Aminoácidos, peptídeos e proteínas

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Aminoácidos 
 
*Atenção! Assimetria do carbono α (quiralidade) = atividade óptica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Unidades fundamentais das proteínas; São ácidos orgânicos que contêm um grupo funcional carboxílico, 
um amino, um átomo de H e um radical orgânico R ligados a um mesmo átomo de carbono (C-α). 
*Em pH fisiológico, o grupo carboxila costuma estar dissociado (COO- = íon carboxilato) e o amino protonado (NH3+) 
A posição do grupo NH3 determina a classificação do AA em L ou D 
*Os AAs nas proteínas são sempre L-estereoisômeros 
 
 
*GLICINA 
*Único AA comum que 
possui dois radicais 
iguais, não apresentando 
isômeros ópticos 
Observação: Embora mais de 300 aminoácidos tenham sido descritos na natureza, apenas 20 deles são usualmente 
encontrados como constituintes das proteínas (únicos codificados pelo DNA) = aminoácidos comuns/primários 
 Alanina, arginina, aspartato (ácido aspártico), asparagina, cisteína, fenilalanina, glicina, glutamato (ácido glutâmico), 
glutamina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, prolina, serina, tirosina, treonina, triptofano e valina 
LIGAÇÃO PEPTÍDICA (covalente) 
Ligação entre dois aminoácidos consecutivos em uma cadeia 
peptídica. Se dá entre o carbono do grupo carboxila de um AA e 
o nitrogênio do grupo amina de outro AA a partir da eliminação 
de uma molécula de água (condensação/síntese por desidratação) 
*Início da cadeia = resíduo aminoterminal (NH3 livre) *esquerda 
*RESÍDUO = unidade de AA numa cadeia polipeptídica, uma vez 
que há perda de átomos 
 
 
número de ligações peptídicas = nº AAs - 1 
 
 
A) NUTRICIONAL 
 Essenciais – não são sintetizados naturalmente; precisam ser 
obtidos na dieta isoleucina, leucina, lisina, fenilalanina, 
metionina, treonina, triptofano, valina e histidina (9) 
 NÃO essenciais (naturais) – são sintetizados naturalmente 
 CONDICIONALMENTE essenciais – sob determinadas condições 
biológicas não são capazes de serem sintetizados 
*exemplo: arginina nos recém nascidos 
 
B) DESTINO NO METABOLISMO (gliconeogênese) 
 Glicogênicos – convertidos em glicose 
 Cetogênicos – convertidos em corpos cetônicos 
*Glicocetogênicos = leucina e lisina 
 
classificação 
AMINOÁCIDOS INCOMUNS 
Formados a partir da modificação* de resíduos de 
aminoácidos pós síntese proteica (AAs já 
incorporados na cadeia peptídica) 
*adição de grupos químicos nas cadeias laterais 
Exemplos: 4-hidroxiprolina e 5-hidroxilisina 
(componentes do colágeno); 6-N-metil-lisina 
(constituinte da miosina) e γ-carboxiglutamato 
(encontrado nos fatores de coagulação sanguínea e 
na protrombina) 
*Caso especial: selenocisteína – formada durante 
a síntese proteica a partir da substituição do 
enxofre da cisteína pelo selênio 
 
 
Bruna Larissa → MED 52 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
C) QUANTO À CADEIA LATERAL (grupo R) 
 APOLARES – cadeia lateral formada por 
hidrocarbonetos alifáticos/aromáticos/modificados 
(hidrofóbicos) 
 
 
 
 
Obs: Efeito hidrofóbico – os AAs apolares tendem a agrupar-se no 
interior da proteína 
 POLARES NEUTROS (não carregados) – cadeia lateral 
contém grupamentos hidrofílicos que conferem 
solubilidade intermediária ao AA, mas que não se 
ionizam; tendem a formar pontes de hidrogênio 
 
 
 
 
 POLARES BÁSICOS (carregados positivamente) – 
cadeia lateral contém grupos amina e está ionizada 
positivamente em pH neutro [forma protonada] 
*Obs: a histidina [híbrido de ressonância] em pH 7 pode 
tanto estar protonada quanto não carregada 
 
