risco para doenças cardíacas coronarianas. 
 
Transcrição: copia de um molde do DNA pela RNA polimerase. Um fragmento do DNA se 
transcrito: o gene. 
PROCARIOTO: as consequências genicas são comandadas apenas por um promotor, 
enquanto que no EUCARIOTOS apresentam um promotor para cada gene, com 
sequencias genicas e intergenicas – exons e introns. 
O dna possui duas fitas, assim, a escolha da fita molde depende da localização e 
orientação do promotor. Podendo ser utilizada ambas as fitas. 
Fita codificadora: copia do RNA transcrito com exceção da timina. 
Fita molde: fita na qual a RNA polimeralise será utilizada para sua transcrição. 
SÍNTESE DE PROTEÍNAS – TRANSCRIÇÃO E TRADUÇÃO 
O Dogma Central da Biologia 
No final de 1953, os pesquisadores adotaram como hipótese de trabalho a idéia de que 
o DNA atuaria como molde para a síntese do RNA,cujas moléculas,nos 
eucariontes,migrariam para o citoplasma onde iriam determinar o arranjo dos 
aminoácidos nas proteínas. Este esquema para o fluxo de informação genética, abaixo 
esquematizado, foi denominado dogma central da Biologia, por Francis Crick em 1956. 
 
As Classes de RNA 
Alguns autores agrupam os tipos de RNA em duas classes gerais, sendo uma a que contém 
a informação genética para a síntese de proteína, o RNA mensageiro (RNAm). As demais 
classes de RNA são chamadas de RNA funcionais, pois essas moléculas exercem suas 
funções biológicas na forma de RNA, ou seja, o próprio RNA é o produto funcional final. 
São muitos os tipos de RNA funcional. Os mais conhecidos são o RNA ribossômico (RNAr) 
e o RNA transportador (RNAt). Como veremos a seguir, as moléculas de RNAr são 
importantes constituintes estruturais e componentes catalíticos do ribossomo, atuando 
no processo de síntese de proteína. Os RNAt transportam aminoácidos do citoplasma 
para o RNAm nos ribossomos, no processo de tradução.Alguns outros RNA participam do 
processo de recomposição (splicing) do RNAm e são chamados de pequenos RNA 
nucleares (snRNA). As demais classes de RNA, mais recentemente descobertas, como por 
exemplo, microRNA, curtos RNA de interferência (siRNA) e RNA longos não codificadores 
(lncRNA) são importantes na regulação da expressão gênica e na inibição da atividade de 
elementos de transposição. 
As Polimerases do RNA 
As polimerases do RNA são enzimas que catalisam a síntese de RNA tendo como molde 
uma fita de DNA. Esse processo é denominado de transcrição. Ao contrário das DNA 
polimerases, as polimerases do RNA são capazes de iniciar uma nova cadeia de RNA a 
partir de um molde de DNA, sem precisar de iniciador (primer). 
Os procariontes possuem apenas um tipo de polimerase do RNA, enquanto os 
eucariontes possuem três. As polimerases do RNA são, em geral, moléculas complexas 
formadas por múltiplas cadeias polipeptídicas e têm massa ao redor de 500 mil Dalton. 
A polimerase do RNA das bactérias 
O núcleo enzimático da polimerase do RNA de E. coli contém quatro tipos de 
subunidades, alfa (α), beta (β), beta' (β') e ômega (ω), sendo a subunidade alfa presente 
em duas cópias.A enzima completa, ou seja, a holoenzima, pode ser separada em dois 
componentes, um núcleo enzimático (do inglês core), responsável pela polimerização dos 
ribonucleotídeos trifosfatados (que inclui as cinco unidades descritas acima), e o fator 
sigma (σ), necessário apenas para o reconhecimento do local de início da transcrição. A 
parte central (núcleo enzimático) da RNA polimerase é capaz de iniciar a transcriçãoin 
vitro em qualquer ponto de uma molécula de DNA. Porém, nas células, ela só inicia a 
transcrição no local correto, ou seja, nos promotores, se o fator sigma estiver presente. 
Quando uma cadeia de RNA alcança cerca de 8-10 bases, o fator sigma se desprende do 
núcleo enzimático da polimerase, o qual continua a síntese do RNA tendo o DNA como 
molde (Fig. 3). 
As polimerases do RNA dos eucariontes 
Embora o mecanismo de transcrição nos eucariontes seja basicamente o mesmo que nos 
procariontes (Figura 3), a maquinaria de síntese de RNA nas células nucleadas é 
consideravelmente mais complexa do que nas bactérias. Nos eucariontes há três tipos de 
polimerase do RNA, cada uma delas responsável pela transcrição de um conjunto 
específico de genes. Essas enzimas são estruturalmente semelhantes entre si e são 
denominadas polimerases I, II e III do RNA. Todas elas são mais complexas que a 
polimerase do RNA procariótica, sendo formadas por no mínimo 12 subunidades, sendo 
que algumas das subunidades são comuns a todas elas. 
Enquanto a polimerase do RNA de E. coli é capaz de reconhecer e se ligar ao sítio 
promotor, iniciando a transcrição, as polimerases do RNA dos eucariontes necessitam da 
ajuda de várias proteínas adicionais chamadas fatores de transcrição basais ou fatores 
gerais de transcrição (GTFs), as quais devem estar previamente ligadas ao promotor para 
possibilitar o posicionamento correto da polimerase e a iniciação eficiente da transcrição. 
A polimerase II transcreve os genes cujos RNAs serão traduzidos em proteínas (RNAm), 
precursores de microRNA e lncRNA.As outras duas polimerases transcrevem os genes 
correspondentes a moléculas de RNA que têm função estrutural ou catalítica, como as 
que fazem parte da maquinaria de síntese de proteínas (RNA funcionais).A polimerase I 
sintetiza a molécula precursora de três dos quatro tipos de RNAr (28S,18S e 5,8S) e a 
polimerase III sintetiza o RNAr 5S, os RNAt e uma grande variedade de snRNA. 
As células contêm grande quantidade de moléculas de polimerase do RNA. As de 
mamífero, por exemplo, contêm entre 20.000 e 40.000 moléculas de cada uma das 
polimerases do RNA, sendo que suas concentrações são reguladas individualmente de 
acordo com a taxa de crescimento da célula. 
A Transcrição do RNA 
A transcrição do DNA em moléculas de RNA é um processo altamente seletivo, pois 
apenas uma pequena porção dos genes é copiada em RNA em um dado momento. Essa 
seletividade é de importância fundamental, uma vez que a transcrição é o primeiro 
estágio da expressão gênica e o passo principal em que essa expressão é controlada. O 
passo inicial na regulação de um gene, e às vezes o único, é a decisão se ele será transcrito 
ou não. 
