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24/08/2021 1 PROTEÍNAS Profa. Dra. Suenne Taynah Abe Sato VAMOS RELEMBRAR A AULA PASSADA... 24/08/2021 2 AULA ANTERIOR Apresentação da prof, da disciplina... Introdução à bioquímica (o que estuda e quais aplicações?) Aminoácidos e peptídeos: Estrutura dos aminoácidos, Comportamento dos aminoácidos em diferentes pHs, Conhecemos os 20 aminoácidos Classificação dos aminoácidos • Essencialidade • Cadeia lateral Ligação peptídica PLANO DA AULA DE HOJE Peptídeos Estrutura das proteínas, Função das proteínas, Classificação das proteínas. 24/08/2021 3 PEPTÍDEOS Os aminoácidos (aa) são as subunidades monoméricas precursoras das proteína. O termo peptídeo refere-se à união de dois ou mais aminoácidos por intermédio de ligações peptídicas. Conforme o número de aminoácidos ligados podemos denominar: Dipeptídeo (2 aa) Tripeptídeo (3 aa) Tretapeptídeo (4 aa) Pentapeptídeo (5 aa) Oligopeptídeos (grupo de aminoácidos) Polipeptídeos (até peso molecular de 10.000) PROTEÍNA (peso molecular acima de 10.000) PEPTÍDEOS Tetrapeptídeo - Alanilglutamilglicilisina As unidades de aminoácidos são chamadas de resíduos (pois cada um perdeu um átomo de hidrogênio de seu grupo amino e a parte hidroxila do seu grupo carboxila) O resíduo de aa presente na extremidade que exibe um grupo α-amino é o resíduo aminoterminal (ou N-terminal). O resíduo da outra extremidade que exibe um grupo carboxila livre, é o resíduo carboxiterminal (ou C- terminal). 24/08/2021 4 PEPTÍDEOS Peptídeos e Polipeptídeos biologicamente ativos Peptídeos de ocorrência natural variam de tamanho, entre dois a muitos milhares de resíduos de aminoácidos. Mesmo os menores peptídeos podem ter efeitos biológicos importantes. • Ex.: Dipeptídeo comercial sintético, Éster metílico de L-aspartil-L-fenilalalanina (adoçante artificial aspartame ou NutraSweet. PEPTÍDEOS Peptídeos e Polipeptídeos biologicamente ativos Muitos peptídeos de pequeno tamanho exercem seus efeitos em concentrações muito pequenas. Por exemplo, diversos hormônios de vertebrados são peptídeos de pequeno tamanho. Ex.: Oxitocina (nove resíduos de aminoácidos), que é secretada pela hipófise posterior e estimula as concentrações uterinas. Contribui para a secreção de leite e facilita a amamentação ou a extração do leite. 24/08/2021 5 PEPTÍDEOS Peptídeos e Polipeptídeos biologicamente ativos Ex.: Abradicinina (nove resíduos), que inibe a inflamação dos tecidos e o fator liberador de tirotropina (TRH), que é formada no hipotálamo e estimula a liberação de outro hormônio, a tirotropina (TSH), pela hipófise anterior. PEPTÍDEOS Peptídeos e Polipeptídeos biologicamente ativos Alguns venenos extremamente tóxicos de cogumelos, como a amanitina, também são peptídeos de pequeno tamanho, bem como muitos antibióticos. 24/08/2021 6 PEPTÍDEOS Peptídeos e Polipeptídeos biologicamente ativos O glucagon é um hormônio responsável pelo aumento da concentração de glucose no sangue, tendo por isso um efeito oposto ao da insulina. COMPOSIÇÃO DE POLIPEPTÍDEOS E PROTEÍNAS A hidrólise de peptídeos ou proteínas com ácidos fornece uma mistura de aminoácidos. Quando totalmente hidrolisada, cada tipo de proteína fornece uma proporção ou mistura característica dos diferentes aminoácidos. Os 20 aminoácidos primários quase nunca se apresentam em quantidades iguais em uma proteína. Alguns aminoácidos podem aparecer apenas uma única vez por molécula ou mesmo não existirem em uma determinada proteína; outros podem estar presentes em grandes quantidades. 24/08/2021 7 PLANO DA AULA DE HOJE Peptídeos Estrutura das proteínas Função das proteínas Classificação das proteínas ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS Para grandes macromoléculas, como as proteínas, a tarefa de descrever e entender a sua estrutura deve ser abordada em diferentes níveis de complexidade e hierarquia conceitual. Quatro níveis estruturais são comumente definidos. a) Estrutura primária b) Estrutura secundária c) Estrutura terciária d) Estrutura quaternária 24/08/2021 8 ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS a) Estrutura primária A estrutura primária é a própria sequência linear de aminoácidos ao longo da cadeia peptídica, determinada geneticamente e específica para cada proteína. ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS b) Estrutura secundária Estrutura secundária refere-se aos arranjos particularmente estáveis dos resíduos de aminoácidos, dando origem a padrões estruturais recorrentes As cadeias peptídicas se dobram em estruturas regulares, sendo as principais e mais estáveis a α-hélice e a folha β pregueada. Na α-hélice, a cadeia peptídica se retorce ao redor de um eixo formando um bastão compacto, dentro do qual o grupamento −C O de cada aminoácido forma ligações de hidrogênio com o grupamento −NH de um aminoácido quatro monômeros à frente na cadeia peptídica. Na folha β-pregueada, a cadeia peptídica é quase totalmente distendida: duas ou mais fitas β ,unidas por ligações de hidrogênio entre -NH e C=O, reúnem-se formando as folhas. 