 
 
 
 
 POLARES ÁCIDOS (carregados negativamente) – cadeia 
lateral contém grupos carboxílicos e está ionizada 
negativamente em pH neutro [forma desprotonada] 
 
 
 
 
 
 
 ORGANOLÉPTICAS – incolores e levemente adocicados 
 FÍSICAS – apresentam atividade óptica; sólidos com 
solubilidade variável; PF e PE elevados 
 QUÍMICAS – substâncias de caráter anfótero (podem atuar 
como bases ou ácidos fracos - ionizam em proporção limitada) 
PROPRIEDADES ÁCIDO-BASE 
1. IONIZAÇÃO 
Em solução aquosa, os grupos amino e ácido dos AAs encontram-se 
ionizados. Dependendo do pH, a forma catiônica (NH3+) ou a forma 
aniônica (COO-) irão predominar. No pH isoelétrico,entretanto, 
verifica-se uma neutralidade elétrica na molécula pelo predomínio 
do zwitterion [íon dipolar – positivo e negativo ao mesmo tempo] 
 
 
 
 
FORMA I = totalmente protonada; FORMA II = ponto isoelétrico; 
FORMA III = totalmente desprotonada 
 
 
2. TITULAÇÃO (adição/remoção gradual de prótons através da 
adição de uma base em uma solução aquosa de ácido fraco ou 
vice-versa) 
Os AAs apresentam curvas de titulação características, que além 
de fornecerem medidas quantitativas de pK, predizem sua carga 
elétrica (através do pI) e mostram regiões de poder tamponante. 
*Obs: pI = média aritmética pK1 + pK2 (p/ AAs dipróticos) 
 
 
 
 
 
 
 
3. TAMPONAMENTO 
Os valores de pK correspondem aos valores de pH onde o 
aminoácido funciona como um tampão (evita mudanças bruscas de 
pH) durante a titulação. Estágios de desprotonação {em uma 
titulação com NaOH, partindo-se de um pH ácido}: 
1) desprotonação do grupamento COOH – De um modo 
geral, na curva de titulação de um AA, observa-se um aumento 
de pH até aprox. pH = 2, momento no qual o grupamento 
COOH perde seu próton [libera íon H+ ] (pK1) 
2) desprotonação do grupamento NH3 Continuando-se a 
titulação, o pH se eleva progressivamente até aprox.. pH = 9, 
quando o NH3 perde seu próton (pK2) 
 
propriedades 
*O pI varia de acordo com o AA; forma catiônica – predomina 
abaixo do pI; forma aniônica – predomina acima do pI 
*forma catiônica – predomina abaixo do pHi; forma aniônica – 
predomina acima do pHi 
 
TITULAÇÃO DA GLICINA 
*pK = constante de equilíbrio para 
ionização (tendência de um grupo em 
fornecer um próton) 
[pontos de inflexão; parte onde a alteração 
resultante da adição da base/ácido é máxima] 
 
*A titulação completa-se quando a forma 
predominante do AA é a totalmente desprotonada 
(H2N...COO-) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*Análise de AAs no diagnóstico de doenças 
 FENILCETONÚRIA (PKA) – erro inato do metabolismo; doença 
metabólica genética causada pela ausência/diminuição da atividade 
da enzima fenilalanina hidroxilase, que metaboliza o aminoácido 
fenilalanina (Phe) em tirosina (Tyr). *Diagnóstico através do teste do 
pézinho 
➢ MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS *decorrentes do acúmulo de 
fenilalanina e déficit de tirosina, precursora de 
neurotransmissores – A PKA não tratada leva a sintomas como 
convulsões, retardo mental, atraso no desenvolvimento 
psicomotor, problemas comportamentais, odor característico 
evidente na urina 
➢ TRATAMENTO – controle da ingestão de fenilalanina (dieta com 
determinada quantidade diária de phe, que varia conforme a 
idade e gravidade da doença) *AA essencial 
LISINÚRIA com intolerância às proteínas (LIP) – erro inato do 
metabolismo; defeito no transporte* dos aminoácidos dibásicos 
[AA+] (lisina, ornitina e arginina), resultando em uma baixa 
absorção intestinal e aumento da eliminação renal (na urina) dos 
mesmos *inativação total/parcial do transportador y-LAT1 
➢ CONSEQUÊNCIAS: defeitos na síntese proteica e no 
metabolismo do colágeno; mal funcionamento do ciclo da ureia 
= hiperamoniémia por intolerância proteica 
➢ MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS – diarreia com recusa em alimentos 
ricos em proteínas, vômitos, perda de consciência pelo acúmulo 
de NH3, aumento do fígado e baço, cabelos finos e quebradiços, 
atraso de crescimento, hipotonia muscular e osteoporose 
➢ TRATAMENTO – dieta hipoproteica e suplementaçãode 
citrulina [pode normalizar o ciclo da ureia e é precursora de 
arginina e ornitina] 
 