O processo de transcrição é baseado na complementaridade de bases. A síntese de RNA 
ocorre dentro da chamada bolha de transcrição, uma estrutura na qual cerca de 18 pares 
de bases do DNA são temporariamente separados e uma das fitas da dupla hélice serve 
como molde para o RNA que está se formando. À medida que a polimerase do RNA se 
move, a bolha de transcrição move-se com ela, e a cadeia de RNA aumenta em tamanho. 
Após a passagem da polimerase, a cadeia de RNA se solta de seu molde e as duas cadeias 
do DNA voltam a se emparelhar, restabelecendo as pontes de hidrogênio rompidas 
durante a transcrição (Fig. 4). 
O processo de transcrição tem início quando a polimerase do RNA liga-se a uma 
sequência especial de DNA, denominada promotor, localizada no início de um gene. 
Nessa sequência de bases existe uma região especial, denominada sítio de iniciação, que 
contém a primeira base do DNA a ser transcrita em RNA (chamada de +1). A partir desse 
ponto, a polimerase do RNA move-se ao longo do molde, sintetizando RNA, até alcançar 
uma sequência de terminalização da transcrição. 
A sequência de DNA transcrita em uma única molécula de RNA, que teve início no 
promotor e término na região terminalizadora, constitui uma unidade de transcrição. Nos 
eucariontes uma unidade de transcrição é, em geral, composta por um único gene. Já nos 
procariontes, uma unidade de transcrição contém, em geral, instrução para a síntese de 
diversas cadeias polipeptídicas, ou seja, contém vários cistrons. O RNA codificado por tal 
unidade de transcrição é denominado policistrônico. 
Terminologia referente à transcrição 
Consideremos a transcrição de um segmento de DNA que corresponde a um gene. As 
duas cadeias da dupla-hélice do DNA se separam e uma das cadeias separadas atua como 
molde para síntese do RNA. Em um cromossomo, em geral, ambas as cadeias do DNA 
podem ser usadas como molde, mas em um determinado gene, apenas uma das cadeias 
é a utilizada como molde e, para esse gene, será sempre essa cadeia. Em outro gene, a 
outra cadeia pode ser utilizada como molde 
Desse modo, em um gene, a cadeia do DNA que possui a mesma sequência de bases do 
RNA, exceto por possuir T ao invés de U, é denominada cadeia de código (coding strand). 
A outra cadeia do DNA, que serviu de molde para a síntese do RNA, é chamada cadeia 
molde (template strand). Assim, a sequência do RNA é a mesma da fita molde do DNA 
(Fig. 6). É uma convenção que a sequência nucleotídica dos genes publicada em trabalhos 
científicos e depositada em bancos de dados tenha a sequência nucleotídica escrita como 
se apresenta na cadeia de código. 
Início da transcrição 
A transcrição tem início quando um primeiro nucleotídeo trifosfatado é posicionado 
sobre a cadeia molde de DNA, por ação da polimerase do RNA. 
A polimerase do RNA permanece ligada à região promotora enquanto são adicionados os 
primeiros nucleo- tídeos da cadeia de RNA sendo sintetizada. Essa fase pode ser 
prolongada pela ocorrência de eventos abortivos, nos quais a enzima sintetiza transcritos 
de tamanho inferior a dez nucleotídeos. Essa fase inicial, chamada fase de iniciação, 
termina quando a polimerase consegue estender a síntese além desse tamanho e 
prossegue para a fase de alongamento (Figura 9). 
Fase de alongamento 
Após a síntese de cerca de nove a dez nucleotídeos da molécula de RNA, a subunidade 
sigma da polimerase do RNA dissocia-se e diversos fatores de alongamento se associam 
à polimerase, que passa a se deslocar ao longo do DNA, alongando a molécula de RNA. 
Essa é a fase de alongamento 
À medida que a polimerase do RNA se move ao longo do DNA, ela desenrola a hélice, 
expondo um novo segmento da cadeia molde. Os nucleotídeos vão sendo 
covalentemente unidos à extremidade 3’ da cadeia de RNA em crescimento, formando 
um híbrido DNA/RNA na região desenrolada do DNA. Esse híbrido tem uma extensão de 
cerca de oito ou nove nucleotídeos da cadeia crescente de RNA. Imediatamente atrás do 
local onde está ocorrendo a síntese, após a polimerase passar, a região do DNA já copiada 
volta a se emparelhar, refazendo a dupla hélice. O RNA, que vai se soltando do DNA, 
emerge finalmente como uma fita simples e livre. 
A velocidade de síntese do RNA foi estimada em cerca de 40 nucleotídeos por segundo a 
37°C, para a poli- merase de bactéria. Essa síntese se dá, como no caso do DNA, pelo 
ataque nucleofílico da extremidade 3’OH do último nucleotídeo incorporado sobre a 
ligação do fosfato alfa de um ribonucleotídeo 5’ trifosfatado emparelhado à cadeia molde 
de DNA. O nucleotídeo a ser incorporado perde seus dois grupos fosfatos terminais, 
liberados na forma de pirofosfato. 
A etapa final da transcrição, chamada fase de término, envolve o reconhecimento de uma 
sequência sinaliza- dora, que indica que a transcrição deve parar. Quando a última base 
é adicionada ao RNA, a bolha de transcrição colapsa e o híbrido DNA/RNA é desfeito, as 
duas cadeias do DNA finalizam seu emparelhamento e o RNA e a enzima se soltam (Fig. 
9). 
A sequência de DNA que sinaliza o término da transcrição é chamada região 
terminalizadora. O término da transcrição 
Na bactéria E. coli há dois mecanismos básicos de término de transcrição, ou seja, dois 
tipos de termina- dores. No primeirodeles, a terminação é direta (intrínsica) e a 
sequência de DNA que sinaliza o término da transcrição contém cerca de 40 bases, sendo 
que na extremidade 3’ desta sequência nucleotídica existe um segmento rico em C e G, 
seguido por seis ou mais timinas. No RNA transcrito, a sequência rica em C e G fica 
arranjada de modo a que a molécula de RNA possa formar, nessa região, uma alça em 
forma de grampo de cabelo (hairpin). Na molécula de RNA, essa alça é seguida por uma 
série de Us que são complementares aos resíduos de adenina da cadeia molde de DNA. 
A estrutura em forma de grampo, juntamente com a sequência de Us, provoca a parada 
e o desprendimento da polimerase do RNA com consequente término da transcrição (Fig. 
10). Supõe-se que o grampo empurre a polimerase para a frente do RNA e do DNA e 
contribua para dissociar o RNA transcrito da polimerase. 
