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-Possuem 20 grupos R variáveis. -Em solução aquosa em pH neutro, amina fica protonada, com carga positiva . -PH abaixo do PKa o elemento está protonado. -Carboxila em pH neutro ela está com carga negativa. -São enantiômeros e esteroisômeros. -Possuem forma L e D, sendo a L mais abundante. Olha o grupo amino. -O que difere um de outro é a polaridade do grupo R Apolares Alifáticos -Cadeia aberta, com radicais de hidrocarbonetos apolares ou modificados. -Na síntese de uma proteína, eles ficam voltados para dentro da cadeia, fornecendo estabilidade à ela. -7 aminoácidos -Raul gil de vampiro. -Valina, Alanina, Metionina, Prolina, Glicina, Isoleucina e Leucina • Glicina: menor aminoácido • Metionina: possui enxofre, tioéter. • Prolina: ciclo do N. É um iminoácido (- NH), que quando entra na cadeia da proteína, muda a direção da estrutura em 180º. Fica em curvas de proteina Apolares aromáticos -Possuem aroma e utilizados para quantificar a absorção de aminoácidos em algo. -3 aminoácidos -Compostos por anéis aromáticos -Fenilalanina, Triptofano e Fenolalanina (Tirosina) Polares carregados -Carga negativa: Ácido carboxílico em sua cadeia R. -Capazes de doar prótons. *Ácido glutâmico (glutamato) e Ácido aspártico (aspartato). -Carga positiva: tem amina na cadeia R, por ser básico, atrai H+. -Capazes de receber elétrons. *Histidina, Arginina e Lisina Polares não carregados -Possuem radicais que tendem a formar pontes de hidrogênio. -Asparagina, Glutamina, Císteina, Treonia e Serina. -Aminoácidos que formam as proteínas são do tipo alfa. *Aminoácidos alfa: aqueles em que as funções amino e carboxilato estão ligadas ao mesmo carbono. -O GABA, neurotransmissor frequente, é do tipo gama, portanto não faz proteínas. Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas. Estrutura dos Aminoácidos Quando uma proteína se degrada, seus resíduos ficam na forma L. V-A-M-P-G-I-L F de Faro A Histidina pode atuar na forma protonada e desprotonada, sendo uma solução tampão perto do neutro dos líquidos intra e extracelular. A cisteína possui enxofre em sua cadeia, e é capaz de fazer ligações dissulfeto, formando a cistina, presente na maioria dos resíduos do corpo, como a insulina. Ionização dos terminais -Quando estão em soluções aquosas, modificam as propriedades elétricas. →Forma Zwitteriônica: a.a sem grupo R ionizável em solução aquosa de pH neutro, com carga líquida igual a zero, funcionam como ácido-base, modificam sua carga elétrica, doam e recebem H+ e age como tamponante. *Quando está no pH ácido, a glicina não consegue doar H+, pois já tem muito. ↔ Protonado. ( forma catiônica) -O grupo carboxila é o primeiro a doar o H+. O grupo amia, por ser uma base forte, só libera em pH muito básico. *Quando pH está alto, ambos conseguem doar seu H+. ↔Desprotonado. (forma aniônica) →Grupo amino e carboxila com grupo R ionizável funcionam como ácidos e bases fracos. Ponto Isoelétrico -Ponto onde a carga elétrica líquida é igual a zero. Média aritmética dos pKa dos compostos. -pH mais próximo ao da OH, carga +1 *Quando tem mais de uma OH no grupo R, soma o pKa das duas e divide por 2 para achar o pI. * Quando tem mais de uma NH no grupo R, soma o pKa das duas e divide por 2 para achar o pI. Grupo não comum 4-hidroxiprolina: colágeno e parede celular de células vegetais. 5-hidroxilisina: colágeno, proteína fibrosa de tecidos conectivos 6-N-metil-lisina: constituinte da miosina, proteína contrátil do músculo e proteína do coração. y-carboxi-glutamato: constituinte da proteína de coagulação protombina. →Ponte dissulfeto: formação de ligação covalente pelo enxofre em partes de um peptídeo ou entre dois peptídeos. →Ligação peptídica: reação de desidratação entre os grupos amino e carbox. dos a.a.. É uma ligação rígida, planar e sem rotação, pois a lig. dupla varia de posição entre o N e o O e tem alta Eat. Titulação da glicjna -Para fazer a titulação, adiciona-se uma base forte (NaOH), para verificar a variação de pH. -Consiste na adição ou remoção gradual de prótons. OH: doa H+ NH: recebe H+ R ionizável: 3 etapas R não ionizável: 2 etapas corpo precisa ingerirEssencial • Histidina corpo produzN-essencial • Cisteína encontrado na natureza e no corpo Semi-essencial • Arginina Classificação PH↑= retira H+ do meio Aminoácido diprótico: libera dois H+, dos dois grupos. 