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AMNIOÁCIDOS São ácidos orgânicos formados por átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. O primeiro aminoácido descoberto foi a asparagina, extraída do aspargo, em 1806. O primeiro identificado em uma proteína foi a leucina por Proust em 1819. ESTRUTURA BÁSICA DE UM AMINOÁCIDO Alguns tipos de aminoácidos contêm também átomos de enxofre e fósforo que aparecem, portanto na composição das proteínas. FUNÇÕES Cada aminoácido desempenha um papel único no organismo. - O papel principal dos aminoácidos é a participação no processo de síntese de proteínas. - O triptofano é precursor da vitamina Niacina; - A arginina, a glicina e a metionina estão envolvidas na síntese de creatina; - A tirosina é a precursora da melanina, o fator determinante da cor da pele; - A histidina é essencial para a formação de histamina, causadora de vasodilatação no sistema circulatório. - São as unidades fundamentais das PROTEÍNAS. Existem mais de 300 aminoácidos diferentes. 20 estão presentes em proteínas. Os seres humanos são capazes de sintetizar 80.000 proteínas a partir de inúmeras combinações entre estes aminoácidos. AMINOÁCIDOS NÃO PROTEICOS Presentes no metabolismo animal, mas que não participam de moléculas proteicas. Foram identificados mais de 200 aas não proteicos em produtos naturais (plantas superiores). Citrulina e ornitina → ciclo da uréia e síntese de arginina; Betalanina → isômero da alanina, faz parte da vitamina ácido pantotênico; Creatina → amina, derivada da glicina, faz parte do fosfato de creatina (armazenamento de energia); MESMOS ÁTOMOS, MESMOS PARCEIROS, DIFERENTES IMAGENS NO ESPELHO Uma molécula quiral, é aquela que não é idêntica à sua imagem especular; Uma molécula quiral e sua imagem especular formam um par de enântiomeros, ou isômeros especulares. PROPRIEDADES ÓPTICAS DOS AMINOÁCIDOS Todos os aa encontrados nas proteínas apresentam configuração L. D-aminoácidos – antibióticos/paredes celulares de bactérias. A glicina não apresenta carbono alfa, nem carbono quiral, porque o radical R dela é constituído por outro hidrogênio. E por esse motivo, de ter outro hidrogênio, a glicina não apresenta carbono alfa central ou carbono assimétrico. A glicina não apresenta atividade óptica, logo ela não possui isômeros ópticos. Dos enantiômeros D e L, os aminoácidos com configuração L são aqueles que produzem as proteínas. E os isômeros D vão produzir antibióticos. ESTEREOISOMERIA ISÔMEROS ÓTICOS Talidomida – um derivado do ácido glutâmico - enantiômero R: efeito sedativo - enantiômero S: efeito teratogênico OS AMINOÁCIDOS NÃO POSSUEM UM NOME SISTEMÁTICO A glicina – gosto doce (glycos = doce) A tirosina foi originalmente isolada do queijo (tyros = queijo). O ácido glutâmico foi encontrado no glúten de trigo. Um aminoácido bastante importante encontrado no trigo. CLASSIFICAÇÃO Essenciais – síntese inadequada no organismo animal, assim não satisfazendo a velocidade de utilização, necessária para o crescimento e desenvolvimento natural. Portanto devem ser fornecidos através da alimentação; Não essenciais – podem ser sintetizados pelo organismo a partir de substâncias fornecidas ou não pela alimentação. Não Essenciais Essenciais Glicina, Alanina, Serina, Cisteína, Tirosina, Arginina Fenilalanina, Valina, Triptofano Ácido aspártico, Ácido glutâmico, Histidina, Asparagina Treonina, Lisina, Leucina, Isolucina Glutamina, Prolina Metionina É importante ressaltar que, para os vegetais, todos os aminoácidos são não essenciais; Classificar um aminoácido em não essencial ou essencial depende da espécie estudada; assim um certo aminoácido pode ser essencial para um animal e não essencial para outro. Essa classificação de ser não essencial e essencial está ligado apenas à produção pelo organismo. Não essenciais são aqueles aminoácidos que conseguimos produzir no nosso organismo. Vale ressaltar que todos os aminoácidos são essenciais, porque independente ou não se ele é produzido pelo nosso organismo, eles vão ser essenciais para a síntese de vários outros compostos. Aminoácidos também são percursores de vitaminas. O colágeno possui em sua estrutura os seguintes aminoácidos: Glicina, Prolina, Lisina, Hidroxilisina, Hidroxiprolina e Alanina. O colágeno é uma proteína composta por resíduos de aminoácidos, isso quer dizer que é uma molécula grande. Nosso organismo não consegue absorver moléculas grandes, então a proteína vai ser quebrada em seus constituintes menores, os aminoácidos. CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO DESTINO NO METABOLISMO ANIMAL Glicogênicos: arginina, metionina, cisteína, cistina, histidina, treonina, valina (podem se transformar em glicose); Glicocetogênicos: fenilalanina, tirosina e triptofano, isoleucina e lisina (podem se transformar em glicose ou em corpos cetônicos); Cetogênicos: leucina (pode se transformar em corpos cetônicos). ESTRUTURA GERAL DOS AMINOÁCIDOS - O carbono α é um centro quiral (opticamente ativo) - Apresentam carbono assimétrico Os aminoácidos apresentam um centro quiral, e são opticamente ativos, apresentam um carbono alfa, e ligado a esse carbono tem um grupo carboxílico, um grupo amina, um hidrogênio e uma cadeia lateral (denominada cadeia