Proteínas

Profº Lásaro Henrique
Proteínas
Proteínas são macromoléculas complexas,
compostas de aminoácidos. São os
constituintes básicos da vida e
necessárias para os processos químicos
que ocorrem nos organismos vivos.
Nos animais,
correspondem a cerca
de 80% do peso dos
músculos, cerca de 70%
da pele e 90% do
sangue seco. Mesmo nos
vegetais as proteínas
estão presentes.
Proteínas
A importância das
proteínas está relacionada
com suas funções no
organismo. Todas as
enzimas conhecidas são
proteínas. Muitas vezes, elas
existem em pequenas
quantidades.
Estas substâncias catalisam todas as reações
metabólicas e capacitam aos organismos a
construção de outras moléculas - proteínas,
ácidos nucléicos, carboidratos e lipídios.
Proteínas
Embora sejam inúmeras, todas as proteínas
são formadas por apenas 20 aminoácidos.
Todos os aminoácidos tem um carbono
(chamado carbono-α
α) ligado a um grupo amino
e a um grupo carboxila.
Glicina
Valina
Histidina
Ac. Amino
Butírico
Fenilalanina
Triptofano
Alanina
Novalina
Serina
Tirosina Leucina
Glutamina
Asparigina
homocisteína
metionina
Cisteína
Lisina
Ac. Glutâmico
Argenina
Ac. Aspártico
Proteínas
As proteínas também são chamadas de
polipeptídeos, porque os aminoácidos são
unidos por ligações peptídicas.
Ligação peptídica é a
união do grupo amino
de um aminoácido com
o grupo carboxila de
outro aminoácido,
através da formação de
uma amida.
R
O
R
C C NH2
HO
HOOC C N H
H
H H
R
HOOC
R
O
C N
C
C NH2
HOH
H
H H
Ligação Peptídica
Através destas ligações, os aminoácidos
formam cadeias longas. A maioria das proteínas
tem mais de 200 aminoácidos.
Proteínas
A seqüência de aminoácidos é conhecida como
estrutura primária. É esta estrutura que, de
fato, determina a forma e a função da proteína.
A estrutura primária é somente a seqüência dos
aminoácidos, sem se preocupar com a orientação
espacial da molécula.
Proteínas
Os ângulos formados pelas ligações peptídicas
fazem com que a cadeia protéica assuma uma
conformação espacial chamada de estrutura
secundária.
Esta conformação espacial é
reforçada pelas interações
intermoleculares entre os
aminoácidos. A principal é a
ligação hidrogênio que
acontece entre os hidrogênios
dos grupos amino e os átomos
de oxigênio dos outros
aminoácidos.
Proteínas
Em geral, estas ligações
forçam a proteína a assumir
uma forma helicoidal.
α-hélice
A forma mais comum, é
chamado de α−hélice.
Outras estruturas são: As
β-sheets, onde uma cadeia
interage paralelamente
com outra. E as "Turns“
que são responsáveis pela
reversão da direção da
cadeia. Os sítios de
reconhecimento dos
anticorpos são,
freqüentemente,
encontrados nos turns ou
próximos deles.
β-sheets
Turns
Proteínas
A estrutura terciária é a conformação espacial
da proteína, como um todo, e não de determinados
segmentos da cadeia. Esta estrutura é quem
determina a forma das proteínas. As proteínas
globulares, por exemplo, tem forma esférica.
O que determina a estrutura
terciária são as cadeias
laterais dos aminoácidos.
Algumas cadeias são tão
longas e hidrofóbicas que
agrupam-se no interior da
proteína provocando uma
dobra ou looping, deixando
as partes hidrofílicas expostas
na superfície da proteína.
Proteínas
Existe, finalmente, a estrutura quaternária. Esta
estrutura é mantida pelas mesmas forças que
determinam as estruturas secundárias e terciárias.
Certas proteínas são
compostas por mais de
uma unidade
polipeptídica. A
imunoglobulina, por
exemplo, é constituída
por 4 cadeias protéicas.
A conformação espacial
destas cadeias, juntas, é
que determina a
estrutura quaternária.
Proteínas
As proteínas podem ser simples, constituídas
somente por aminoácidos, ou conjugadas, que
contém outros grupos como carboidratos, íons, etc.
A hemoglobina é um
exemplo de proteína
conjugada. Contém 4
proteínas ligadas a uma
porfirina e a um íon de ferro.
As liproproteínas, tal como
LDL e HDL, são também
exemplos de proteínas
conjugadas - neste caso, com
lipídeos.
Proteínas
Outra forma de classificar as proteínas é baseado na
sua função. Podem ser divididas em proteínas
estruturais e biologicamente ativas.
A maioria das proteínas estruturais são
fibrosas. São compostas por cadeias alongadas.
Dois exemplos
são o colágeno
(ossos,
tendões, pele e
ligamentos) e a
queratina
(unhas,
cabelos, penas
e bicos).
Proteínas
Muitas proteínas biologicamente ativas
ficam na membrana celular, e atuam de
diversas maneiras.
A porina é uma proteína
trans-membrana, que
atua como um canal
iônico em bactérias.
Existe um "buraco" na
estrutura protéica, de
cerca de 11 angstrons de
diâmetro, onde os íons
passam, seletivamente.
Proteínas
As enzimas fazem a catálise de diversas reações
em nosso organismo. Sem elas essas reações não
aconteceriam ou gerariam produtos indesejados.
A ligação entre o sítio
ativo e o substrato é
extremamente
específica. O substrato
precisa ter características
que permitam o "encaixe"
com a enzima. Essa relação
é chamada de chavefechadura.
O "sítio ativo" diminui a energia do estado de
transição que leva ao produto desejado.
No exemplo da
figura ao lado,
uma
determinada
região da
proteína - o
módulo SH2 liga-se à
tirosina
fosfatada, que
se adapta ao
sítio ativo da
enzima tal como
uma chave faz a
sua fechadura.
Proteínas
Proteínas
A atividade da enzima pode ser bloqueada pela
ação de um inibidor. Quando este interage com o
sítio regulatório da enzima, provoca uma alteração
na sua conformação e uma desativação do sítio
catalítico. A atividade enzimática, portanto, pode
ser controlada, pelo organismo, através da
liberação ou captação de inibidores.
Proteínas
A seqüência dos
aminoácidos na proteína
é determinado
geneticamente a partir
da seqüência dos
nucleotídeos no DNA
celular.
Quando uma proteína em
particular é necessária, o
código do DNA para esta
proteína é transcrito em uma
seqüência complementar de
nucleotídeos chamada de
RNA mensageiro.
Proteínas
Assim a seqüência de aminoácidos é ditada pelo
RNA mensageiro.
Uma seqüência de
3 nucleotídeos no
RNA mensageiro
especifica o
aminoácido. Desta
maneira, o
organismo é capaz
de sintetizar as
várias proteínas
com as funções
mais diversas de
que precisa.