1. A curva começa a subir de acordo com a adição de OH- 2. Onde a curva fica mais suave, significa que está liberando mais H+ (geralmente a COOH) e neutralizando a adição de OH*. 3. Quando a curva começa a não variar muito mais, entra na região tamponante, onde no pk tem 50% protonado e 50% desprotonado. 4. Quando há novamente um aumento brusco de pH e chega no PI, os aminoácidos ficam na forma zwitteriônica, neutros, podendo agir como ácido-básicos. 5. Depois o pH começa novamente a não variar muito, entra na faixa tamponante e o grupo amina desprotona. 6. A partir disso, o OH- não interfere mais no aminoácido. →pH>pI: carga negativa - migra para o eletrodo positivo (ânodo). →pH<pI: carga positiva - migra para o eletrodo negativo (cátodo). *Quando há 3 regiões tamponantes, ou seka, 3 grupos ionizáveis (amino, carbox. e radical), a 2ª é do grupo R. -Grupo carregado positivamente: média entre pK2 e pK3. -Grupo carregado negativamente: média entre pK1 e pK2. -Região tamponante: região onde não varia muito o pH. -Faixa tamponante: pk-1; pK; pK+1 -São polímeros de aminoácidos unidos por ligação peptídica. • Oligopeptídeo: poucos a.a. • Polipeptídio: centenas de a.a- MM menor • Proteína: milhares de aminoácidos- MM maior. -A maioria dos peptídeos que têm função biológica são os polipeptídios, mas há algumas exceções de oligopeptídeos que tem conformação. →Resíduos de aminoácidos: quando um a.a perde uma OH, ele fica com as “duas pontas” com radical livre, formando as partes: • Amino terminal (N): na esquerda • Carboxi terminal (C): na direita. *Previamente definido na sequência de DNA. -Quando os aminoácidos estão ligados sem radicais livres, eles mudam os nomes para radical (il) →Peptídeos com extremidade ionizável: liga- se a outro e não se ioniza mais, não possui caráter ácido-base. →Peptídeos com extremidade e radical ionizável: liga-se a outro, mas como tem R ionizável funciona como ácido-base. Características do glutamato: apresenta carga na cadeia lateral (negativa), está presente na hemoglobina (é nessa posição 6 que ocorre substituição por valina na anemia falciforme), participa do metabolismo dos carboidratos (pode ser convertido em alfa- cetoglutarato, alimentando o ciclo de Krebs) mas precisa ser convertido em glutamina antes de ir pra corrente sanguínea, pois o aumento na concentração do glutamato poderia perturbar neurônios e outras células com receptores para glutamato COOH-NH3-COOH Peptídeos Os peptídeos só funcionam como ácido-base se tiver um grupo R ionizável. Lê-se da esquerda -direita Peptídeos biologicamente ativos • Aspartame: adoçante • Ocitocina: hormônio da contração uterina • Insulina e Glucagon • Corticotropina • Amatoxina: veneno do cogumelo -São sequências de resíduos de aminoácidos enovelados. →Multissubunidade: proteínas com dois ou mais polipeptídeos associados de modo não covalente. -Oligoméricas: se tiver pelo menos 2 cadeias iguais. -Protômeros: cada cadeiapolipeptídica igual. →Proteínas simples: formadas por resíduos de aminoácidos. →Proteínas conjugadas: formadas por outros elementos além de aminoácidos. -Grupo prostético: estão ligados à proteínas para ajudar a determinar a função proteica delas. Ex: lipoproteínas, glicoproteínas e metaloproteínas. *As proteínas só desempenham função biológica quando estão em conformação, arranjo espacial, tridimensional -Proteína nativa: nome dado às proteínas quando elas estão dobradas na conformação compatível com sua função, na mais estável. Estrutura primária • Sequência linear de aminoácidos direcionados N-C. • Influencia na função proteica, pois se um aminoácido for alterado, pode alterar a