24/08/2021 9 ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS b) Estrutura secundária As cadeias peptídicas se dobram em estruturas regulares, sendo as principais e mais estáveis a α-hélice e a folha β pregueada. Na α-hélice, a cadeia peptídica se retorce ao redor de um eixo formando um bastão compacto, dentro do qual o grupamento −CO de cada aminoácido forma ligações de hidrogênio com o grupamento −NH de um aminoácido quatro monômeros à frente na cadeia peptídica. Na folha β-pregueada, a cadeia peptídica é quase totalmente distendida: duas ou mais fitas β ,unidas por ligações de hidrogênio entre -NH e C=O, reúnem-se formando as folhas. ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS b) Estrutura secundária As cadeias peptídicas se dobram em estruturas regulares, sendo as principais e mais estáveis a α-hélice e a folha β pregueada. Na α-hélice, a cadeia peptídica se retorce ao redor de um eixo formando um bastão compacto, dentro do qual o grupamento −CO de cada aminoácido forma ligações de hidrogênio com o grupamento −NH de um aminoácido quatro monômeros à frente na cadeia peptídica. Na folha β-pregueada, a cadeia peptídica é quase totalmente distendida: duas ou mais fitas β ,unidas por ligações de hidrogênio entre -NH e C=O, reúnem-se formando as folhas. 24/08/2021 10 ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS c) Estrutura terciária A estrutura terciária das proteínas é compacta e assimétrica. É uma estrutura tridimensional completa que forma-se a partir das forças de atração ou repulsão eletrostática, das pontes de hidrogênio, das forças de Van der Waals e das pontes dissulfeto existentes entre os resíduos de aminoácidos que formam as cadeias. Neste tipo de conformação, segmentos distantes na estrutura primária aproximam-se e interagem por meio de ligações não covalentes entre as cadeias laterais do resíduos de aminoácidos. • Nos casos de proteínas hidrossolúveis, o interior da estrutura é formado por aminoácidos com cadeias laterais hidrofóbicas e a superfície é formada em sua maior parte por aminoácidos hidrofílicos que interagem com o meio aquoso. • O contrário ocorre em proteínas hidrofóbicas: aminoácidos hidrofóbicos encontram-se na superfície para interagir com o meio, enquanto aminoácidos hidrofílicos encontram-se protegidos no interior da proteína. ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS c) Estrutura terciária A estrutura terciária das proteínas é compacta e assimétrica. É uma estrutura tridimensional completa que forma-se a partir das forças de atração ou repulsão eletrostática, das pontes de hidrogênio, das forças de Van der Waals e das pontes dissulfeto existentes entre os resíduos de aminoácidos que formam as cadeias. Neste tipo de conformação, segmentos distantes na estrutura primária aproximam-se e interagem por meio de ligações não covalentes entre as cadeias laterais do resíduos de aminoácidos. • Nos casos de proteínas hidrossolúveis, o interior da estruturaé formado por aminoácidos com cadeias laterais hidrofóbicas e a superfície é formada em sua maior parte por aminoácidos hidrofílicos que interagem com o meio aquoso. • O contrário ocorre em proteínas hidrofóbicas: aminoácidos hidrofóbicos encontram-se na superfície para interagir com o meio, enquanto aminoácidos hidrofílicos encontram-se protegidos no interior da proteína. 24/08/2021 11 ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS c) Estrutura quaternária Proteínas com estrutura quaternária são constituídas por duas ou mais cadeias peptídicas (subunidades) mantidas por ligações não covalentes, dando origem a uma proteína funcional. A estrutura quaternária pode ser simples, constituída por duas subunidades idênticas, ou complexa, composta por diversas subunidades diferentes. PLANO DA AULA DE HOJE Peptídeos Estrutura das proteínas Função das proteínas Classificação das proteínas 24/08/2021 12 FUNÇÃO DAS PROTEÍNAS Já vimos que as PTNs são sintetizadas a partir de uma estrutura linear, e se enovelam espontaneamente em estruturas tridimensionais, as quais são determinadas por sua sequência precursora de aminoácidos. Essa característica é essencial para designar sua função. Além da estrutura tridimensional, a função das proteínas é determinada por seus grupamentos funcionais, que podem ser: alcoóis, tióis, tioéteres, ácidos carboxílicos, carboxamidas, dentre outros. Cada proteína possui uma sequência particular de aminoácidos, determinada pela sequência complementar de nucleotídeos no RNA. CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS De acordo com sua forma, as proteínas podem ser globulares ou fibrosas. As proteínas globulares apresentam cadeias peptídicas organizadas de maneira aproximadamente esférica, geralmente são solúveis e desempenham várias funções dinâmicas. As proteínas fibrosas apresentam forma alongada, geralmente são insolúveis e desempenham papel basicamente estrutural nos sistemas biológicos. 24/08/2021 13 Estudar no ambiente virtual CONTEÚDO PROTEÍNAS: níveis estruturais: estrutura primária. Estrutura secundária (proteínas fibrosas e globulares). estrutura terciária. estrutura quaternária/Desnaturação proteica OBJETIVO DE APRENDIZAGEM Explicar os níveis estruturais das proteínas; Diferenciar a organização das proteínas fibrosas e globulares; Compreender o processo de desnaturação proteica. METODOLOGIA Leitura do E-book no AVA: Unidade 1 - Compreendendo como as proteínas são formadas – Estrutura das proteínas. - Desnaturação, dobramento incorreto e consequências. Assistir ao vídeo no AVA: Compreendendo como as proteínas são formadas. ATÉ A PRÓXIMA...
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