Proteínas
Resumo
Proteínas são moléculas orgânicas, formadas por uma sequência de aminoácidos ligados em sequência.
Esses aminoácidos são unidos a partir de ligações peptídicas, através de uma síntese por desidratação (ou seja, a água é um produto desta reação). A síntese de proteínas ocorre durante o processo de tradução, que possui a participação de diferentes tipos de RNA (ácido ribonucleico) e ribossomos.
Formação de uma proteína a partir da ligação peptídica formada entre os aminoácidos.
As proteínas podem ser classificadas quanto a sua estrutura em:
• Primária: Formada por uma sequência linear de aminoácidos.
• Secundária: Formada por uma sequência de aminoácidos que pode estar pregueada (ex. proteínas beta-pregueadas) ou helicoidal (ex. proteína alfa-hélice). Essas dobras nas proteínas acontecem por conta de ligações do hidrogênio presente no grupo -NH com o oxigênio do grupo C=O. São exemplos a queratina e o colágeno.
• Terciária: Formada por uma estrutura tridimensional, onde as proteínas dobram sobre si mesmas.
Normalmente ocorrem ligações de pontes dissulfetos entre as moléculas, com interações entre os grupos radicais dos aminoácidos, mas também podem acontecer pontes salinas e ligações de hidrogênio para gerar essa estrutura. Um exemplo é a proteína mioglobina.
• Quaternária: Formada pela união de duas ou mais estruturas terciárias. Um exemplo é a proteína hemoglobina.
Quando a proteína perde a sua própria forma, com rompimento das ligações que dão o aspecto tridimensional ou de forma secundária, dizemos que ela sofreu desnaturação. Importante lembrar que proteínas primárias não sofrem desnaturação, visto que não apresentam formas tridimencionais. A maioria das desnaturações são irreversíveis, porém algumas proteínas podem recuperar sua forma caso a estrutura primária esteja intacta. A temperatura alta ou um pH ácido pode desnaturar uma proteína. Quando uma proteína perde a sua estrutura, ela também perde a sua função.
Esquema de uma proteína normal e sua forma após o processo de desnaturação
A função das proteínas, que são polímeros de aminoácidos, é:
• Estrutural: firmeza aos tecidos – colágeno
• Imunológica: defesa – anticorpos
• Hormonal: regula o índice glicêmico – insulina e glucagon
• Catalizadores de reações químicas: aceleram as reações – enzimas
• Contração muscular: actina e miosina
• Transporte: hemoglobina
Atividade Enzimática
Enzimas são proteínas com função catalisadora, isso é, capaz de acelerar reações químicas e reduzir a energia de ativação necessária.
Enzimas possuem substrato específico para realizar sua ação, em um modelo chamado chave-fechadura, no qual apenas a chave correta (substrato) pode ser utilizada em uma determinada fechadura (enzima) e produzir um efeito.
A velocidade de reação de uma enzima depende de três fatores principais: temperatura, pH e concentração do substrato.
Quanto a temperatura, elas funcionam em uma faixa de temperatura ótima, ou seja, quando submetidas a uma determinada temperatura, sua velocidade de reação é maior com menos energia de ativação.
Temperaturas superiores ao ponto ótimo podem desnaturar a enzima.
Quanto ao pH, funciona de modo similar a temperatura, havendo uma faixa de pH ótima, e, se a enzima for submetida a um pH fora dessa faixa, ela pode sofrer desnaturação.
Quanto a concentração de substrato, quanto mais substrato uma enzima recebe, mais rápida será sua reação, até atingir um ponto de saturação, a partir do qual a velocidade é constante.
Exercícios
1.
Nos seres vivos, as enzimas aumentam a velocidade das reações químicas.Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmações abaixo, referentes às enzimas.
( ) As enzimas têm todas o mesmo pH ótimo.
( ) A temperatura não afeta a formação do complexo enzima-substrato.
( ) A desnaturação, em temperaturas elevadas, acima da ótima, pode reduzir a atividade enzimática.
( ) A concentração do substrato afeta a taxa de reação de uma enzima.
A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é a) V – V – F – F.
b) V – F – V – F.
c) V – F – F – V.
d) F – V – F – V.
e) F – F – V – V.
2.
Sobre proteínas que foram desnaturadas sob condições de elevadas temperaturas, é correto afirmar quea) tiveram sua estrutura primária rompida irreversivelmente.
b) apesar de modificadas, permaneceram com sua estrutura primária, composta pela sequência de aminoácidos ligados entre si.
c) foram temporariamente modificadas, podendo assumir sua conformação espacial original em condições ideais de temperatura.
d) se tornaram inadequadas para o consumo humano, já que foram estruturalmente alteradas.
3.
Importantes compostos orgânicos dos seres vivos as proteínas (cadeia polipeptídica) diferem entre si, nos seguintes aspectos:I. Tipos de aminoácidos presentes na cadeia.
II. Quantidade de aminoácidos presentes na cadeia.
III. Sequência em que os aminoácidos estão unidos na cadeia.
IV. Pelos nucleotídeos presentes na cadeia.
Analisadas as proposições, assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras
4.
Atente à seguinte representação químico-estrutural de um aminoácido.Considerando a figura acima, assinale a afirmação verdadeira.
a) Observa-se a presença de um carbono central (alfa) responsável pela diferenciação entre os aminoácidos.
b) O quarto ligante é um radical chamado genericamente de ou cadeia lateral de forma constante ou inalterada nos aminoácidos.
c) Um grupamento carboxila, um grupamento amina, um grupo e um átomo de hidrogênio estão ligados ao carbono central.
d) Além desses tipos de aminoácidos principais, há alguns aminoácidos especiais que só aparecem em alguns tipos de proteínas e não possuem o grupo amina.
