Farmácia – UNIP

Nádia Fátima Gibrim

• Definição:Polímeros de PM formados por aas ligados entre sí por ligações peptídicas.

• Composição:Carbono, oxigênio, nitrogênio e hidrogênio.

• Fórmula estrutural do aminoácido:

PROTEÍNAS

Aminoácido: molécula orgânica formada por um grupo amino, um grupo carboxílico e uma cadeia lateral típica de cada aminoácido.

A conformação da proteína depende do meio em que ela está!

FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS

A Função de uma proteína está diretamente relacionada com sua arquitetura. Todas as funções vitais dependem da atividade de proteínas.

Principais atividades: -enzimas-co-enzimas -estrutura celular (membrana celular, citoesqueleto, citoplasma)

Alterações no meio natural da proteína, como mudança de pH, de concentração de sais e de temperatura, pode modificar a arquitetura da proteína inativando-a (desnaturação, PERMANECE APENAS A ESTRUTURA PRIMÁRIA)

5

C

CH3

O

OHH2N N CH

HCOOH

H

CH2OH

H2O

CH

CH3

C N CH

CH2OH

COOHO

H2N

ALANINA SERINAALANILSERINA

Aminoácidosseqüência (±100X)Essenciais: Lisina Leucina FenilalaninaValina Isoleucina MetioninaTreonina Triptofano Histidina

Ligação Peptídica: a ligação entre dois aminoácidos vizinhos por uma reação de desidratação, formando peptídeos.

*polipeptído: proteína

8Relação aminoácidos, peptídeos e proteínas.Relação aminoácidos, peptídeos e proteínas.

Ligação Peptídica

Aminoácido 1

Aminoácido 2

dipeptídeo

Até 50 aminoácidos peptídeo

Mais de 50 aminoácidos proteína

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 • PF e PE altos (características dos sais)

Propriedades Químicas• Caráter anfótero - reagem tanto em ácidos

quanto em bases, produzindo sais :

Curva de titulação de um Aminoácido

Ao titularmos um aminoácido Ao titularmos um aminoácido monoamino e monocarboxílico, temos o monoamino e monocarboxílico, temos o seguinte comportamento: seguinte comportamento:

Ponto 1: +NH3CHRCOOH = AA Ponto 1: +NH3CHRCOOH = AA totalmente protonado totalmente protonado

Ponto 2: [+NH3CHRCOOH] = Ponto 2: [+NH3CHRCOOH] = [+NH3CHRCOO-] [+NH3CHRCOO-]

Ponto 3: +NH3CHRCOO- = Ponto 3: +NH3CHRCOO- = Ponto Ponto IsoelétricoIsoelétrico = Íon Dipolar ou = Íon Dipolar ou "Zwitterion". "Zwitterion".

Ponto 4: [+NH3CHRCOO-] = Ponto 4: [+NH3CHRCOO-] = [NH2CHRCOO-] [NH2CHRCOO-]

Ponto 5: NH2CHRCOO- = AA totalmente Ponto 5: NH2CHRCOO- = AA totalmente desprotonado desprotonado

Titulação de um Aminoácido

• De forma geral, ao fazer a titulação de um Aa com uma base, iniciando-se em pH=1 observa-se que o pH da solução aumenta até aproximadamente pH=2 quando o grupamento COOH começa a liberar íons H+ para o meio, formando água.

HH-- C C -- NHNH33++

COOCOO--

RR

COOCOOHH

RRHH-- C C -- NHNH33

+ + + + OHOH--COOCOOHH

RRHH-- C C -- NHNH33

+ + + + OHOH--

pKpK11íon dipolar

Titulação de um Aminoácido• Continuando a adição de base o pH irá

progressivamente se elevando até que o grupo NH3+ tenha condições de liberar seu íon H+, o que ocorre próximo ao pH 9 .

COOCOO--

RRHH--CC--NNHH33

+ + ++ OHOH--COOCOO--

RR

COOCOO--

RRHH--CC--NNHH33

+ + ++ OHOH-- HH--CC--NHNH22

COOCOO--

RRHH--CC--NHNH22

COOCOO--

RRpKpK22

H2O

íon dipolar

Titulação de um AminoácidoCOOCOO--

CHCH33

HH--CC--NHNH33++

COOCOO--

CHCH33

COOCOO--

CHCH33

HH--CC--NHNH33++ HH--CC--NHNH22

COOCOO--

CHCH33

HH--CC--NHNH22

COOCOO--

CHCH33

COOCOOHH

CHCH33

HH-- C C -- NHNH33++

COOCOOHH

CHCH33

HH-- C C -- NHNH33++

pKpK11 pKpK22

Região de tamponamento

devida ao grupo -COOH

Região de tamponamento

devida ao grupo -NH2

++HH33NN-- C C --HHCOOHCOOH

RR++HH33NN-- C C --HH

COOHCOOH

RR++HH33NN-- CC-- HH

COOCOO--

RR++HH33NN-- CC-- HH

COOCOO--

RRHH22NN-- CC-- HH

COOCOO--

RRHH22NN-- CC-- HH

COOCOO--

HH22NN-- CC-- HHCOOCOO--

RR

FormaFormaIsoelétricaIsoelétrica

pKpK11 pKpK22

A+A+ AA--

Ponto Isoelétrico

• É o pH no qual a molécula do aminoácido apresenta igual no de cargas positivas e negativas

• Encontra-se eletricamente neutro

• O cálculo do pI baseia-se nas formas de dissociação do aminoácido utilizando os pK anterior e posterior à forma isoelétrica do aminoácido.

