4-AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS

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AMINOÁCIDOS, 
PEPTÍDEOS E 
PROTEÍNAS
PROF. DR. SAMUEL B. NERILO
INTRODUÇÃO
Proteínas são polímeros de
aminoácidos, com cada resíduo de
aminoácido unido ao seu vizinho por um
tipo específico de ligação covalente.
AMINOÁCIDOS COMPARTILHAM 
CARACTERÍSTICAS ESTRUTURAIS COMUNS
GRUPO AMINO
*Exceção: Prolina e Glicina
GRUPO CARBOXIL
CARBONO α
CADEIA LATERAL
CARBONO QUIRAL
Estereoisômeros
Ópticamente ativos
Enantiomeros
Proteínas: L-estereoisômeros
Centro 
quiral
A
B
C
D
A B C D
CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS
OS GRUPOS R NESTA CLASSE SÃO 
APOLARES E HIDROFÓBICOS
Alanina, Valina, Leucina 
e Isoleucina tendem a se 
aglomerar entre si nas 
proteínas, estabilizando 
a estrutura proteica 
através de interações 
hidrofóbicas.
GRUPOS R AROMÁTICOS SÃO 
RELATIVAMENTE APOLARES (HIDROFÓBICOS)
Todos podem participar de interações 
hidrofóbicas.
GRUPOS R POLARES, NÃO 
CARREGADOS
São mais 
solúveis em 
água por 
formarem
ligações de 
hidrogênio.
GRUPOS R CARREGADOS 
POSITIVAMENTE (BÁSICOS)
Os grupos R 
mais hidrofílicos 
são aqueles 
carregados tanto 
positivamente 
quanto 
negativamente.
GRUPOS R CARREGADOS 
NEGATIVAMENTE (ÁCIDOS)
Os grupos R 
mais hidrofílicos 
são aqueles 
carregados tanto 
positivamente 
quanto 
negativamente.
AMINOÁCIDOS INCOMUNS
• 4-hidroxiprolina (derivado da prolina);
• 5-hidroxilisina (derivado da lisina);
• 6-N-metil-lisina (miosina);
• 300 aminoácidos adicionais...
AMINOÁCIDOS PODEM ATUAR 
COMO ÁCIDOS E BASES
¨ ÍON HÍBRIDO ¨
AMINOÁCIDOS PODEM ATUAR 
COMO ÁCIDOS E BASES
ALANINA
SUBSTÂNCIA ANFOTÉRICA OU ANFÓLITO
CURVA DE TITULAÇÃO DA GLICINA
Dois patamares de tamponamento.
Em pH extremamente baixo =
forma totalmente protonada.
Em pH 2.34 = carboxila semititulada e
quantidades equimolares das espécies
negativa e neutra.
Em pH 5,97 = carboxila totalmente
titulada, a espécie zwitteriônica é a
predominante.
1+ 0 1-
Em pH 9,60 = remoção de próton do
-NH3
Em pH 12 = titulação completa
pI = ½ (pKa1 + pKa2) = ½ (2,34 +
9,60) = 5,97
PROPRIEDADES ÁCIDO-BÁSICAS
DOS AMINOÁCIDOS
Aminoácidos com um único grupamento α-amino,
α-carboxil e grupo R não ionizável possuem curva de
titulação semelhantes à da glicina.
pKa do grupo –COOH = 1,8 a 2,4
pKa do grupo –NH3 = 8,8 a 11,0
Aminoácidos com grupo R ionizável possuem curvas
mais complexas com três possíveis estágios de
ionização; possuem portanto, três valores de pKa.
CURVA DE TITULAÇÃO DO 
GLUTAMATO
PEPTÍDEOS
Reação de condensação
desidratação
Dipeptídeo, Tripeptídeo, Oligopeptídeo.
Polipeptídeos (massa molecular) < 10.000.
As proteínas são polímeros lineares de centenas
a milhares de aminoácidos.
PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS
Ser–Gly–Tyr–Ala–Leu
Seril-glicil-tyrosil-alanil-leucina
Hidrólise das ligações peptídicas: lenta →
↑energia de ativação → estabilidade.
Carboxi
terminal
Amino
terminal Ligações peptídicas
Cadeias laterais
DADOS MOLECULARES DE 
ALGUMAS PROTEÍNAS
PROTEÍNAS MULTISSUBUNIDADE
Oligomérica
Protômeros
PROTEÍNAS CONJUGADAS
CLASSE GRUPO PROSTÉTICO EXEMPLO
Lipoproteínas Lipídeos Β1-Lipoproteína sanguínea
Glicoproteínas Carboidratos Imunoglobulina G
Fosfoproteínas Grupos fosfato Caseína do leite
Hemeproteínas Heme (porfirina férrica) Hemoglobina
Flavoproteínas Nucleotídeos de flavina Succinato-desidrogenase
Metaloproteínas
Ferro
Zinco
Cálcio
Molibdênio
Cobre
Ferritina
Álcool-desidrogenase
Calmodulina
Dinitrogenase
Plastocianina
NÍVEIS ESTRUTURAIS EM 
PROTEÍNAS
• Estrutura primária: sequência de aminoácidos unidos
por ligações peptídicas.