 
aminoacidopatias 
Peptídeos e proteínas 
 
CLASSIFICAÇÃO *não há consenso entre os autores 
• OLIGOPEPTÍDEOS – entre 2 e 10 aminoácidos (di, tri, tetra, penta) 
• POLIPEPTÍDEOS – mais de 10 aminoácidos 
• PROTEÍNA – mínimo de 100 AAs (segundo Lehninger) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cadeias (polímeros) de aminoácidos; Resultado da união do grupo α-carboxil de um AA com o grupo 
α-amina de outro AA, com liberação de uma molécula de água. 
 
 
 INSULINA – hormônio peptídico produzido pelas 
células beta do pâncreas. É hipoglicemiante e 
composto por duas cadeias polipeptídicas de 21 e 
30 AAs. 
 
 GLUCAGON – hormônio peptídico produzido pelas 
células alfa do pâncreas. É hiperglicemiante e 
formado por 29 AAs. 
 
 OCITOCINA – hormônio hipotalâmico secretado 
pela neurohipófise. Estimula a ejeção do leite 
materno e as contrações uterinas, sendo formado 
por 9 AAs. 
 
 ADH/VASOPRESSINA – hormônio hipotalâmico 
secretado pela neurohipófise. Estimula a reabsorção 
nos túbulos renais e a vasoconstrição, sendo 
formado por 9 AAs. 
peptídeos de importância biológica 
 
 ASPARTAME (dipeptídeo sintético) – aditivo 
alimentar utilizado para substituir o açúcar comum 
[adoçante]. É formado por fenilalanina e arginina 
*risco para portadores de fenilcetonúria 
 
 BCAA (branch chain aminoacids) – suplemento 
formado por uma combinação de leucina, valina e 
isoleucina, AAs essenciais de cadeia ramificada. 
Estudos sugerem que eles desempenham um papel 
importante durante os exercícios físicos: aumentam 
a resistência e reduzem a fadiga muscular 
 
 CREATINA – composto formado a partir de glicina, 
arginina e metionina sintetizado naturalmente pelo 
fígado, rins e pâncreas. Atua na fosforilação do ADP 
em ATP, desempenhando papel importante na 
produção da energia utilizada na contração 
muscular. É vendida como suplemento por auxiliar 
na hipertrofia e melhorar o rendimento em 
exercícios de força e potência muscular 
 
 CARNITINA (dipeptídeo) – composto formado por 
metionina e lisina e sintetizado naturalmente no 
cérebro, rins e fígado. É vendida como suplemento 
alimentar* por atuar na oxidação lipídica a partir do 
transporte de ácidos graxos de cadeia longa para as 
mitocôndrias. *eficácia não comprovada 
aplicações industriais de peptídeos 
Bruna Larissa → MED 52 
 
 
 
NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO 
 
 
 
 
 