conformação da proteína. Geralmente quando se troca aminoácidos de polaridades diferentes, o “estrago” é maior. • Descrição de todas as ligações covalentes. • Pré-determina a função proteica, que será desenvolvida na estrutura tridimensional. Estrutura secundária • Arranjo espacial dos átomos da cadeia principal, sem considerar a conformação dos grupos R cadeias laterais. • Dão origem à padrões estruturais recorrentes Podem ter conformações não regulares, formando alças e enrolamentos em hélice, ou podem ser regulares, formando: → α-hélice: enrola em volta de um centro imaginário. • Os mesmos grupos ficam numa mesma distância uns dos outros. • Mais comuns nos seres humanos devido a otimização, aumento de suas ligações de H. • A cadeia lateral (COOH) faz uma ponte de hidrogênio com o 4º resíduo adjacente a ele, e o átomo de H se liga a um N de uma lig. Peptídica. • O grupo R não participa dessas ligações, mas o volume deles influencia se esse dobramento ocorrerá ou não. • Pode ser formadas por a.a de forma L ou D, mas desde que não se mistures. • A Alanina é a que possui maior tendência de formar essa conformação. • Se tiver prolina e glicina não forma essa conformação. Um erro na codificação das proteínas pode causar doenças graves. Por exemplo, erros na codificação genética para a cadeia β-hemoglobina, o glutamato pode deixar de ser produzido, sendo substituído por valina, causando anemia falsiforme. Proteínas Informações adicionais -As proteínas são separadas e purificadas com base em diferenças nas suas propriedades. -Podem ser precipitadas por mudança de pH ou temperatura e pela adição de certos sais. -Os procedimentos fazem uso da diferença de tamanho, afinidades de ligação e carga. -A eletroforese separa proteínas com base na massa e na carga. → β-folha: forma um zigue- zague pregueado. • Ligações de H são formadas entre segmentos adjacentes da cadeia polipeptídica. • Podem estar ligados na mesma cadeia polipeptídica ou em cadeias diferentes. • Podem ser paralelas (com as ligações de H não alinhadas, ambas as fitas no sentido N-C) ou antiparalelas (com as ligações de H alinhadas e cada fita em um sentido N-C e C-N) • As curvas β são estruturas de uma volta de 180º que envolve 4 resíduos de a.a., ligando dois segmentos antiparalelos adjacentes. Estrutura terciária • Arranjo tridimensional total de uma proteína, na qual ela exerce sua função proteica. • Definida pelos radicais, que participam das ligações que irão manter essa conformação. • A parte polar fica para a parte externa do citosol e a apolar para a interna – Efeito hidrofóbico • O dobramento é feito principalmente pelos a.a. hidrofóbicos. A estrutura é estabilizada por um conjunto de ligações fracas, que ficam fortes: -Efeito hidrofóbico: influi no dobramento. -Ligações de H: liga perto e longe -Ligação iônica: atração de opostos -Ligação de Van der Walls: dipolo- induzido com o do lado -Ligação Bissulfídica: equilibra de deixa estável. Estrutura quaternária • Conformação dada a uma proteína quando ela possui mais de uma cadeia polipeptídica. • Formada pelas subunidades. • Passa a ter função proteica a partir dessa fase Estas, por sua vez, podem se arranjar em formas, tais como: -Proteínas fibrosas: • Arranjadas em filamentos • Cadeias longas de α-helice ou β-folha • Insolúveis em agua • Sustentação, força e flexibilidade *Exemplos Queratina: estabilizada por pontes dissulfeto Fibroína da seda: presente na teia de aranha Colágeno: subunidade de gli-pro-hidroxipro. -Proteínas globulares: • Solúveis em agua • Diversidade estrutural e funcional • Presentes nas enzimas e hormônios • Forma da maioria das proteínas humanas. *Exemplos Mioglobina: guarda oxigênio P. transportadora, motora e reguladora Imunoglobulinas Proteínas Polimórficas- A sequência de aminoácidos de uma proteína não é 100% fixa, proteínas polimórficas sofrem alterações sutis em sua sequência de acordo com a população, e isso não altera sua função. Função proteica Proteínas são moléculas dinâmicas capazes