Aminoácidos, peptídeos e proteínas

AMINOÁCIDOS,

PEPTÍDEOS E

PROTEÍNAS

Estrutura e função

IMPORTÂNCIA

Proteínas representam as moléculas

biológicas mais abundantes!

Proteínas (como enzimas) são

catalizadores de quase todas as

reações químicas na célula!

É a principal forma pela qual a

informação genética se expressa!

DIVERSIDADE DE FUNÇÕES

ENZIMAS E HORMÔNIOS:

Catalisam e regulam as reações que ocorrem

no organismo.

MÚSCULOS E TENDÕES:

Proporcionam ao corpo os elementos do

movimento.

PELE E CABELO:

Oferecem revestimento externo.

HEMOGLOBINA:

Transporte de oxigênio.

ANTICORPOS:

Meios de proteção contra doenças.

1- CATÁLISE ENZIMÁTICA:

Enzimas catalisam e regulam as reações que

ocorrem no organismo.

2- TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO:

Hemoglobina nas hemácias;

Ferritina armazenando átomos de ferro.

3- MOVIMENTO COORDENADO:

Contração muscular: actina, miosina.

4- SUSTENTAÇÃO MECÂNICA:

Colágeno

5- IMUNIDADE:

Meios de proteção contra doenças; anticorpos.

CLASSIFICAÇÃO QUANTO AS FUNÇÕES

CLASSIFICAÇÃO QUANTO AS FUNÇÕES

6- IMPULSOS NERVOSOS:

Proteínas receptoras nas sinapses.

7- CONTROLE DO CRESCIMENTO E

DIFERENCIAÇÃO:

Hormônios; fatores de crescimento.

PROTEÍNAS SÃO COMPOSTAS POR

REPETIÇÕES DE AMINOÁCIDOS

Todas as proteínas

são formadas a

partir da ligação

em seqüência de

apenas 20

aminoácidos

Fórmula estrutural em comum:

Carbono alfa

CLASSIFICAÇÃO DOS

AMINOÁCIDOS

1- Grupo R apolar alifático;

2- Grupo R apolar aromáticos;

3- Grupo R carregado

negativamente;

4- Grupo R carregado

positivamente;

5- Grupos R polares, não

carregados.

1- GRUPO R APOLAR ALIFÁTICO

Glicina Alanina Prolina Valina

Leucina

Isoleucina

Metionina

• Aminoácidos apolares e hidrofóbicos

• Ligações de van der Waals

• Ala, Val, Leu, Iso

– Interações hidrofóbicas

• Gly; menor aminoácido

• Met

– Possui átomo de enxofre

• Pro

– Iminoácido, menor flexibilidade estrutural

1- GRUPO R APOLAR ALIFÁTICO

2- GRUPO R APOLAR AROMÁTICO

Fenilalanina Tirosina Triptofano

• Aminoácidos hidrofóbicos

• Tirosina pode formar pontes de hidrogênio com

a água

• Modificações pós-traducionais

– Fosforilação do OH da tirosina

• Fenilalanina

– Mais apolar

2- GRUPO R APOLAR AROMÁTICO

3- GRUPO R CARREGADO NEGATIVAMENTE

•Aminoácidos ácidos

–Carga negativa

–Possuem

segundo grupo

ácido carboxílico

Aspartato Glutamato

4- GRUPO R CARREGADO POSITIVAMENTE

Lisina Arginina Histidina

•Aminoácidos básicos

–Carga positiva

–Lisina, segundo grupo amino

–Arginina, grupo guanidina

–Histidina, grupo aromático Imidazol

4- GRUPO R CARREGADO POSITIVAMENTE

5- GRUPOS R POLARES, NÃO CARREGADOS

Serina Treonina Cisteína

Asparagina Glutamina

Solubilidade intermediária em água

Serina e treonina

Grupos hidroxila: fosforilação

Asparagina e glutamina

Grupo amida

Cisteína

Grupo sulfidrila

Ligações dissulfeto

5- GRUPOS R POLARES, NÃO CARREGADOS

Ligações dissulfeto (pontes dissulfeto)

Forma reduzida Forma oxidada

Cisteína

Cisteína

Cistina

Pontes dissulfeto

GLUTATIONA, UM TRIPEPTÍDEO

GLUTATIONA, UM ANTIOXIDANTE

ABREVIAÇÕES DOS AMINOÁCIDOS

Plantas tendem a sintetizar todos os aminoácidos

4-hidroxiprolina (colágeno)

5-hidroxilisina (colágeno)

6-N-metilisina (miosina)

-carboxiglutamato (protrombina)

Desmosina (elastina)

selenocisteína

Aminoácidos Especiais

Ornitina

Citrulina

Aminoácidos Especiais

Encontrados no ciclo da uréia

QUIRALIDADE

SISTEMAS BIOLÓGICOS: APENAS

L-AMINOÁCIDOS

Existem primariamente (pH fisiológico: 7,4) na forma

de um íon dipolar, ou zwitterion (do alemão zwitter,

“híbrido”)

AMINOÁCIDOS SÃO IONIZÁVEIS


Em meio ácido:

Em meio básico:

OH-

OH- Ponto

Isoelétrico

(pI)

Titulação de um aminoácido

Titulação

da glicina

Constante de equilíbrio (pK):

pH do ponto intermediário

Regiões de maior força

tamponante.