O segundo tipo de término da transcrição tem a participação de uma proteína 
denominada fator Rho e é por isso chamado de dependente de Rho. Esse fator rho é uma 
proteína com aproximadamente 40 mil Daltons, mas atua na forma de um hexâmero com 
275 mil Daltons. Essa proteína em forma de anel tem seis unidades idênticas e se liga ao 
RNA de fita simples assim que ele deixa a RNA polimerase.Acredita-se que o fator rho se 
ligue à molécula nascente de RNA em sítios com sequências específicas, chamados de 
sítios rut (Fig. 11). Esses sítios consistem em segmentos de cerca de 40 nucleotídeos que 
permanecem como fita simples no RNA. Há duas hipóteses sobre como o fator rho atua: 
ou ele empurra a polimerase para frente, liberando o RNA transcrito da polimerase ou 
induz uma modificação conformacional na polimerase, levando-a a pausar. 
Em eucariontes, diferenças 
Uma diferença importante na iniciação eucariótica, quando comparada à procariótica, é 
a necessidade de ligação ao DNA de várias proteínas na região promotora, antes que a 
RNA polimerase possa se ligar. A polimerase não se liga diretamen- te ao DNA, mas liga-
se a essas proteínas, somente depois que elas estiverem posicionadas corretamente na 
região promotora. Essas proteínas são fatores de transcrição basais ou fatores gerais de 
transcrição (GTFs). Seu papel é de atrair a RNA polimerase II e posicioná-la no local 
correto onde deve ocorrer o início da transcrição.TFIIA,TFIIB são os nomes de alguns 
desses GTFs. Os GTFs acoplados à RNA polimerase constituem o chamado complexo de 
pré-iniciação. Esse complexo pode ser muito grande, pois é constituído de vários GTFs, 
cada um cor- respondendo a um complexo multiproteico, além do núcleo de RNA 
polimerase. 
Os RNA que contêm a informação para a síntese de proteínas são denominados RNA 
mensageiros (RNAm). Há importantes dife- renças nos detalhes da síntese e da estrutura 
dos RNA mensageiros de pro e eucariontes. Nos procariontes, o RNAm é transcrito e 
traduzi- do no único compartimento celular e os dois processos ocorrem acopladamente. 
Na célula eucarionte, a síntese e a maturação dos RNAm ocorrem exclusivamente no 
núcleo. Apenas quando o RNAm está maduro ele é exportado para o citoplasma e 
traduzido. 
Diferenças significativas na tradução dos RNAm de bactérias e de eucariontes são devidas 
a suas características estruturais e estabilidade. 
A diferença estrutural é que o RNAm de bactérias frequentemente codifica para várias 
proteínas, sendo chamado de policistrônico, enquanto o RNAm de eucariontes, na 
maioria dos casos, codifica para apenas uma cadeia polipeptídica, sendo chamado 
monocistrônico (Fig. 14). Uma diferença funcional é que o RNAm de bactérias geralmente 
é instável, e é por isso traduzido em proteínas durante um período de tempo muito curto, 
tipicamente poucos minutos. O RNAm dos eucariontes é mais estável e pode continuar a 
ser traduzido por várias horas ou mesmo dias. 
São necessárias várias reações para produzir o RNA mensageiro maduro dos 
eucariontes.As moléculas mensageiras recém-sintetizadas pela polimerase II são 
denominadas transcritos primários.A população de tais transcritos no núcleo foi 
originalmente denominada RNA heterogêneo nuclear (RNAhn), por causa da grande 
variação em tamanho que apresentava, contrastando com os RNAs mais uniformes e de 
menor tamanho realmente necessários para codificar uma proteína. Muita dessa 
variação em tamanho no RNA recém-sintetizado é devida à presença de longas 
sequências de nucleotídeos, denominadas íntrons, porque estão intercalalados na 
sequência codificadora, a qual será expressa, formando blocos chamados éxons. Íntrons 
serão retirados do transcrito primário em um processo denominado splicing 
(recomposição). Além disso, outras reações importantes como a adição de uma 
extremidade 5 ĆAP e da cauda de poli-A são fundamentais ao funcionamento do RNAm 
maduro (Fig. 14). Tem sido usado o termo processamento para descrever o conjunto de 
modificações co-transcricionais aos quais os transcritos primários são submetidos (adição 
de 5’-CAP, de cauda de Poli-A e splicing). Essas modificações que ocorrem no RNA são 
chamadas co-transcricionais, pois ocorrem imediatamente e simultamente à transcrição 
do RNAm. 
A cauda CTD da polimerase eucariótica tem um papel central na coordenação dos 
eventos de processamento. Essa cauda tem sequência repetidas de sete aminoácidos 
que são sítios de ligação para proteínas importantes para a adição do CAP, para o splicing, 
clivagem e poliadenilação do RNAm. O estado de fosforilação de resíduos específicos da 
cauda CTD determina qual reação vai ocorrer com o RNAm a cada momento. 
Íntrons são removidos do pré-RNAm no splicing 
Para a produção de um RNA mensageiro em células eucarióticas, o segmento inteiro do 
gene, incluindo íntrons e éxons, é primeiramente transcrito em uma longa molécula de 
RNA, o transcrito primário ou pré-RNAm. Antes que o RNA deixe o núcleo, todas as 
sequências correspondentes aos íntrons são retiradas e os éxons são unidos entre si. O 
resultado é uma molécula mais curta de RNA, que agora contém uma sequência 
codificadora ininterrupta. Quando esse passo, denominado splicing do pré-RNAm, é 
completado, temos uma molécula de RNAm maduro, funcional, que pode deixar o núcleo 
e ser traduzida em proteínas. 
Como a célula determina quais as partes do transcrito primário devem ser removidas? 
Diferentemente da sequência de código de um éxon, a sequência exata de nucleotídeos 
da maioria dos íntrons parece não ser importante para a célula. Embora haja pouca 
semelhança entre as sequências de nucleotídeos de íntrons diferentes, cada íntron 
contém uma curta sequência de nucleotídeos que é importante para sua remoção (Fig. 
15). 
A existência do splicing do pré-RNAm em eucariotos acarreta uma vantagem muito 
importante. Os transcritos primários de vários genes eucarióticos podem sofrer splicing 
de diferentes maneiras para produzir diferentes RNAm (transcritos variáveis), às vezes, 
dependendo do tipo de célula no qual o gene está sendo expresso ou do estágio de 
desenvolvimento do organismo. Como consequência, diferentes proteínas podem ser 
produzidas a partir do mesmo gene (Fig. 18), denominadas isoformas proteicas, 
caracterizando o processo chamado de splicing alternativo. 
 
 
A Síntese de Proteínas 
O RNA e a Síntese de Proteínas 
As proteínas constituem mais da metade da massa seca total de uma célula e sua síntese 
tem uma importância fundamental para a manutenção e o crescimento celulares.A 
síntese de proteínas ocorre nos ribossomos e envolve vários tipos de moléculas de RNA 
que atuam nas diversas etapas do processo. Inicialmente, uma molécula de RNA 
mensageiro (RNAm) deve ser sintetizada a partir de uma das cadeias do DNA que codifica 
para a proteína. No citoplasma, moléculas de cada um dos 20 aminoácidos que entram 
na composição das proteínas devem se unir a seus respectivos RNA transportadores 
(RNAt).As subunidades ribossômicas que promoverão a síntese devem se associar com 
proteínas auxiliadoras no processo. 
