AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS

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Aminoácid� � Proteína�
Aminoácido: molécula orgânica e entidade
monomérica básica para formar as proteínas e que
possui origem genética (através da tradução do
DNA).
Estrutura dos aminoácidos:
● estrutura básica formada por um grupo
amina, um carbono alfa central
(quaternário), um grupo carboxila, um
hidrogênio ligado ao carbono ⲁ e um radical
diferenciador chamado de cadeia lateral;
● estereoisomeria: mesmas ligações, mas
diferem na organização espacial (cada
aminoácido possui isomeria);
● enantiômeros: isômeros espaciais
opticamente ativos.
○ configuração absoluta: L (grupo
amina à esquerda) e D (grupo amina
à direita);
○ resíduos de aminoácidos em
proteínas são encontrados na
configuração L - é a disposição com
sítios biologicamente ativos;
○ glicina é o único que não possui
isomeria óptica, pois seu grupo R é
um H, portanto o C𝛂 não é quiral.
Diferenciação dos
aminoácidos:
● através do radical R: 20
aminoácidos
● através de sua obtenção
pelo organismo humano:
○ essenciais: são obtidos
através da
alimentação (8);
○ não essenciais: são
sintetizados pelo
organismo (12).
Classificação: através das propriedades físicas
e químicas dos radicais R:
● apolares/alifáticos:
○ hidrofóbicos;
○ não têm grupamentos funcionais
reativos, raramente formam enzimas;
○ tendem a se aglomerar na proteína;
● aromáticos:
○ hidrofóbicos
● carregados positivamente:
○ hidrofílicos;
○ básicos.
● carregados negativamente:
○ hidrofílicos;
○ ácidos;
○ são sempre carregadas em condições
fisiológicas;
○ em geral estão localizadas na
superfície proteica onde os
grupamentos carregados podem ser
rodeados por moléculas de água ou
interagir com outras formas iônicas
de moléculas.
● polares/não carregados:
○ mais hidrofílicos;
○ grupos OH, SH e NH2.
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Obs.: a polaridade e afinidade com a água
determinam se esse aminoácido forma uma proteína
que trabalha em meio aquoso (ex.: sangue).
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Funções dos aminoácidos:
● precursores para nucleotídeos e glicose;
● síntese proteica;
● constituem peptídeos e fosfolipídeos;
● atuam como ácidos e bases fracas (grupos
amino e carboxila);
○ Zwitterion: caso possua um R
não-ionizável e esteja em pH neutro,
o aminoácido pode se tornar um íon
dipolar (um polo negativo -
carboxila - e um polo positivo -
amina). Ex.: alanina.
● neurotransmissores: aspartato, glicina,
glutamato.
Correlação clínica:
● anemia falciforme: o indivíduo forma
glóbulos vermelhos deformados (em forma
de foice) ou quebradiços, que não
conseguem cumprir sua função.
○ patologia crônica e hereditária;
○ substituição na posição 6 da cadeia
(valina no lugar de glutamato): a
valina não tem carga, assim, forma
pontos hidrofóbicos, causando
deficiência no transporte de gases e
outras complicações.
○ sintomas: infecções, anemia,
desidratação, dores e fadiga;
○ tratamento: inclui medicamentos
(ex.: hidroxiuréia - ↑síntese de HbF),
transfusões de sangue e, raramente,
transplante de medula óssea;
○ terapia gênica: introdução de um
gene saudável nas células-tronco
hematopoiéticas e seu transplante no
tecido da medula espinal.
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Obs.: Em uma cadeia polipeptídica, a ordem dos
aminoácidos é de extrema importância para a
função da proteína formada.
Porém, há um tipo de mutação, chamada gênica ou
pontual, que afeta a síntese proteica, podendo
deletar, substituir ou adicionar uma base
nucleotídica durante a transcrição ou duplicação do
DNA.
Isso pode acabar não gerando mudanças na ordem
dos aminoácidos da cadeia ou pode mudar uma
cadeia inteira, causando diversas patologias.
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● fenilcetonúria: uma doença rara, na qual a
pessoa nasce sem a capacidade de quebrar
adequadamente moléculas do aminoácido
fenilalanina.
○ patologia congênita e genética;
○ mais comum dos erros congênitos do
metabolismo de aminoácidos;
○ deficiência da fenilalanina
hidroxilase, enzima que catalisa a
conversão de fenilalanina em
tirosina.
Peptídeo: molécula orgânica polimérica
formada por aminoácidos.
● estruturas primárias e pequenas;
● N-terminal e C-terminal;
● a partir de 70 aminoácidos passa a ser uma
proteína;
● polipeptídeos: formam proteínas e podem
ser considerados proteínas primárias.