Titulação

do

glutamato


CARGA DOS AMINOÁCIDOS VARIA COM PH

CARGA DAS PROTEÍNAS VARIA COM PH

PROTEÍNAS SÃO IONIZÁVEIS

GRUPOS R DEFINEM AS PROPRIEDADES

IÔNICAS DOS POLIPEPTÍDEOS E PROTEÍNAS

e agora, ligação

peptídica e

proteínas...

Reação de condensação

ligação peptídica

Ser Gly Tyr Ala Leu

Grupamento Amino-Terminal

(N-Ter)

Grupamento Carboxi-terminal

(C-Ter)

Resíduos de aminoácidos de um peptídeo

Sentido da síntese protéica N-Ter C-Ter

SÍNTESE PROTÉICA NO RIBOSSOMO

DENOMINAÇÃO DOS PEPTÍDEOS

Dipeptídeo Tripeptídeo

>10 aminoácidos= Polipeptídeo

EXEMPLOS DE PEPTÍDEOS

Glutationa

Aspartame

POLIPEPTÍDEOS, EXEMPLOS

Glucagon

Cadeia polipeptídica

Hormônio que estimula a quebra do glicogênio

POLIPEPTÍDEOS, EXEMPLOS

Insulina

2 Cadeias polipeptídicas

Hormônio que regula a utilização da glicose

Pontes dissulfeto

biossíntese da

insulina

Retículo

endoplasmático

Complexo de

Golgi Maturação

proteolítica

O que distingue uma

proteína da outra é o

número de

aminoácidos, o tipo

de aminoácidos, e a

ordem dos

aminoácidos na

cadeia polipeptídica

Estruturas

3D

Atividade biológica

Especificidade de ação biológica é

ditada pela estrutura 3D

Estrutura 3D de

proteínas

Tipos de “forças” que contribuem

para interações 3D de uma proteína

Pontes de hidrogênio

Ligações eletrostáticas

(iônicas)

Ligações de van der Waals

Interações hidrofóbicas

Pontes dissulfeto (covalentes)

Não

covalentes

Estrutura primária

Níveis estruturais das proteínas

Resíduos de aminoácidos

α Hélice Cadeia

polipeptídica 3D

Composição de subunidades

protéicas

Estrutura secundária

Estrutura terciária

Estrutura quaternária

1ª

2ª

3ª

4ª

α Hélice


Linus Pauling (1901-1994)

Estrutura secundária: alfa hélice

Estrutura secundária: alfa hélice

Estrutura local de

proteinas

Estrutura terciária contendo alfa hélice

Bacteriorodopsina

Estrutura terciária contendo alfa hélice

Actinidina (Actinidaina), uma cisteína protease

encontrada em abacaxi, manga, banana e mamão

Estrutura secundária:

folha pregueada beta







Estrutura terciária contendo folha β

E. Coli Porina

Barril β

Membrana

Estrutura terciária contendo folha β

Staphylococcus

aureus FosA

Resistência ao

antibiótico

Fosfomicina

Tipos de “forças” que contribuem

para interações 3D de uma proteína


Ligações eletrostáticas

(iônicas)

Ligações de van der Waals

Interações hidrofóbicas

Pontes dissulfeto (covalentes)

Não

covalentes

Aminoácidos hidrofóbicos:

• Ala, Val, Leu, Ile, Gly, Met, Pro, Phe, Tyr, Thr

Aminoácidos hidrofílicos:

• Glu, Gln, Asp, Asn, His, Lys, Tre, Ser, Arg, Cys

Meio aquoso

Determinantes 3D : interações

hidrofóbicas e hidrofílicas

Membrana

(aminoácidos

hidrofóbicos)


hidrofóbicas e hidrofílicas

Aminoácidos

hidrofílicos

Aminoácidos

hidrofílicos

Determinantes 3D : pontes dissulfeto

Desnaturação protéica

Proteína

normal Proteína

Desnaturada

Perda de

atividade

biológica

Com atividade

biológica

Renaturação

Desnaturação

Temperatura, pH,

forca iônica,

solubilidade

Desnaturação protéica


eletrostáticas

Principalmente

envolvendo

aminoácidos com

carga: Lisina,

Arginina, Aspartato,

Glutamato

Mas também Histidina,

Serina e Tirosina

dependendo da ionização


eletrostáticas

(70 Aspartato) (31 Histidina)

lisozima


eletrostáticas

Determinantes 3D : pontes de hidrogênio

Determinantes 3D : pontes de hidrogênio

Como determinar a estrutura 3D

de uma proteína?

Cristalografia de raios X

Cristalografia de

raios X


4 SUBUNIDADES


8 Large subunits

8 Smal subunits

Ferritina

(24 sub.)


Supercomplexos protéicos na fotossíntese


Coenzimas

Vitaminas como coenzimas

Fosforilação e

defosforilação de proteínas

Fosforilação e

defosforilação de

proteínas

ALINHAMENTO DE SEQÜÊNCIAS

Os organismos possuem, proteínas (homologas)

Derivam do ancestral comum entre os organismos

O alinhamento permite que identifiquemos as porções

mais importantes (conservadas) da proteína

EVOLUÇÃO MOLECULAR

Quanto mais similares as sequências das

proteínas dos organismos, mais próximos eles são

evolutivamente

Aminoácidos, peptídeos e proteínas

Documents