A síntese de proteínas tem início quando todos oscomponentes mencionados acima, ou 
seja, um RNAm, um dos RNAt e as subunidades de um ribossomo se reúnem para formar 
um ribossomo funcional. Cada ribossomo percorre, então, a molécula de RNAm 
traduzindo a sequência de códons em uma sequência de aminoácidos. Vejamos agora, 
em detalhe, cada uma dessas etapas. 
O papel do RNAt e das sintetases do aminoacil-RNAt 
As moléculas de RNAt atuam como adaptadoras no processo de síntese de proteínas, 
uma vez que elas definem a posição dos aminoácidos de acordo com a sequência de 
bases do RNAm. Essa característica dos RNAt se deve ao fato deles terem duas regiões 
de ligação em sua molécula, uma onde se liga covalentemente um aminoácido específico 
e outra, o anticódon, o qual se liga ao códon do RNAm, por meio de pontes de hidrogênio. 
A ligação de um RNAt com seu aminoácido específico é catalisada por uma enzima 
chamada sintetase do aminoacil-RNAt. A atuação dessa enzima se dá em duas etapas. 
Primeiramente, os aminoácidos reagem com ATP para formar um aminoacil-adenilato.A 
energia para essa reação é fornecida pela clivagem da ligação alta- mente energética do 
ATP, com liberação de pirofosfato. Essa etapa é conhecida como ativação do aminoácido. 
Em uma segunda etapa, o aminoácido ativado reage com o RNAt, liberando uma 
molécula de AMP. A ligação do aminoácido com o RNAt se dá entre o grupo carboxila do 
aminoácido e carbono 3’ da ribose do último ribonucleotídeo da extremidade 3’ do RNAt, 
o qual contém sempre a base adenina (Fig.1). 
Existem pelo menos vinte tipos diferentes de aminoacil-sintetases, uma para cada tipo 
de aminoácido. Cada uma reconhece um único aminoácido e catalisa sua união a um dos 
RNAts correspondente a esse aminoácido. Lembre-se que pode existir mais de um tipo 
de RNAt para um mesmo aminoácido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Um RNAt é denominado de acordo com o aminoácido ao qual ele se liga. Por exemplo, o 
RNAt que se liga ao aminoácido alanina é chamado RNAtAla. Um aminoacil-RNAt 
carregando um aminoácido específico é designado pela abreviatura do aminoácido 
colocada antes de sua sigla; por exemplo, o RNAtAla ligado a seu aminoácido é chamado 
Ala-RNAt. 
O emparelhamento códon-anticódon 
Antes de continuarmos nossa discussão é importante tomarmos conhecimento de uma 
regra nomenclatural que se não esclarecida devidamente pode dificultar a compreensão 
do texto. A regra é a seguinte: um RNA é sempre escrito no sentido 5’ - 3’. Assim, temos 
de ter em mente que os códons do RNAm e os anticódons dos RNAt estão escritos no 
mesmo sentido, contrário, portanto, a seu emparelhamento, o qual é anti-paralelo. Isso 
quer dizer que a primeira base na sequência do anticódon emparelha-se com a terceira 
base do códon. Por exemplo, CGU é o anticódon correspondente ao códon ACG, pois 
ambos estão escritos no mesmo sentido, de 5’ para 3’, mas eles se emparelham em 
sentidos opostos, como mostrado a seguir: anticódon 3’UGC 5’ códon 5’ACG 3’ 
Uma pergunta importante a se discutir sobre os RNAt é quantos tipos deles existem. 
Como vimos no texto sobre código genético, existem 61 códons de RNA mensageiro que 
especificam aminoácidos.Assim, teoricamen- te, esperaríamos encontrar na célula 61 
tipos diferentes de RNA transportadores, cada um deles com um anticódon 
complementar a um dos 61 códons existentes. No entanto, existe um número bem 
menor de RNAt. O fato é que um mesmo RNAt pode reconhecer, com frequência, mais 
do que um códon, pois a base na primeira posição do anticódon pode se emparelhar com 
mais de um tipo de base na terceira posição do códon. Essa idéia foi proposta em 1966, 
e ficou conhecida como hipótese do emparelhamento incerto ou oscilação (usa-se o 
termo wobble, em inglês). Segundo esta hipótese, o emparelhamento da primeira base 
do anticódon não seria espacial- mente tão restrito como para as outras duas, de modo 
que a primeira base de um anticódon poderia fazer pontes de hidrogênio com mais de 
um tipo de base na terceira posição do códon. Esse emparelhamento, no entanto, não é 
irrestrito, ou seja, uma primeira base de um anticódon não pode se emparelhar com 
qualquer tipo de base na terceira posição do códon. Na realidade, observou-se que, por 
exemplo, uracila na primeira base do anticódon pode se emparelhar com adenina ou 
guanina, mas não com citosina ou com outra uracila. Em geral, purinas não se 
emparelham com purinas, e pirimidinas não se emparelham com pirimidinas, por 
questão de distância entre as bases. 
O papel do RNAm e dos ribossomos 
O processo da síntese de proteínas é comparável a uma linha de montagem, na qual o 
ribossomo vai deslizando sobre o RNA mensageiro e os aminoácidos, trazidos pelos RNAt, 
vão sendo encaixados em seus respectivos lugares, de acordo com a sequência de bases 
do RNAm. 
O ribossomo é um pacote complexo de moléculas de proteína e de RNA, as quais formam 
sítios catalíticos com funções especializadas. Vários fatores acessórios participam, 
juntamente com o ribossomo, da síntese de proteínas e a energia para a movimentação 
do ribossomo é fornecida pela hidrólise de GTP. 
Um ribossomo procariótico possui um sítio para a ligação do RNAm e três sítios para a 
ligação de RNAt. Os sítios onde se ligam os RNAt são denominados: sítio P, sítio A e sítio 
E (Fig. 3). 
O sítio P, ou sítio de ligação do peptidil-RNAt, é onde se 
associa a molécula de RNAt ligada à extremidade carboxílica 
do polipeptídeo em crescimento. O sítio A, ou sítio de entrada do aminoacil-RNAt, é onde 
se associa o RNAt recém-chegado ao ribossomo e que traz o aminoácido a ser 
incorporado na cadeia polipeptídica em crescimento. O sítio E (do inglês exit), ou sítio de 
saída, é ocupado transitoriamente pelo RNAt livre de aminoácido que acabou de sair do 
sítio P e que está, portanto, deixando o ribossomo. Enquanto o sítio E está ocupado, a 
afinidade do sítio A fica reduzida, impedindo assim que um novo aminoacil-RNAt entre 
no ribossomo antes que ele esteja pronto para recebê-lo. Assim, o caminho do RNAt no 
ribossomo se dá na seguinte sequência: ele entra no sítio A, passa para o sítio P e 
finalmente deixa o ribossomo pelo sítio E. 