lateral R). Qual a importância dessa cadeia lateral R? A cadeia lateral – R é a que determina a identidade de um aminoácido específico. (quem é o aminoácido, e cada aminoácido vai apresentar um R específico). Não vamos encontrar nenhum aminoácido com o radical R igual, porque é justamente esse radical R que vai dar nome ao aminoácido, dizer quem ele é. Como se fosse a família do aminoácido. AMINOÁCIDOS COM RADICAL “R’’ APOLAR OU HIDROFÓBICO Possuem radical “R” geralmente formado exclusivamente por carbono e hidrogênio – grupamentos alquila. A classificação dos aminoácidos é bem diversa, vamos classificar os aminoácidos de acordo com o grupo R, ou seja, de acordo com o radical R. Cada aminoácido vai apresentar um radical R diferente, como podemos observar na imagem acima, os radicais R estão em azul. De acordo com o grupo R, os aminoácidos podem ser classificados como polar ou hidrofóbico. Na constituição das proteínas, os aminoácidos hidrofóbicos geralmente estão alocados mais na parte interna, também dependendo da função da proteína. Geralmente os aminoácidos hidrofóbicos, na parte R, são constituídos exclusivamente por carbonos e hidrogênio. Alguns aminoácidos podem apresentar em sua constituição grupo sulfeto. Podemos ter radicais mais simples, até radicais mais complexos, como o do triptofano. A alanina apresenta isomeria óptica, pois o carbono alfa está ligado a 4 radicais diferentes. Todos os aminoácidos da tabela laranja apresentam isomeria óptica. AMINOÁCIDOS COM R POLAR OU HIDROFÍLICO Tem afinidade com a água. Possuem radicais “R” contendo hidroxilas, sulfidrilas e grupamentos amida. Há estudos sobre a glutamina que indicam uma importância desse aminoácido na sustentação muscular. Asparagina encontramos nos aspargos. A cisteína encontramos em várias proteínas, principalmente por causa das ligações sulfidrilas, que são ligações fortes. Aminoácidos ácidos são denominados assim pois possuem dois agrupamentos carboxílicos. Aminoácidos básicos são assim denominados pois apresentam dois agrupamentos amina. Concluindo assim, a classificação dos aminoácidos com base na cadeia lateral R. *Revisar com calma as estruturas que conferem essa classificação* Apenas 20 aminoácidos são percursores de proteínas. Os demais aminoácidos são chamados de não-proteicos, e vão ter outras funções. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS → São todos compostos sólidos, cristalinos e que se fundem a alta temperatura;→ Incolores; → A maioria apresenta sabor adocicado; → Alguns insípidos (não apresentam sabor); → E outros amargos; → Com exceção da glicina, que é solúvel em água, os demais apresentam solubilidade variável; → Insolúveis em solventes orgânicos; Em soluções aquosas apresentam alto momento dipolar (os aminoácidos vão apresentar dois polos distintos, um polo positivo [grupo amina] e um negativo [grupo carboxílico], com base em sua estrutura). Hora os aminoácidos vão se comportar como base, hora como ácido. PROPRIEDADES QUÍMICAS Característica ácida (presença do grupo carboxila); Característica básica (presença do grupo amino); Interação intramolecular, originando um “sal interno”: → Solúveis em água; → Insolúveis em solventes orgânicos Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição altos (características dos sais) O esquema acima representa a formação de um sal interno. Por apresentar essas momentos dipolares os aminoácidos são chamados de anfóteros. OS AMINOÁCIDOS SÃO ANFÓTEROS Anf = dupla vida, anfóteros = duplo polo. Substâncias anfóteras são aquelas em que solução aquosa podem se comportar como ácido ou como base. Os aminoácidos em Solução aquosa, comportam- se como ácido e como base, formando íons dipolares. Este comportamento depende do pH do meio aquoso em que o aminoácido se encontra: → Em meio ácido, os aminoácidos tendem a aceitar prótons, comportando-se como base e adquirindo carga positiva – ionizam em seus radicais amina (pois eles apresentam carga negativa). → Em meio básico, os aminoácidos tendem a doar prótons, comportando-se como ácidos e adquirindo carga negativa – ionizam-se em seus radicais carboxila (pois esse agrupamento apresenta carga negativa). O valor de pH onde as cargas elétricas do aminoácido se igualam e se anulam chama-se PONTO ISOELÉTRICO. (em meio aquoso) Íon dipolar ou zwitterion Ponto Isoelétrico (pI): valor de pH em que a forma dipolar predomina e as quantidades das formas catiônica e aniônica são iguais. Cada aminoácido vai apresentar seu ponto isoelétrico. PONTO ISOELÉTRICO (PI): Representa a média aritmética dos valores de pka1 (correspondente ao grupo -COOH) e pka2 (correspondente ao grupo a-NH3+). [corresponde a quantidade de cada um] O cálculo do pI baseia-se nas formas de dissociação do aminoácido utilizando os pK anterior e posterior à forma isoelétrica do aminoácido. pI = pk1 + pk2/2 Glicina pk1=2,3 pI= 2,3 + 9,8/2 pk2=9,8 pI= 6,05 *Os cálculos não serão cobrados, o que interessa é saber que cada aminoácido possui um ponto isoelétrico distinto, que é o ponto, que em meio aquoso, apresenta o mesmo número de cargas elétricas positivas e negativas* Recomendação de livro: A verdade sobre a ciências farmacêuticas, de Márcia Engell.
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