• Estrutura secundária: arranjos estáveis que formam
padrões repetitivos (α-hélice e folhas β).
• Estrutura terciária: arranjo tridimensional da cadeia
polipeptídica.
• Estrutura quaternária:. Arranjo de 2 ou mais cadeias
polipeptídicas.
FUNÇÃO E ESTRUTURA PROTEICA
A CONFORMAÇÃO DE UMA PROTEÍNA É 
ESTABILIZADA POR INTERAÇÕES FRACAS
Ligações de 
hidrogênio
Ligações dissulfeto
Interações hidrofóbicas
Interações eletroestáticas
• Conformações;
• Proteínas nativas;
• Entropia conformacional (tende manter o estado
não dobrado).
HÉLICE α (estrutura helicoidal)
Modelo de esfera
e vareta
Arranjo mais simples que a 
cadeia polipeptídica pode 
assumir, dada a rigidez de 
suas ligações peptídicas.
CONFORMAÇÃO b
Antiparalela Paralela
ESTRUTURA TERCIÁRIA
O arranjo tridimensional total de
todos os átomos de uma proteína é
chamado de estrutura terciária. Enquanto
o termo “estrutura secundária” se refere
ao arranjo espacial dos resíduos de
aminoácidos que são adjacentes em um
segmento polipeptídico, a estrutura
terciária inclui aspectos de alcance mais
longo da sequência de aminoácidos.
ESTRUTURAS TERCIÁRIA E 
QUATERNÁRIA
Curvaturas: Pro, Thr, Ser e Gly
Posições terciárias: interações fracas e
algumas vezes covalentes.
PROTEÍNAS FIBROSAS E GLOBULARES
Proteínas fibrosas: cadeias polipeptídicas arranjadas em
longos filamentos ou folhas.
Proteínas globulares: cadeias polipeptídicas dobradas em
uma forma esférica ou globular.
ENZIMAS E PROTEÍNAS REGULADORAS
Suporte
Forma
Proteção
PROTEÍNAS FIBROSAS
• Força e/ou flexibilidade;
• Unidade estrutural = elemento
simples de estrutura secundária;
• Insolúveis em água (resíduos de
aminoácidos hidrofóbicos);
• α-queratina, colágeno e fibroína da
seda.
α-QUERATINA
Hélice α de queratina
Duas cadeias em 
espiral enrolada
Protofilamento
Protofibrila
Sentido horário
Sentido anti-
horário
Ala, Val, Leu, Ile, Met e Phe
4 = 32 α queratina = 1 filamento intermediário
α-QUERATINA
COLÁGENO
Hélice de colágeno
Gly-X-Pro ou Gly-X-4Hyp
✓Possui estrutura secundária helicoidal
▪Anti-horária
▪3 resíduos por volta
Super-hélice de colágeno
ESTRUTURA DAS FIBRILAS DE COLÁGENO
fibrilas de 
colágeno
fibrilas 
de 
colágeno
✓Forma escalonada
✓Ligações cruzadas
ESTRUTURA DA FIBROÍNA
✓Folhas β empilhadas
✓Resíduos de Ala e Gly
ESTRUTURA PROTEICA 
GLOBULAR
Conformação b totalmente estendida
Hélice a totalmente estendida
Forma globular nativa enovelada
O dobramento garante a
diversidade estrutural
necessária às proteínas para
realizar um grande leque de
funções biológicas.
Proteínas globulares
incluem enzimas, proteínas
transportadoras, proteínas
reguladoras, proteínas motoras,
imunoglobulinas, etc.
MIOGLOBINA
Grupo 
heme
Aminoácidos 
hidrofóbicos
Hélices α
Núcleo 
hidrofóbico 
denso
GRUPO HEME
propionatos
metilas
vinilas
Na hemoglobina e 
na mioglobina
Resíduo do 
aminoácido 
histidina
Molécula 
de oxigênio
Heme
Ferroprotoporfirina IX
DIVERSIDADE DE ESTRUTURAS 
TERCIÁRIAS
•Diversas formas de dobramento;
•Hélice e Folha ligadas;
•Empilhamento e arranjo dos segmentos;
•Diferentes padrões de dobramento.
Centro -
hidrofóbico
Lateral -
hidrofílica
• Ligações de H
• Interações iônicas
Troponina
DOMÍNIOS ESTRUTURAIS
Domínio A
Domínio B
dobradiça
Parte da cadeia 
polipeptídica que é 
independentemente 
estável ou pode se 
movimentar como 
uma entidade 
isolada em relação 
ao resto da 
proteína.
Capsídeos virais
✓Simetria helicoidal
proteína
RNA 
Vírus do mosaico do tabaco
✓Simetria icosaédrica
Poliovírus
proteína
Desnaturação de proteínas
• Temperatura
• pH
• Solventes orgânicos
• Solutos (uréia)
• Detergentes
Ligações de H
Interações iônicas
Interações hidrofóbicas
Desnaturação: perda de estrutura tridimensional 
suficiente para causar a perda de função.