Cada ribossomo apresenta um segmento 
da cadeia polipeptídica em processo de 
síntese, com comprimento proporcional ao 
segmento de RNAm já traduzido por ele. 
Essa cadeia polipeptídica em formação 
costuma ser chamada de proteína 
nascente. 
Em geral, sobre uma molécula de RNA 
mensageiro, são encontrados vários 
ribossomos, cada um deles com um segmento de proteína nascente. Se olhássemos da 
extremidade 5’ para a 3’ do RNA mensageiro, veríamos os ribossomos a ele associados 
apresentando proteínas nascentes progressivamente maiores, pois os ribossomos mais 
próximos da extremidade 3’ estariam mais próximos do fim da síntese do polipeptídeo. 
A esta estrutura formada por uma molécula de RNA mensageiro associada a vários 
ribossomos dá-se o nome de polissomo (Fig. 4). 
 
 
O processo de síntese de proteínas costuma ser dividido em três etapas: iniciação, 
alongamento e término. 
A iniciação consiste nas reações que precedem o início da formação do peptídeo, 
portanto, é a etapa que ocorre antes da união dos primeiros aminoácidos. Ela consiste 
na ligação do ribossomo ao RNAm formando um complexo de iniciação que contém o 
primeiro aminoacil-RNAt (o da N-formilmetionina em bactérias e o da metionina em 
eucariontes).A iniciação é uma etapa demorada e pode ser decisiva na determinação da 
frequência com que um mensageiro será traduzido. 
O alongamento compreende todas as reações que ocorrem desde a formação da 
primeira ligação peptídica até a incorporação do último aminoácido do peptídeo, sendo 
a etapa mais rápida da síntese de proteínas. Em bac- térias, aproximadamente 15 
aminoácidos são adicionados por segundo à cadeia polipeptídica nascente, de modo que 
a síntese de um polipeptídeo com 300 aminoácidos leva cerca de 20 segundos. Em 
eucariontes, a velocidade é menor, são adicionados cerca de dois aminoácidos porsegundo. 
O término compreende os processos necessários à liberação do polipeptídeo pronto. 
Nesta etapa, o ribossomo se dissocia do RNAm. 
 
O alongamento da cadeia polipeptídica 
O processo de alongamento da cadeia polipeptídica é basicamente o mesmo em 
procariontes e eucariontes e ocorre em três etapas: (1) ligação de um aminoacil-RNAt ao 
sítio A do ribossomo; (2) ligação peptídica com o aminoácido recém-chegado causando a 
transferência da cadeia polipeptídica em crescimento do sítio P para o sítio A; e (3) 
translocação do ribossomo ao longo do RNAm, transferindo o novo peptidil-RNAt do sítio 
A para o sítio P, com posicionamento do próximo códon a ser traduzido no sítio A. 
Durante a terceira etapa, o RNAt descarregado é translocado para o sítio E. Esses três 
passos são repetidos de maneira cíclica e vários fatores são importantes nesses 
processos. 
Na primeira etapa, o aminoacil RNAt se liga ao sítio A e sua especificidade é determinada 
pelo códon do RNAm ali posicionado. Os três nucleotídeos do anticódon devem parear 
com os três nucleotídeos do códon. A região do ribossomo que garante o 
emparelhamento códon-anticódon é chamada de centro decodificador. A chegada do 
aminoacil-RNAt ao sítio A do ribossomo só ocorre se ele estiver associado ao fator de 
alongamento EF-Tu carregado com uma molécula de GTP (EF-TuGTP). O GTP é necessário 
para ligação do aminoacil-RNAt ao sítio A e é clivado na formação da ligação peptídica, 
atuando como fornecedor de energia. Após a clivagem do GTP em GDP e Pi, o complexo 
EF-TuGDP é liberado do ribossomo e, para tomar parte em novos ciclos de elongação, 
deve ser recarregado a EF-TuGTP. Outro fator de alongamento, o EF-T, é o responsável 
pela regeneração do EF-TuGTP. 
A formação da ligação peptídica entre o grupo amino do aminoacil RNAt e o carboxila do 
peptídeo em crescimento é catalisada numa região do ribossomo chamado de centro 
peptidil-transferase. A formação da ligação peptídica é uma atividade enzimática 
desempenhada pela subunidade maior do ribossomo. É interessante destacar que esta 
função é desempenhada pela molécula de RNAr 23S e não por proteínas do ribossomo.A 
ligação peptídica requer a hidrólise da molécula de GTP trazida pelo EF-Tu. 
Com a formação da ligação peptídica, o peptidil RNAt presente no sítio A do ribossomo é 
translocado ao sítio P, o RNAt descarregado é transferido para o sítio E e o ribossomo 
sofre mudanças de conformação movendo-se três nucleotídeos em direção à 
extremidade 3’ do RNA mensageiro. O passo de translocação requer energia oriunda da 
clivagem do GTP e a presença do fator de elongação EF-G, o qual se desliga do ribossomo 
após a hidrólise do GTP. Um fato interessante é que o EF-G jamais se liga ao ribossomo 
se EF-Tu estiver ligado e vice- versa. Isso garante que o alongamento prossiga em ciclos, 
em que se alternam a ligação de um novo aminoacil RNAt e o movimento de translocação 
do ribossomo 
O término da tradução 
Como já vimos, existem três códons do código genético que não codificam aminoácidos 
(UAG, UAA e UGA), sendo usados como sinais de término da síntese da cadeia 
polipeptídica. Em bactérias, o códon UAA é o códon de terminação mais utilizado, e UGA 
é mais usado que UAG. 
Nenhum dos códons de terminação tem um RNAt correspondente, eles são reconhecidos 
diretamente por fatores protéicos. Em E. coli, os fatores que catalisam a terminação são 
denominados RFs (do inglês release factors). RF-1 reconhece o códon UAA e UAG, e RF-2 
reconhece os códons UGA e UAA. Esses fatores entram no sítio A do ribossomo, quando 
este sítio se posiciona sobre um códon de terminação. Eles também requerem a presença 
de um peptídil-RNAt no sítio P para agir. Nos eucariontes, existe apenas um fator de 
terminação, o chamado eRF. Para o eRF se ligar ao ribossomo é necessário GTP, que 
provavelmente é clivado após a conclusão da etapa de terminação. A reação de 
terminação consiste na liberação do polipeptídeo pronto do RNAt, expulsão do último 
RNAt do ribossomo e dissociação do ribossomo do RNAm. 
DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE PROTEÍNAS 
A entrada das proteínas no estômago estimula a mucosa gástrica a secretar o 
hormônio gastrina, o qual, por sua vez, estimula a secreção do ác. clorídrico pelas 
células parietais das glândulas gástricas e o pepsinogênio pelas células principais. A 
acidez do suco gástrico age como um agente desnaturante, desenrolando as 
proteínas globulares e tornando suas ligações peptídicas internas mais acessíveis à 
ação das enzimas hidrolíticas. O pepsinogênio, um precursor inativo ou zimogê nio, 
é convertido em pepsina ativa no suco gástrico. No estômago, a pepsina hidrolisa 
as proteínas ingeridas, rompendo as longas cadeias polipeptídicas em uma mistura 
de peptídeos menores. A digestão continua no intestino delgado, a entrada de 
aminoácidos na parte superior do intestino provoca a liberação no sangue do 
hormônio colecistoquinina, o qual estimula a secreção de várias enzimas 
pancreáticas. Tripsinogênio, quimiotripsinogênio e procarboxipeptidases A e B , os 
zimogênios da tripsina, quimiotripsina e carboxipeptidases A e B, são sintetizados e 
secretados pelas células exócrinas do pâncreas. A tripsina e quimiotripsina hidrolisam 
em peptídeos ainda menores os peptídeos resultantes da ação da pepsina no estômago. 
As carboxipeptidases A e B (ambas contêm zinco no sítio ativo), removem resíduos 
carboxilaterminais sucessivas dos peptídeos e uma aminopeptidase que hidrolisa 
resíduos aminoterminais sucessivas de pequenos peptídeos. A mistura de 
aminoácidos livres resultante dessas ações enzimáticas é transportada através das 
vilosidades intestinais que recobrem internamente o intestino delgado, entram nos 
capilares sanguíneos dessas vilosidades e, pelo sangue, viajam até o fígado. 
 
 
METABOLISMO DOS AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS 
A fração metabólica de energia obtida a partir de aminoácidos, se eles são derivados de 
proteína dietética ou a partir de proteína tecidual, varia muito com o tipo de organismo 
e com condições metabólicas. Carnívoros podem obter (imediatamente após uma 
refeição) até 90% das suas necessidades energéticas a partir da oxidação de aminoácidos, 
enquanto que herbívoros podem preencher apenas uma pequena fração de suas 
necessidades energéticas por esta via. 
A maioria dos microrganismos pode expulsar aminoácidos a partir de seu ambiente e 
utilizá-los como combustível, quando exigido pelas condições metabólicas. Plantas, no 
entanto, raramente ou nunca oxidam aminoácidos para fornecer energia, os hidratos de 
carbono produzidos a partir de CO2 e H2O na fotossíntese são geralmente sua única 
fonte de energia. 
Nos animais, aminoácidos sofrem degradação oxidativa em três diferentes circunstâncias 
metabólicas: 
1. Durante o procedimento normal de síntese e degradação de proteínas celulares alguns 
aminoácidos que são liberados a partir de proteína de degradação e não são necessários 
para a nova síntese protéica sofrem degradação oxidativa. 
2. Quando uma dieta é rica em proteínas e aminoácidos e a ingestão ultrapassa as 
necessidades do organismo para a síntese protéica, o excedente é catabolizado; 
aminoácidos não podem ser armazenados. 3. Durante o jejum prolongado ou de diabetes 
mellitus não controlada, quando carboidratos ou estão indisponíveis ou não devidamente 
utilizados, as proteínas celulares são utilizados como combustível. 
De acordo com todas estas condições metabólicas, aminoácidos perdem os seus grupos 
amino para formar grupos α-ceto ácidos, os "esqueletos de carbono" de 
aminoácidos. Os α-ceto ácidos sofrem oxidação a CO2 e H2O, ou, muitas vezes mais 
importante ainda, fornecem três e quatro unidades de carbono que podem ser 
convertidos por neoglicogênese em glicose, o combustível para o cérebro, músculo 
esquelético,e de outros tecidos. 
Como no catabolismo de carboidratos e ácidos graxos, os processos de degradação de 
aminoácidos convergem em vias catabólicas centrais, com os esqueletos de carbono da 
maioria dos aminoácidos encontram o seu caminho para o ciclo de ácido cítrico. 
Uma importante característica distingue os aminoácidos de outros processos de 
degradação catabólica: cada aminoácido contém um grupo amino, e as vias de 
degradação de aminoácidos, portanto, incluem um passo-chave na qual o grupo α-amino 
grupo é separado do esqueleto de carbono e destinado para as vias metabólicas do grupo 
amino. 
Os aminoácidos são importantes fontes de energia para o metabolismo celular, porém 
só são utilizados quando há uma extrema carência 
energética ou durante a prática de exercícios físicos intensos. É importante frisar que os 
carboidratos e lipídios são melhores produtores de energia e a mobilização de 
aminoácidos pode estar relacionada a uma degradação de proteínas musculares ou 
plasmáticas levando o organismo a uma depleção dessas proteínas, o que pode trazer 
conseqüências desastrosas como a atrofia muscular e a hipoalbuminemia. 
A síntese da uréia é um dos processos metabólicos mais importantes, pois impede a 
formação de amônia tóxica ao organismo a partir do nitrogênio protéico, é exclusiva do 
fígado, o que o torna o centro da degradação de aminoácidos. Os músculos precisam 
ajustar o consumo de aminoácidos com a exportação da amônia para o fígado na forma 
dos aminoácidos glutamina ou alanina, em uma via metabólica extremamente 
importante e que permite o equilíbrio fisiológico, principalmente durante a realização de 
exercícios físicos, como será discutido adiante. 
A uréia é a principal forma de excreção do nitrogênio protéico nos vertebrados terrestres. 
Em aves e répteis, o ácido úrico é a principal forma de excreção do nitrogênio protéico; 
em peixes e larvas de anfíbios a amônia é excretada intacta, permanecendo em alta 
concentração plasmática em peixes de água salgada para manter o equilíbrio osmótico. 
Transaminação e Desaminação 
A maior parte do nitrogênio protéico não é utilizada em vias metabólicas nos seres 
humanos. Sendo assim, a retirada do grupamento amino (-NH3+) dos aminoácidos é o 
primeiro passo metabólico, com a formação de amônia (NH3), um composto altamente 
tóxico que é excretada, na forma de uréia pelos rins. 
O processo de síntese da uréia envolve enzimas tanto citoplasmáticas quanto 
mitocondriais. A retirada do grupamento amino é a reação preparatória para essa síntese 
e é comum em todos os tecidos podendo ocorre por dois processos diferentes: a 
transaminação e a desaminação. 
A transaminação ou aminotransferência é catalisada por enzimas chamadas 
transaminases ou aminotransferases, que possuem como co-fator o piridoxal-fosfato, a 
forma ativa da vitamina B6. 
Esse processo metabólico consiste na transferência do grupamento amino para o α- 
cetoglutarato (um cetoácido) formando um outro cetoácido e o aminoácido glutamato. 