Ligação peptídica:
● ligação entre aminoácidos;
● ligação covalente: através do
compartilhamento de elétrons;
● acontece através de condensação/
desidratação;
● se localiza entre o grupo amina de um
aminoácido e o grupo carboxila de outro;
● configuração planar rígida;
● as ligações peptídicas C-N não podem girar
livremente, devido ao seu caráter parcial de
ligação dupla.
Proteínas:
● macromoléculas biológicas mais
abundantes;
● polímeros de aminoácidos (cada resíduo
unido ao outro por ligação peptídica).
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Obs.: Os aminoácidos das cadeias polipeptídicas
são chamados de resíduos pois não possuem sua
cadeia original, e sim uma versão desidratada dela.
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● desnaturação:
○ mudança na estrutura espacial da
proteína por alguma mudança no
ambiente em que ela está;
○ não voltam para o seu estado natural
após;
○ pode ocorrer por mudança do pH
(acidificação ou alcalinização) ou
por mudança da temperatura.
● funções: determinadas pela estrutura,
composição e sequência de aminoácidos;
○ catalisadoras naturais (ex.: protease
e lipase);
○ regulação corporal: hormônios (ex.:
insulina);
○ transportadoras (no sangue -
hemoglobinas - e na membrana
celular);
○ estruturais: queratina e fibroína;
○ proteção: anticorpo e lectina;
○ saborizantes e adoçantes.
● propriedades das proteínas transportadoras:
○ no sangue: hidrofílicas;
○ na membrana: hidrofóbicas/
afinidade com os fosfolipídios.
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Obs.:
As Lectinas:
● são proteínas de origem não imunológica;
● se ligam de forma específica e reversível a
carboidratos;
○ ligação de H e Van der Waals.
● capacidade de aglutinar células;
○ exceto a merolectina (só possui um
sítio ativo);
○ muda em diferentes tipos
sanguíneos;
○ teste de atividade hemaglutinante: é
usada para saber se há a presença de
lectinas em alguma amostra
(↑hemaglutinação ↓[lectinas]) e deve
existir um método de ter certeza
(reversão da atividade
hemaglutinante através da inibição
por carboidratos).
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Classificações de proteínas:
● por função:
○ estrutural;
○ defesa;
○ enzimas;
○ transportadoras.
● por composição:
○ simples: possuem apenas
aminoácidos em sua composição;
○ conjugadas: contém uma parte não
aminoacídica, denominada grupo
prostético.
● por estrutura:
○ primária;
○ secundária;
○ terciária;
○ quaternária.
● pela localização:
○ da membrana;
○ solúveis.
Níveis estruturais:
● proteínas primárias:
○ é a sequência de aminoácidos em
uma proteína;
○ configuração trans da ligação
peptídica (C=O oposta à N⎼H);
○ estrutura primária: séries de
planos rígidos (⋀⋀⋀⋀).
● proteínas secundárias:
○ arranjo espacial dos átomos da
cadeia principal em um determinado
segmento da cadeia polipeptídica;
○ arranjos estáveis, originando padrões
estruturais recorrentes;
○ resultam da formação de ligações de
hidrogênio entre os grupos N–H e
C=O;
○ grupo R em posição periférica;
○ estruturas secundárias:
■ hélice 𝛼: arranjo mais
simples e maximiza o uso de
ligações de hidrogênio
internas (helicoidal);
■ folhas 𝛽: cadeias
polipeptídicas vizinhas
ligadas por lig. de H e podem
ser paralelas e antiparalelas
(zigue-zague);
● proteínas terciárias:
○ o arranjo tridimensional total de
todos os átomos de uma proteína;
○ conjunto de todas as interações entre
cadeias laterais (fracas):
■ interações hidrofóbicas,
ligações de H, interações
iônicas;
■ covalente (pontes dissulfeto);
○ possui função biológica;
○ estruturas terciárias:
■ fibrosas: longos filamentos
ou folhas; com um único tipo
de estrutura secundária;
hidrofóbicas; geralmente de
função estrutural; (ex.:
queratina e colágeno);
■ globulares:cadeia dobrada de
forma esférica ou globular;
com mais de uma estrutura
secundária; hidrofílica;
envolvidas no metabolismo;
(ex.: enzimas, transporte,
imunoglobulinas…)
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Obs.: Domínios: formados por dobramentos de
grandes polipeptídeos, contendo mais de 200
resíduos de aminoácidos.
Geralmente, possuem funções bem específicas;
Parte da cadeia independente ou pode se
movimentar sozinha;
Podem fazer parte das proteínas quaternárias.
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● proteína quaternária:
○ o arranjo de diferentes subunidades
proteicas em complexos
tridimensionais;
○ essas subunidades podem interagir
através de:
■ interações não covalentes
intercadeia;
■ pontes dissulfeto intercadeia.
○ possui função biológica;
○ estruturas quaternárias: variadas;
Hemoglobina: