R = grupamento (cadeia) lateral L- α-aminoácidos

AMINOÁCIDOS

C

H

₂

N

H

COOH

R

R = grupamento (cadeia) lateral

L-

α

-aminoácidos

Ø

AMINOÁCIDOS

C

H

₂

N

H

COOH

R

L-

α

-aminoácidos

Ø

Mais comuns e presentes nas

proteínas

Na natureza também são encontrados outros tipos

de aminoácidos. Por exemplo:

C

H

NH

₂

COOH

R

D-

α

-aminoácido

CH

₂

COOH

CH

₂

Aminoácidos com o grupamento R alifático e apolar

Glicina Alanina Prolina Valina Gli, G (6,0) Ala, A (6,0) Pro, P (6,3) Val, V (6,0)

Ponto isoelétrico Símbolos

C

COO

-H

H

H

N

_C

COO

-H

+

H

N

CH

C

COO

_H

+

H 2 N

C

COO

-H

+

H

N

C

COO

-H

H

N

_C

COO

-H

+

H

N

C COO

-H

+

H₃N

S

PONTO

Aminoácidos com o grupamento R aromático

Fenilalanina Triptofano Fen, F Tri, W pI = 5,5 pI = 5,9

C

COO

-H

+

H

N

C

COO

-H

+

H

N

Aminoácidos com o grupamento R polar

Serina Treonina Asparagina Glutamina Ser Ter Asn Gln

S T N Q

pI = 5,7 pI = 6,5 pI = 5,4 pI = 5,7

C

COO

-H

+

H

N

HO

C

COO

-H

H

N

HO

C

COO

-H

+

H

N C

COO

-H

+

H

N

O

H

N

C

COO

-H

+

H

N

Aminoácidos ácidos – grupamento R com carga negativa

C

COO

-H

H

N

O

HO

C

COO

-H

H

N

O

-O

+ H

C

COO

-H

+

H

N

O

OH

C

COO

-H

H

N

O

O

-H

pK da ionização da carboxila do grupo R COOH Æ COO- _{+ H}+

Ácido Aspártico (Aspartato)

Lisina Arginina Histidina

Lis, K Arg, R His, H pI = 9,8 pI = 10,8 pI=7,6

Aminoácidos básicos – grupamento R com carga positiva

C

COO

-H

+

H

N

NH

C

COO

-H

+

H

N

HN

NH

H

N

C

COO

-H

+

H

N

Arginina

Ionização dos grupamentos laterais

Lisina

Ionização dos grupamentos laterais

Aminoácidos básicos – grupamento R com carga positiva

Outros aminoácidos com grupamento R ionizável

Tirosina Cisteína Tir, Y Cis, C pI = 5,7 pI = 5,0

C

COO

-H

+

H

N

OH

C

COO

-H

+

H

N

AMINOÁCIDOS ESSENCIAIS

Não são sintetizados pelo organismo.

São adquiridos de fontes externas (alimentação).

ELETROFORESE

migração de espécies com cargas quando submetidas a uma diferença de potencial elétrico

Catodo Anodo Pólo (-) Pólo (+)

-

+

X+

Aminoácido: carga positiva, neutra ou negativa A carga depende do pH

ELETROFORESE

lisina alanina ácido aspártico pI = 9,8 pI = 6,0 pI = 3,0

ELETROFORESE

Fatores que afetam a velocidade (v) de migração:

- intensidade da diferença de potencial aplicada

↑

ddp

↑

v

- carga total da molécula

↑

carga

↑

v

LIGAÇÃO PEPTÍDICA

PEPTÍDIO

OLIGOPEPTÍDIOS

2 a 10 resíduos de aminoácidos. Exemplos: dipeptídio (2

aminoácidos), tripeptídio (3 aminoácidos), tetrapeptídio (4

DIPEPTÍDIOS

C

H

H

N

DIPEPTÍDIOS

C

H

H

N

CH

C

O

N

H

C

H

C

O

OH

CH

SH

TRIPEPTÍDIOS

Aspartato Asp

Glicina Gli

Serina Ser

Aspartilglicilserina

POLIPEPTÍDIOS

Mais de 10 resíduos de aminoácidos

PROTEÍNAS – Polipepítidos (mais de 100 resíduos de aminoácidos) com função biológica

Principais funções biológicas das PROTEÍNAS:

Î Catálise de reações químicas (ENZIMAS)

Î Regulação do metabolismo (HORMÔNIOS)

Î Movimento (FIBRAS MUSCULARES)

Î Estrutura e revestimento externo (PELE, CABELO, UNHA, CASCO e CHIFRE)

Î Transporte de substâncias (HEMOGLOBINA)

PROTEÍNAS

Proteína Massa Número de resíduos Número de (homem) Molecular de aminoácidos cadeias peptídicas Citocromo C 13.000 104 1

ESTRUTURA PRIMÁRIA

ESTRUTURA PRIMÁRIA

Ligação peptídica apresenta um arranjo geométrico com seis átomos coplanares Ressonância Ö ligação C-N (amida) com acentuado caráter de ligação dupla (40%) Rigidez Ö Dificulta a rotação dos grupos ao redor desta ligação

ESTRUTURA SECUNDÁRIA

Ligações de hidrogênio entre aminoácidos

- O da carbonila de uma ligação peptídica

&

ESTRUTURA SECUNDÁRIA

Conformação

espiralada

Ø

ESTRUTURA SECUNDÁRIA

Conformação espiralada do tipo

α

-hélice

ESTRUTURA SECUNDÁRIA

Conformação laminar

Ö

β

-pregueada

Ligações de hidrogênio entre O da carbonila de uma ligação peptídica de um trecho da cadeia e o N da amida de uma ligação peptídica de outro trecho da cadeia

O

H

ESTRUTURA SECUNDÁRIA

Conformação laminar

ESTRUTURA SECUNDÁRIA

ESTRUTURA SECUNDÁRIA

Paralelo Antiparalelo

N → C N → C N → C

ESTRUTURA SECUNDÁRIA

Proteínas Fibrosas

α-hélice:

Miosina (músculos)

Queratina (cabelo, lã, unha,...)