Dependendo do aminoácido transaminado, haverá um tipo diferente de cetoácido 
formado (p.e.x.: a alanina forma o piruvato; o aspartato forma o oxalacetato) porém 
sempre o mesmo aminoácido glutamato é formado. Isso faz com que após essa reação, 
uma grande quantidade de glutamato seja produzida no fígado. 
As principais transaminases do hepatócito são a transaminase- glutâmicopirúvica (TGP) 
ou alanina aminotransferase (ALT) e a transaminase- glutâmicooxalacética (TGO) ou 
aspartato aminotransferase (AST). Essas enzimas transaminam a alanina e o aspartato, 
respectivamente, possuindo também ação sobre os demais aminoácidos, apesar de 
haver uma transaminase para cada tipo de aminoácido. 
Glutamato libera seu grupo amino como amônia no fígado. 
Nos hepatócitos, o glutamato é transportado do citosol para mitocôndrias, onde ele sofre 
desaminação oxidativa catalisada pela glutamato desidrogenase. Em mamíferos, esta 
enzima está presente na matriz mitocondrial. É a única enzima que pode usar tanto NAD_ 
ou NADP_ como o aceptor de equivalentes de redução. A ação combinada de uma 
aminotransferase e da glutamato desidrogenase é referida como transdesaminação. O 
α-cetoglutarato formado a partir da desaminação do glutamato podem ser usado no ciclo 
do ácido cítrico ou para a síntese de glicose. 
A vantagem da transaminação é justamente a formação de glutamato e a necessidade de 
uma única via metabólica posterior para a degradação dos aminoácidos. 
A toxidade da amônia formada impede que esta reação seja citoplasmática pois poderia 
levar a sua saída para o sangue, o que acarretaria danos sérios, principalmente ao sistema 
nervoso central. A desaminação oxidativa é uma reação intramitocondrial e está acoplada 
a um processo eficaz de degradação da amônia formada, a síntese da uréia. Essa 
desaminação mitocondrial, requer NAD+ ou NADP+ como receptor dos elétrons da 
reação. Com a retirada do grupamento amino do aminoácido, há a formação de um 
cetoácido. 
No caso do glutamato (principal aminoácido dessa via) o cetoácido formado é o α-
cetoglutarato que sai da mitocôndria e retorna ao citoplasma para servir de substrato 
para outra reação de transaminação. O α-cetoglutarato é um intermediário do Ciclo de 
Krebs e a sua saída da mitocôndria só pode ocorrer 
quando o Ciclo de Krebs não está ativo, caso contrário ele 
será utilizado como substrato das enzimas. 
Em vertebrados, a atividade da glutamato desidrogenase 
é alostericamente regulada. Guanosina trifosfato e 
adenosina trifosfato são inibidores alostéricos, enquanto 
guanosina difosfato e adenosina difosfato são ativadores 
alostéricos. Assim, uma redução da energia, acelera a 
oxidação de aminoácidos. 
Um problema adicional enfrenta os músculos quando 
degradam aminoácidos para o metabolismo energético: 
a amônia formada necessita ser convertida em uréia mas 
o músculo não possui as enzimas para essa síntese, 
somente o fígado. Logo, há a necessidade da formação 
de um produto não tóxico para transportar a amônia dos 
tecidos extrahepáticos para serem metabolizadas até 
uréia no fígado. A glutamina e alanina realizam esta 
função. 
Glutamina Transporta Amônia no sangue 
O aminoácido glutamina é o principal transportador de amônia plasmática após ser 
sintetizado a partir da união de glutamato com amônia pela ação da enzima glutamina- 
sintetase. O glutamato não atravessa a membrana celular devido sua carga elétrica. É 
uma reação que gasta ATP e produz a glutamina que será degradada até glutamato e 
amônia no fígado 
Alanina Transporta Amônia dos Músculos Esqueléticos ao Fígado 
O aminoácido alanina também é um importante 
transportador de amônia dos tecidos extra-hepáticos. 
Entretanto, a sua síntese atende a algumas necessidades 
musculares específicas e só é observada quando há um 
intenso trabalho muscular. Nessa situação metabólica, o 
músculo tende a produzir muito lactato resultante da 
glicólise anaeróbica, a partir do piruvato. O lactato pode 
ser reciclado no fígado gerando nova molécula de glicose 
na neoglicogênese. Porém, o H+ liberado para o sangue 
tende a levar a uma acidose que é uma das causas da 
fadiga muscular. Da mesma forma, o músculo está 
degradando muitos aminoácidos e aumentando 
perigosamente a amônia celular. Assim sendo, a síntese 
da alanina resolve estes dois problemas de uma só vez, 
já que são necessários piruvato e amônia para sintetizar 
uma molécula de alanina (Figura10-29). A alanina é 
captada pelo fígado e degradada gerando novamente o 
piruvato, que é reciclado na neoglicogênese fornecendo 
novas moléculas de glicose, garantindo um "segundo 
fôlego" para o praticante de exercício físico intenso com 
uma nova carga de glicose plasmática para o 
metabolismo energético. 
Esta via metabólica denominada de Ciclo da glicose-
alanina é um importante meio de economia energética 
do organismo. 
 
Síntese da uréia 
No fígado, irá haver a produção de grande quantidade de um composto nitrogenado 
atóxicoformado por duas moléculas de amônia, conjugadas com CO2 - a uréia. Esta 
reação se processa parte no citoplasma e parte na mitocôndria do hepatócito. Na 
seqüência de reações envolvendo a síntese da uréia (Figura 10-27), há a síntese do 
aminoácido arginina e a participação dos aminoácidos não codificados ornitina e citrulina. 
A arginina é consumida em grande quantidade na produção de uréia o que faz com que 
seja necessária na alimentação de animais jovens, em fase de crescimento. Portanto, esse 
aminoácido apesar de ser sintetizado torna-se essencial na alimentação. 
As reações do ciclo da uréia podem ser agrupadas a seguir: 
a) Formação da carbamoil-fosfato: na mitocôndria, há a hidratação de um CO2 e uma 
NH3 (proveniente da desaminação do glutamato), com o gasto de 2 ATP's; Cabamoil-
fosfato Sintetase I. 
1) Formação da citrulina: o carbomoilfosfato doa seu grupamento carbomoil para a 
ornitina, que penetrou na mitocôndria através de um transportador específico, formando 
a citrulina. A citrulina sai da mitocôndria pelo mesmo transportador de ornitina; Ornitina 
trancarbamilase. 
2) Formação do arginino-succinato: através da incorporação de aspartato na molécula de 
citrulina, com gasto de 1 ATP, no citoplasma. 
Esse aspartato é mobilizado da mitocôndria através do mesmo transportador que 
promove a entrada de glutamato na mitocôndria; Arginino-succinato sintase. 
