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Proteínas a) Estrutura geral dos aminoácidos Todos os 20 tipos de aminoácidos comuns são α-aminoácidos. Eles têm um grupo carboxila e um grupo amino ligados ao mesmo átomo de carbono (o carbono α) (Figura 3-2). Diferem uns dos outros em suas cadeias laterais ou grupos R, que variam em estrutura, tamanho e carga elétrica, e que influenciam a solubilidade dos aminoácidos em água. Os aminoácidos podem ser classificados pelo grupo R: Grupo R apolares, alifáticos: Os grupos R nesta classe de aminoácidos são apolares e hidrofóbicos. As cadeias laterais de alanina, valina, leucina e isoleucina tendem a se agrupar no interior de proteínas, estabilizando a estrutura proteica por meio de interações hidrofóbicas. Ex: alanina, valina, leucina e isoleucina Grupo R aromáticos: com suas cadeias laterais aromáticas, são relativamente apolares (hidrofóbicos). Todos podem participar em interações hidrofóbicas. Ex: Fenilalanina, tirosina e triptofano Grupo R polares, não carregados: Os grupos R desses aminoácidos são mais solúveis em água, ou mais hidrofílicos do que aqueles dos aminoácidos apolares, porque eles contêm grupos funcionais que formam ligações de hidrogênio coma água. ex: serina, treonina, cisteína, asparagina e glutamina Grupos R carregados positivamente (básicos): Os grupos R mais hidrofílicos são aqueles carregados positivamente ou negativamente. Seus resíduos facilitam muitas reações catalisadas por enzimas, funcionando como doadores/aceptores de prótons. Ex: lisina, arginina e histidina Grupos R carregados negativamente (ácidos): Os dois aminoácidos que apresentam grupos R com carga negativa final em pH 7,0 são o aspartato e o glutamato, cada um dos quaistem um segundo grupo carboxila. b) Ligação peptídica Duas moléculas de aminoácidos podem ser ligadas de modo covalente por meio de uma ligação amida substituída, denominada ligação peptídica, a fim de produzir um dipeptídeo (dois aminoácidos unidos por uma ligação peptídica). Tal ligação é formada pela remoção de elementos de água (desidratação do grupo α-carboxila (COO-) de um aminoácido e do grupo α-amino (NH3) do outro). c) Estrutura das Proteínas A estrutura de grandes moléculas, tais como proteínas, pode ser descrita em vários níveis de complexidade, arranjada em um tipo de hierarquia conceitual. Quatro níveis de estrutura proteica são comumente definidos A estrutura primária são resíduos de aminoácidos ligados por uma ligação covalente que chamamos de ligação peptídica. A estrutura secundária se refere a arranjos particularmente estáveis de resíduos de aminoácidos dando origem a padrões estruturais recorrentes. A estrutura terciária descreve todos os aspectos do enovelamento tridimensional de um polipeptídeo. A estrutura quartenária é uma proteína que tem duas ou mais subunidades polipeptídicas. d) Função das proteínas Função ESTRUTURAL - Algumas proteínas constituem estruturas celulares: • certas glicoproteínas fazem parte das membranas celulares e atuam como receptores ou facilitam o transporte de substâncias. • as histonas, fazem parte dos cromossomos, auxiliando espacialmente o enrolamento do DNA (genes). - Outras proteínas conferem elasticidade e resistência a órgãos e tecidos: • o colágeno do tecido conjuntivo fibroso. • a elastina do tecido conjuntivo elástico. • a queratina da epiderme. - As aranhas e os bicho-da-seda produzem fibroína para fabricar as teias de aranha e os casulos de seda, respectivamente. Função reguladora do metabolismo ou função HORMONAL - Alguns hormônios são de natureza protéica: • a insulina e o glucagon regulam os níveis de glicose no sangue. • hormônios secretados pela hipófise como o hormônio de crescimento. • a calcitonina regula o metabolismo do cálcio Função de REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA -Algumas proteínas regulam a expressão de certos genes, como os fatores de transcrição e de tradução, e outras regulam a divisão celular, como a ciclina. Função de DEFESA • As imunoglobulinas atuam como anticorpos frente a possíveis antígenos. • A trombina e o fibrinogênio contribuem para a formação de coágulos sangüíneos para evitar hemorragias. • As mucinas possuem efeito germicida e protegem as mucosas. • Algumas toxinas bacterianas, como a toxina botulínica (produzida por Clostridium botulinum, causadora do botulismo) ou venenos de cobra, são proteínas produzidas com o objetivo de defesa. Função de TRANSPORTE • A hemoglobina transporta oxigênio no sangue dos vertebrados. • A hemocianina transporta oxigênio no sangue dos invertebrados. • A mioglobina transporta oxigênio nos músculos. • As lipoproteínas transportam lipídios no sangue. • Os citocromos transportam elétrons. Função CONTRÁTIL • A actina e a miosina constituem as miofibrilas responsáveis pela contração muscular. • A dineína está relacionada com o movimento de cílios e flagelos. Função de RESERVA • A ovoalbumina da clara de ovo, a gliadina do grão de trigo e a hordeína da cevada, constituem a reserva de aminoácidos para o desenvolvimento do embrião. • A lactoalbumina do leite é fonte de aminoácidos para mamíferos. Função ENZIMÁTICA - As proteínas com função enzimática são as mais numerosas e especializadas. Atuam como catalisadores biológicos das reações químicas do metabolismo celular. • enzimas diversas e) Desnaturação das proteínas As estruturas proteicas evoluíram para atuar em determinados ambientes celulares. Condições diferentes daquelas da célula podem resultar em mudanças estruturais grandes ou pequenas na proteína. A perda de estrutura tridimensional suficiente para causar a perda de função é chamada de desnaturação. Agentes desnaturantes: - Calor - Ph - Solventes orgânicos - Ureia - Detergentes
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