OUTROS TIPOS DE INTERAÇÕES

Interações entre os grupamentos laterais (R) dos resíduos de aminoácidos:

Hidrofóbicas – cadeias laterais apolares

Iônicas – cadeias laterais com cargas

Polares (dipolo-dipolo) – cadeias laterais polares

Ligações de hidrogênio – cadeias laterais polares

LIGAÇÃO DISSULFETO

cisteína

ESTRUTURA TERCIÁRIA

α-hélice

β-pregueada antiparalela Volta ou alça

ou cotovelo

Enovelamento das cadeias peptídicas

Regiões com estrutura regular (α-hélice e folha

ESTRUTURA TERCIÁRIA

ESTRUTURA TERCIÁRIA

Grupos polares (hidrofílicos) voltados para o exterior (contato com o meio aquoso)

PROTEÍNA CONJUGADA

Mioglobina

Estruturas do tipo α-hélice

Grupo heme – grupo não-protéico (grupo prostético) Átomo de ferro (roxo)

Distribuição de aminoácidos: amarelo: hidrofóbicos azul: com carga

GRUPO HEME

PROTEÍNAS CONJUGADAS

LIPOPROTEÍNAS Ögrupo prostético = lipídio

GLICOPROTEINAS Ö grupo prostético = glicídio

METALOPROTEÍNAS Ögrupo prostético = metal

ESTRUTURA QUATERNÁRIA

Hemoglobina (4 subunidades)

ESTRUTURA QUATERNÁRIA

Níveis de Organização

Níveis de Organização

DESNATURAÇÃO

Perda total ou parcial das estruturas secundária, terciária e quaternária

O agente desnaturante age nas interações que mantém estas estruturas

SEPARAÇÃO DE PROTEÍNAS POR ELETROFORESE

Tipos de suporte:

Papel: a solução forma uma película líquida sobre o papel - baixa resistência à difusão da molécula no suporte

- o tamanho da molécula pouco afeta a velocidade

Gel polimérico: a solução fica retida nos poros do polímero -maior resistência à difusão da molécula no suporte

- favorece a separação em função do tamanho (massa molecular)

Fatores que afetam a velocidade (v) de migração:

- intensidade da diferença de potencial aplicada

↑

ddp

↑

v

- carga total da molécula

↑

carga

↑

v

SEPARAÇÃO DE PROTEÍNAS POR ELETROFORESE

Agente desnaturante: Dodecil-sulfato de sódio (SDS)

O S

O

O

O

-

_Na

1ª etapa: desnaturação da proteína

Grupos com carga Grupos

hidrohóbicos SDS

Proteína

Proteína desnaturada com carga negativa

SEPARAÇÃO DE PROTEÍNAS POR ELETROFORESE

2ª etapa: difusão da proteína desnaturada em gel de poliacrilamida

Proteína desnaturada e com carga negativa difunde sob ação do campo elétrico Gel polimérico: poliacrilamida

SEPARAÇÃO DE PROTEÍNAS POR ELETROFORESE

SEPARAÇÃO DE PROTEÍNAS POR ELETROFORESE

padrão

amostras

Amostras:

2 = mistura a, b e c 3 = proteína a

DETERMINAÇÃO DO PESO MOLECULAR POR ELETROFORESE

ENZIMAS

• Catalisador biológico (proteína)

• Reação ocorre em condições brandas

Catálise enzimática

∆G = ∆H – T.∆S

Processo espontâneo ∆G < 0

∆S > 0

ENZIMAS

Classificação quanto ao tipo de reação:

• Oxirredutases: Catalisam reações de oxirredução

• Transferases: Catalisam a transferência de grupos entre moléculas • Hidrolases: Catalisam reações de hidrólise

• Liases: Catalisam a adição de grupos a ligações duplas e vice-versa • Isomerases: Catalisam reações de isomerização

ENZIMAS

β-MALTOSE β-D-GLICOPIRANOSE + H₂O MALTASE 2

Uma forma de nomenclatura: NOME DO SUBSTRATO + TERMINAÇÃO ASE

Substrato = Maltose

ENZIMAS

SACAROSE α-D-GLICOPIRANOSE + β-D-FRUTOFURANOSE

+ H₂O

SACARASE OU

INVERTASE

+

Substrato = Sacarose

ENZIMAS

SACAROSE α-D-GLICOPIRANOSE + β-D-FRUTOFURANOSE

+ H₂O

SACARASE OU

INVERTASE

+

+ 66,5° + 52,7° + -92,4º = - 39,7º

ENZIMAS

D-GLICOSE D-FRUTOSE C₆H₁₂O₆ C₆H₁₂O₆

GLICOSE ISOMERASE

Substrato = Glicose

Enzima = Glicose Isomerase Ö ISOMERASE

Modelo Chave-fechadura

SÍTIO ATIVO: REGIÃO DA ENZIMA EM QUE OCORRE A LIGAÇÃO COM O SUBSTRATO

Substrato

Complexo Enzima-Substrato Enzima

Lactato desidrogenase

COENZIMA

Coenzima: Molécula orgânica não-protéica que participa do mecanismo da catalise enzimática.

Cofator: Espécie inorgânica não-protéica que participa do mecanismo da catalise enzimática. Exemplo: metais

Mg2+ Ö _cofator

Modelo de encaixe induzido