5.
As proteínas desempenham diversas funções fisiológicas e estruturais nos seres vivos. Com relação a essas substâncias, é incorreto afirmar:a) Cada indivíduo produz as suas próprias proteínas, que são codificadas de acordo com o seu material genético.
b) As proteínas são constituintes, juntamente com os lipídios, das biomembranas celulares. Na membrana plasmática, desempenham papéis importantes na permeabilidade.
c) Proteínas especiais ligam-se ao DNA de seres eucariotos para formar a cromatina.
d) São todas constituídas por sequências monoméricas de aminoácidos e monossacarídeos.
e) Diferem umas das outras pelo número, pelo tipo e pela sequência de aminoácidos que as constituem
6.
A Astrobiologia, uma ciência moderna que trata de investigar a existência de moléculas orgânicas em outros planetas, asteroides e meteoros, aponta em pesquisas recentes a “importação” de aminoácidos por meteoritos que caíram na Terra. Tais moléculas são de grande relevância para o estudo da vida, pois são7.
A maioria das reações metabólicas de um organismo somente ocorre se houver a presença de enzimas.Sobre as enzimas, analise as afirmativas abaixo.
I. A ação enzimática sofre influência de fatores como temperatura e potencial de hidrogênio;
variações nesses fatores alteram a funcionalidade enzimática.
II. São formadas por aminoácidos e algumas delas podem conter também componentes não proteicos adicionais, como, por exemplo, carboidratos, lipídios, metais ou fosfatos.
III. Apresentam alteração em sua estrutura após a reação que catalisam, uma vez que perdem aminoácidos durante o processo.
IV. A ligação da enzima com seu respectivo substrato tem elevada especificidade. Assim, alterações na forma tridimensional da enzima podem torná-la afuncional, porque impedem o encaixe de seu centro ativo ao substrato.
Está correto apenas o que se afirma em:
a) I, II e IV.
b) I , II e III.
c) II, III e IV.
d) III e IV.
e) I, III e IV.
8.
Na indústria têxtil, é uma prática comum aplicar goma aos tecidos no início da produção, para torná- los mais resistentes. Esse produto, entretanto, precisa ser removido posteriormente, no processo de desengomagem. Nesse processo, os produtos têxteis são mergulhados em um banho aquoso com uma enzima do grupo das amilases.Os gráficos nas figuras e representam a eficiência da atividade dessa enzima em diferentes valores de temperatura e pH.
Com base nas informações apresentadas, está correto afirmar que, para se obter a máxima eficiência da ação da enzima no processo industrial citado no texto, seria necessário manter o banho aquoso de desengomagem a
a) e pH ácido, sendo que a enzima age especificamente sobre proteínas.
b) e pH ácido, sendo que a enzima age especificamente sobre polissacarídeos.
c) e pH básico, sendo que a enzima age especificamente sobre polissacarídeos.
d) e pH ácido, sendo que a enzima age especificamente sobre polissacarídeos.
e) e pH básico, sendo que a enzima age especificamente sobre proteínas
9.
Uma reportagem em relação à definição do que é o leite de fato foi veiculada na Folha de S. Paulo, edição do dia 16/09/2012 (página C7). Segundo essa reportagem: “leite é um produto natural composto de água, gordura, vitaminas, proteínas, enzimas e lactose...”. Dentre essas substâncias mencionadas, a classe que é um catalisador biológico é aa) dos lipídios.
b) dos minerais.
c) das enzimas.
d) das vitaminas.
e) dos glicídios
10.
As enzimas são moléculas de proteínas que funcionam como efetivos catalisadores biológicos. A sua presença nos seres vivos é essencial para viabilizar as reações químicas, as quais, em sua ausência, seriam extremamente lentas ou até mesmo não ocorreriam. Considerando-se a propriedades desses biocatalisadores, constata-se o seguinte:a) a mioglobina presente nos músculos é um exemplo de enzima.
b) as enzimas aumentam a energia de ativação de uma reação química.
c) com o aumento da temperatura, a atividade catalítica atinge um ponto máximo e depois diminui.
d) essas moléculas alteram a posição de equilíbrio das reações químicas
Gabarito
1. E
Cada enzima apresenta um pH ótimo para a sua ação catalítica. A temperatura pode afetar a formação do complexo enzima-substrato.
2. B
As proteínas desnaturadas em condições de elevadas temperaturas mantém a sua estrutura primária inalterada, ou seja, a desnaturação térmica não rompe as ligações peptídicas entre os aminoácidos.
3. E
As proteínas são polímeros de aminoácidos. Os nucleotídeos encadeados compõem os ácidos nucleicos (DNA e RNA).
4. C
Ao carbono central da molécula do aminoácido estão ligados: um grupo funcional amina um grupo carboxila um átomo de hidrogênio e um radical. O radical caracteriza o tipo de aminoácido.
5. D
As proteínas são moléculas orgânicas formadas por sequências monoméricas de aminoácidos.
6. B
Os aminoácidos são as unidades estruturais (monômeros) que constituem as proteínas que formam os seres vivos.
7. A
[III] Falsa. As enzimas não sofrem a perda de aminoácidos após as reações que catalisam.
8. B
A máxima eficiência da ação da enzima no processo de desengomagem é obtido, segundo os gráficos fornecidos, a 50 C e pH ácido. As amilases aceleram a hidrólise de polissacarídeos.
9. C
As enzimas são catalisadores biológicos de natureza proteica.
10. C
O aumento da temperatura, até o ótimo, dobra ou triplica a velocidade de uma reação catalisada por enzimas. Do ponto ótimo em diante, a velocidade da reação diminui devido ao processo de desnaturação sofrido pelas proteínas catalisadoras.