Arquitetura das proteínas

Estrutura Primária: definida pela seqüência de aminoácidos na cadeia polipeptídica

Estrutura Secundária: enrolamento da cadeia resultante da interação de determinados aminoácidos

Estrutura Terciária: segundo nível de enrolamento. Interação de diferentes partes da estrutura secundária da cadeia.

Estrutura Quaternária (algumas proteínas): terceiro nível de enrolamento. Interação entre partes diferentes da estrutura terciária da cadeia

Estrutura Primária Ligação peptídica: grupo -carboxila e grupo -amino;Grupos no radical R: NUNCA participam da ligação

peptídica;

Número de aminoácidos e ordem que se encontram caracteriza uma enzima.

Estrutura Secundária-hélice: formada e estabilizada por pontes de

hidrogênio nitrogênio e oxigênio;

Ponte de hidrogênio• Ligação fraca grande número conferem

estabilidade à estrutura.

Estrutura Secundária

Folha -pregueada• Arranjo paralelo de 2 ou

mais segmentos de cadeias peptídicas;

• Pontes de hidrogênio: une 2 segmentos distintos da cadeia protéica.

Dobra

A -hélice e a folha são os tipos de estrutura secundária mais comum entre as proteínas, por que não dependem da composição e sequência de aminoácidos, sendo estabilizadas apenas por pontes de H dos átomos da ligação peptídica.

Entre os 20 aminoácidos, apenas a prolina não pode fazer nenhuma das duas estruturas, por formar uma ligação peptídica mais rígida em torno do C

Existem outros tipos de estruturas secundárias conhecidas, como a dobra ou “alças” (domínios) de ligação a íons, como Ca2+ ou Zn2+.

tipo 1 tipo 2

hélice-dobra-hélice “Zinc-finger”

Estrutura TerciáriaConformação tridimensional em solução;

Explica o dobramento da cadeia forma geral globular;

Ligações químicas: formadas entre grupos R dos aminoácidos;

Interações hidrofóbicas = dobramento da cadeia polipeptídica.

Beta-alfa-beta Só beta Só alfa

Barril beta Barril alfa-beta

Alguns modelos de organização estrutural, como os barris e , aparecem em vários tipos de proteínas, às vezes não relacionadas.

A estrutura terciária descreve a forma tridimensional final de uma cadeia polipeptídica, resultando da associação de partes organizadas da molécula, chamadas de “domínios” ou

“motivos” proteicos.

Proteínas com estrutura quartenária são composta de mais de uma cadeia polipeptídica, que podem estar associadas covalentemente (pontes dissulfeto) ou

não.

Subunidade (uma cadeia polipeptídica)

Proteína (biológicamente ativa; dímero não covalente )

Estrutura Quaternária Estrutura quartenária da hemoglobina: 4 cadeias

polipeptídicas.

25

Estrutura quaternária:• Associação de mais de

uma cadeia polipeptídica • No modelo, um tetrâmero

composto de 4 cadeias polipeptídicas

x 4

Estrutura terciária:• Enovelamento de uma

cadeia polipeptídica como um todo.

• Ocorrem ligações entre os átomos dos radicais R de todos os aminoácidos da molécula

Estrutura secundária:• Enovelamento de partes da

cadeia polipeptídica• Formada somente pelos

átomos da ligação peptídica, através de pontes de H.

• Ex: alfa-hélices e folhas beta.

Estrutura primária: é a sequência dos aminoácidos na cadeia polipeptídica; mantida por ligações peptídicas

aminoácido

É o esqueleto covalente (fio do colar), formado pela seqüência dos átomos (-N-C-C-)n na proteína.

Algumas definições importantes:

- Por serem conceitos didáticos, frequentemente é difícil distinguir em uma proteína os níveis secundário e terciário de organização estrutural.

- Para evitar tais ambiguidades utiliza-se o termo conformação proteica, que se refere aos aspectos da estrutura tridimensional de uma proteína acima de sua sequência de aminoácidos.

- Os termos conformação e configuração não são sinônimos. Configuração refere-se à estrutura tridimensional de uma molécula

determinada por ligações covalentes, como por exemplo, as formas L- e D- de um aminoácido.

Conformação refere-se à estrutura tridimensional de uma molécula decorrente da somatória de ligações fracas, não covalentes.

Conformação nativa de uma proteína refere-se à estrutura tridimensional em que a molécula apresenta suas propriedades biológicas naturais.

Desnaturação refere-se a alterações da conformação nativa de uma proteína, podendo resultar em perda parcial ou total, reversível ou irreversível, de sua atividade biológica.