de interagir com outras moléculas, essa interação tem influência direta sobre sua função, provocando mudanças conformacionais. →Ligante- Molécula que interage de modo transitório/reversível com uma proteína, esse contato transitório está relacionado as mudanças ambientais e condições metabólicas. →Substrato- Molécula na qual as proteínas exercem seus efeitos →Sítio de ligação- Estrutura da proteína que entra em contato e interage com o ligante, essas estruturas são complementares e específicas de cada interação. A proteína pode ter sítios diferentes, portanto funções e ligantes diferentes. →Encaixe Induzido: por serem flexíveis e dinâmicas, as proteínas sofrem adaptações estruturais para favorecer e facilitar as ligações com determinados ligantes. *Podem ser reversíveis ou irreversíveis. Proteínas transportadoras de oxigênio A mioglobina e a hemoglobina são as proteínas mais compreendidas nesse meio, e tem alta afinidade com o oxigênio. Grupo Prostético Heme Pelo fato de o O2 ser uma molécula apolar ele é pouco solúvel em solução aquosa, o que impede o seu transporte por difusão no meio venoso. Em geral, metais de transição como o cobre e o ferro, tem afinidade ao O2 e tendem a se ligar a ele e fazer ligação reversível. Porém, o Fe não pode ficar livre no meio, por isso, ele é associado à um grupo prostético e incorporado nas proteínas. HEME- proteína que incorpora o Fe (Fe 2+) em um anel orgânico chamado de protoporfirina, no qual a hemoglobina se liga. *Hemoglobina está ligada ao heme, que por sua vez tem protoporfirina, que contem Fe em seu centro, fazendo com que ela tenha maior afinidade a ele. • 1 polipeptídio associado a um grupo heme. • Função de ligar-se ao oxigênio e armazená-lo. • Pode liberar dependendo da interação proteína-ligante . • Relativamente insensível a mudanças na concentração de oxigênio • Transporte de oxigênio • Dissolvidas no citosol dos eritrócitos em concentrações muito altas. • Ela possui alta afinidade nos pulmões, com saturação no sangue arterial de até 96%. Já nos tecidos a afinidade é baixa, com saturação de 64% no sangue venoso. • Resposta sensível a pequenas alterações de concentração do ligante. →Estado T: tenso, baixa afinidade ao oxigênio. Quando o oxigênio não está presente, esse estado está estável. Ele é estabilizado por pares iônicos. →Estado R: relaxado, com maior afinidade pelo oxigênio. Quando o oxigênio está presente, esse estado está estável. → CO se liga com o grupo heme com uma facilidade muito maior que o oxigênio, devido à compatibilidade estrutural entre os dois. Sendo assim o CO acaba sendo extremamente tóxico para o organismo, pois se liga ao grupo heme tomando o lugar do oxigênio e reduzindo drasticamente a distribuição dele.HB+ →A transição se dá de forma gradativa, quando a proteína está no E.T e se liga a um oxigênio a estrutura sobre alterações conformacionais, que vão aumentando a afinidade com o2 até que o E.R seja atingido. • O oxigênio se liga à primeira cadeia da HB+, e a partir da 2ª começa a mudar para o estado R. Gráfico Nos pulmões a hemoglobina deve ter alta saturação, ou seja, captar muito oxigênio, para isso sua afinidade deve ser alta e ela se encontra no E.R. Já nos tecidos esse oxigênio deve ser liberado, o que só é possível com a menor n afinidade do E.T. →Proteína Alostérica: tem mudança induzida por outros ligantes, ficando mais ou menos ativas. *A interação de um ligante em um sítio afeta as propriedades de outro na mesma proteína. A hemoglobina também transporta H+ e CO2. -CO2: ele não pode circular nessa forma pela corrente sanguínea, para evitar a formação de bolhas e que se ligue aos grupos heme. Por isso, é convertido em bicarbonato pela enzima anidrase carbônica, aumentando a concentração de H+. *Os excessos são transportados para o pulmão e rins e minimizados pelo tampão do bicarbonato. →Efeito Bohr: efeito que facilita que o 1º oxigênio seja liberado. Ele regula as concentrações de H+ e CO2 para que não afete tanto a ação a hemoglobina. -Quando o pH e o CO2 aumentam, a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio aumenta quando está no pulmão e diminui quando está no tecido. -Nos pulmões, com alta concentração de O2, a Hb se liga ao O2 e libera prótons. Nos tecidos, com a concentração é baixa, a Hb se liga ao H+ e libera O2. -Estabiliza o estado T 2-3 BPG • O 2-3-Bifosfoglicerato interage com a hemoglobina em uma modulação alostérica. Está presente em altas concentrações nos eritrócitos. • O composto reduz a afinidade da hemoglobina com o oxigênio. Ele atua aumentando consideravelmente a liberação de O2 nos tecidos, fazendo com que ele não se ligue novamente à Hb. • Quanto maior a pressão, maior a liberação de oxigênio. • Em altas altitudes a pressão de oxigênio cai significativamente, o que também diminui a liberação de O2 nos tecidos, contudo a demanda por ele não diminui. Então, o 2-3 BPG entra aumentando a [O2] no sangue, restaurando o abastecimento ideal. A liberação de 2-3BPG cai quando a pressão é normalizada. →Feto/Mãe- A hemoglobina adulta tem conformação α2β2, e o BPG se liga entre os betas, contudo a conformação da hemoglobina fetal é α2λ2, sendo assim o BPG não pode atuar no feto. Isso faz com que a saturação fetal esteja sempre alta, pois a hemoglobina da mãe tem baixa afinidade ao oxigênio, liberando altas quantidades, enquanto a afinidade do feto é maior, fazendo com que sua saturação se mantenha alta. -Quando o feto nasce e começa a respirar pelos pulmões, as folhas y começam a ser trocadas por β para que o BPG possa agir normalmente. →Enovelamento- como a proteína é dobrada o espaço. Às vezes ela pode se dobrar de uma maneira “errada” que não favorece o exercício da sua função. Assistentes que servem como molde e dobram a proteína na conformação correta. Elas: • Auxiliam no dobramento proteico • Corrigem dobramentos errados em proteínas • Protegem contra o aumento de temperatura, evita a desnaturação. • HSP70- ligam-se à regiões não enoveladas, ricas em resíduos hidrofóbicos, protegendo da desnaturação. -Bloqueiam o enovelamento de proteínas que devem permanecer não enoveladas até que passem pela membrana. - Facilita o arranjo quaternário. -Liga-se a um peptídeo para evitar enovelamentos errados, e quando se solta ele fica na forma nativa. • Chaperoninas- Promove enovelamentos não espontâneos. • Proteína dissulfeto-isomerase(PDI): catalisa ou modifica interações dissulfeto inadequadas ate que a conformação nativa seja formada. • Peptídeo prolil cis-trans isomerase (PPI): catalisa a interconversão de isômeros cis e trans formados por resíduos de Pro, que podem ter seu enovelamento retardado se estiverem na configuração cis. Amilodoises Doenças em que o enovelamento não ocorre da maneira correta, mas devido a sua complexidade não pode ser desfeito (Alzheimer, Parkinson). Desnaturação de proteínas -Proteostase: manutenção permanente de um conjunto de proteínas necessárias para a célula em uma determinada condição. • Quando saem dos ribossomos, as proteínas podem se enovelar espontaneamente ou precisar de ajuda das chamadas chaperonas. -Chaperonas: atuam para enovelar proteínas que se tornaram transitoriamente desenoveladas. -Desnaturação: perda na estrutura tridimensional que seja suficiente para causar perda da função, inativando-a. *Podem perder as estruturas 2ª,3ª e 4ª, mas ao a 1ª *Não necessariamente precisam se desenovelar completamente. Na maioria das condições, elas existem como um conjunto de estados parcialmente enovelados. Fatores que levam: -Mudança brusca de temperatura. (Vai aumentando aos poucos, e em uma dada T ela sofre perdas estruturais). -pH extremos. (alteram a carga líquida das proteínas, causando repulsão eletrostática e desfazendo ligações de H). -Solventes orgânicos. (etanol, ureia, álcool.). -Renaturação: proteínas globulares desnaturadas pelos agentes citados, quando colocadas nas condições nas quais é nativa, reassume suas estruturas e atividades biológicas.
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