3) Síntese da Arginina: o arginino-succinato sofre quebra, liberando uma molécula de 
fumarato e uma molécula de arginina. Esse fumarato é requerido para o Ciclo de Krebs, 
ativando-o, o que faz com que a síntese de uréia e o Ciclo de Krebs "rodem" juntos, via 
metabólica denominada por muitos de "Bicicleta de Krebs"; Arginino-succinato liase. 
4) Síntese da Uréia: a arginina formada sofre ação da enzima arginase, que catalisa a 
síntese da uréia e a liberação de uma molécula de ornitina que retorna a mitocôndria, 
dando início um novo ciclo. 
O Ciclo da Uréia pode ser resumido como um processo metabólico hepático que degrada 
amônia com a participação da ornitina e cirtulina como transportadores dessa amônia 
mitocondrial, favorecendo a liberação da uréia formada no citoplasma. 
A "Bicicleta de Krebs" é uma expressão que lembra a integração existente entre o ciclo 
da uréia e o metabolismo energético, pois não se pode esquecer que a cada amônia 
liberada significa que um aminoácido foi desaminado e o cetoácido formado está apto 
para o metabolismo celular. Por essas razões, pode-se perceber a importância dos 
aminoácidos para o metabolismo energético hepático, além de que a síntese de 
glicogênio e de ácidos graxos impedem uma maior utilização de carboidratos e lipídios 
exclusivamente para produzir energia para o hepatócito. 
Catabolismo da cadeia carbonada dos aminoácidos 
Diariamente, há um renovação de cerca de 400g de proteínas o que significa que, durante 
o dia, cerca de 400g de proteínas são degradadas porém a mesma quantidade está sendo 
produzida o que garante uma certa estabilidade na quantidade total de proteínas no 
organismo. 
Esta taxa de renovação, denominada de taxa de turnover, implica na necessidade da 
obtenção de aminoácidos essenciais na dieta além da síntese dos não-essenciais. 
Apenas 11 aminoácidos são sintetizados no organismo, porém a arginina é sintetizada, 
mas totalmente consumida no ciclo da uréia o que a torna indispensável na dieta e a 
cisteína e a tirosina são sintetizadas a partir da metionina e fenilalanina (aminoácidos 
essenciais) o que faz com somente nove aminoácidos sejam verdadeiramente 
independentes da alimentação. 
Entretanto, uma alimentação completa apresenta uma grande quantidade de 
aminoácidos, sejam essenciais ou não ou que favorece a uma absorção de aminoácidos 
sempre acima das necessidades diárias. 
Desta forma, o catabolismo dos aminoácidos é intenso após uma refeição protéica, 
permitindo a formação de grande quantidade de uréia, resultado da degradação do 
grupamento amino, como visto anteriormente. 
O cetoácido resultado das reações de transaminação e desaminação., entretanto, 
possuem diversos destinos metabólicos que podem ser reunidos em dois grandes grupos: 
1) os cetogênicos; e 2) os glicogênicos. O primeiro grupo (os cetogênicos) corresponde 
aos que são degradados em acetil-CoA (de forma direta ou indireta, na forma de 
acetoacetil-CoA) e fornecem energia de forma imediata no ciclo de Krebs. São 
fenilalanina, tirosina, triptofano, lisina, isoleucina, treonina e leucina. 
A acetil-CoA produzida pelos aminoácidos cetogênicos não pode ser convertida em 
glicose, o que vai induzir à entrada obrigatória no Ciclo de Krebs para a produção de 
energia. Desta forma, um excesso de catabolismo destes aminoácidos levará ao desvio 
para a produção de ácidos graxos, colesterol e corpos cetônicos de maneira idêntica a 
um excesso de acetil-CoA oriundo do 
catabolismo de carboidratos e lipídios. Os demais fornecem intermediários do ciclo de 
Krebs (oxalacetato, fumarato, succcinil-CoA e α- cetoglutarato) bem como o piruvato. 
Esses produtos podem ser convertidos em glicose através da neoglicogênese e, assim, 
produzirem energia para as reações metabólicas celulares, sendo os aminoácidos que os 
produzem chamados de glicogênicos por este motivo. Alguns aminoácidos cetogênicos 
(fenilalanina, tirosina, triptofano, isoleucina e teronina) podem ser utilizados como 
substratos para a neoglicogênese além de produzir acetil- CoA, sendo chamados, 
portanto, de glicocetogênicos. A Figura 10-30 demonstra a entrada esquemática dos 
aminoácidos no metabolismo energético. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12: Resumo do catabolismo dos aminoácidos. 
Aminoácidos são agrupados de acordo com os seus principais degradativos produtos 
finais. Alguns aminoácidos são listados mais de uma vez, porque as diferentes partes dos 
seus esqueletos de carbono são degradados a diferentes produtos finais. A figura mostra 
as mais importantes vias catabólicas em vertebrados, mas há pequenas variações entre 
as espécies de vertebrados. Treonina, por exemplo, é degradada pelo menos através de 
duas diferentes vias, bem como a importância de um determinado caminho pode variar 
com o organismo e as suas condições metabólicas. Os aminoácidos glicogênicos e 
cetogênicos também são delineados na figura, pelo sombreamento colorido. Repare que 
cinco dos aminoácidos são ambos glicogênicos e cetogênicos. Os aminoácidos que são 
degradados a piruvato também são potencialmente cetogênicos. Apenas dois 
aminoácidos, leucina e lisina, são exclusivamente cetogênicos. 
 
 
 
SÍNTESE DE COMPOSTOS NÃO PROTEICOS A PARTIR DO AMINOÁCIDO 
As porfirinas são uma classe de moléculas orgânicas com uma estrutura geral de 
macrociclo tetrapirrólico (formado por quatro anéis pirrólicos), ligados por ligações 
metínicas (-CH-), que possui no seu centro um espaço apropriado para acomodar 
um íon metálico.[1] Este liga-se a quatro átomos de azoto (nitrogênio) presentes no 
centro. Os representantes mais comuns desta classe de compostos são o grupo hemo, 
que contém ferro 
As porfirinas são compostos tetrapirrólicos cíclicos que atuam como intermediários na 
biossíntese do grupo heme. As mais importantes na natureza são uroporfirina, 
coproporfirina e protoporfirina, esta última forma o grupo heme. As porfirinas formam 
compostos metabólicos importantes para o organismo, sendo a maioria delas, associadas 
a íons metálicos, chamadas metaloporfirinas. Esses compostos possuem quatro anéis 
heterocíclicos (I, II, III, IV) que estão ligados entre si por grupos meteno (-CH=) 
Heme é um grupo prostético que consiste de um átomo de ferro contido no centro de 
um largo anel orgânico heterocíclico chamado protoporfirina IX. A protoporfirina consiste 
de um sistema de anéis heterocíclicos (quatro anéis pirrólicos), unidos com um átomo de 
Fe(II), no estado ferroso, ocupando a posição central do anel. O átomo de Fe(II) faz seis 
ligações coordenadas, quatro em um plano de ligação com a molécula