 PRIMÁRIA – sequência linear de aminoácidos 
(resíduos); Estrutura mantida por ligações peptídicas e 
algumas pontes dissulfeto *Os AAs que compõem a 
cadeia podem ser identificados pela hidrólise 
química/enzimática total da proteína 
 SECUNDÁRIA – forma que a cadeia polipeptídica 
assume no espaço (arranjo espacial dos átomos pelo 
dobramento/enovelamento de partes da cadeia); 
Estrutura mantida por ligações de hidrogênio. Os dois 
padrões estruturais mais comuns são a alfa-hélice e a 
folha beta-pregueada. *Início da conformação 3D 
 TERCIÁRIA – enovelamento da cadeia polipeptídica 
como um todo (dobramento da estrutura secundária 
sobre si mesma); Estrutura mantida principalmente por 
pontes dissulfeto e por ligações eletrovalentes entre as 
cadeias laterais. *Continuação da conformação 3D 
 QUATERNÁRIA – união de duas ou mais estruturas 
terciárias (associação de cadeias polipeptídicas) 
Observações: 
➢ A estrutura primária condiciona todas as outras: a 
função e a conformação tridimensional da proteína 
dependem da sequência dos aminoácidos. 
*Qualquer mudança na sequência de AAs pode 
impactar a estrutura/função da proteína por completo 
Ex: Anemia falciforme 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Uma mutação genética que provoca a substituição da base 
nitrogenada T pela A ocasiona a troca do aminoácido 
glutamina pela valina na cadeia β da hemoglobina = HbS. 
Como resultado, o indivíduo produz hemácias com aspecto de 
foice, causando deficiência no transporte de gases. 
estrutura das proteínas 
➢ Detalhamento da estrutura secundária: 
 
*Numa única proteína 
podem haver vários tipos 
de estrutura secundária 
 
 
 
 
α-hélice 
• Conformação helicoidal (organização dos AAs ao redor de 
um eixo longitudinal) 
• Cada volta da hélice contém 3,6 aminoácidos e os grupos 
R [cadeias laterais apolares] voltam-se para a parte 
externa da hélice, onde estão livres para interagir. 
• *A carbonila de um AA tem seu oxigênio ligado ao 
hidrogênio do grupo amino de outro AA da mesma 
cadeia por meio de pontes de hidrogênio 
folha-β-pregueada 
• Conformação em zigue-zague e esqueleto distendido 
• As folhas podem ser paralelas (pares de pontes de H 
igualmente separados = cadeias em mesmo sentido) ou 
antiparalelas (pares de pontes de H alternando entre 
estarem muito próximos e muito separados entre si = 
cadeias em sentidos opostos; são mais estáveis) 
• Os grupos R voltam-se para cima e para baixo do plano 
da folha. 
• *As pontes de hidrogênio são formadas 
semelhantemente à alfa-hélice, mas entre grupos NH e 
CO de diferentes fitas (envolve 2 ou mais segmentos 
polipeptídicos) 
alças, dobras e loops – conformações irregulares; trechos que 
estabelecem conexão entre estruturas secundárias, 
normalmente invertendo a direção da cadeia 
➢ Ligações que mantêm a forma das proteínas: 
- Pontes de hidrogênio 
- Pontes dissulfero 
- Interações hidrofílicas/hidrofógicas 
- Interações ácido-base 
 
➢ DESNATURAÇÃO = alterações na estrutura nativa de 
uma proteína, resultando em perda total/parcial e 
reversível/irreversível de sua função ou atividade 
biológica. 
*FATORES: variação de temperatura, pH, radiação UV, 
exposição à substâncias detergentes/solventes 
*Estrutura NATIVA – conformação tridimensional na qual a 
proteína apresenta suas propriedades biológicas naturais 
 
 
 
 
 
 
1. Quanto à presença de grupos interligados 
 SIMPLES (homoproteínas) - compostas apenas por 
aminoácidos 
 CONJUGADAS – apresentam grupos prostéticos (radicais 
não peptídicos), os quais podem ser orgânicos [como 
vitaminas] ou inorgânicos [íons metálicos] ex: grupo heme 
da hemoglobina 
 
2. Quanto à forma 
 FIBROSAS – aspecto retilíneo (cadeias arranjadas em 
folhas ou feixes) ex: queratina, miosina, colágeno 
 GLOBULARES – aspecto arredondado (cadeias 
enoveladas em formas esféricas) ex: hemoglobina, 
albumina, mioglobina 
classificação