Parte II - Transcrita por Raíssa Albert

Faculdade de Medicina da UFPE
Aula Transcrita
Bioquímica - Profª. Elizabeth Chaves
Aminoácidos – 08/11/06
[Parte I – Transcrita por Vanessa Borba]
Essa aula foi tirada do Leninger. Isso daí é um vagalume...mostrando que a proteína, por
exemplo, a luz que é emitida por um vagalume é fruto de uma reação de uma proteína e a
adenosina trifosfato que é o conhecido ATP, então isso produz luz, mostrando mais uma função
da proteína. Eles também mostram que a hemoglobina que é um material importantíssimo no
transporte de oxigênio nos corpos dos animais e no nosso também...ela é constituída de
principalmente hemoglobina que faz o transporte de oxigênio e também outras proteínas são
encontradas nela, principalmente membranas e etc.
Aí nós temos um rinoceronte que é um animal que está meio em extinção, exatamente
porque o pessoal vive atrás dos efeitos que são dados, efeitos afrodisíacos, etc que os chifres
desses animais produzem, então começa a matança muito desenvolvida por isso eles tão
ameaçados de extinção hoje em dia. Esses chifres são formados de queratina como nossas unhas,
cabelos e etc. então mais um envolvimento das proteínas e uma série de materiais. E aqui nós
temos aquelas moleculinhas pequenas que eu falei pra vocês que são responsáveis, são os
elementos construtores das proteínas que são os aminoácidos.
Aqui nós temos uma formula geral de um aminoácido possivelmente já conhecida de
vocês, nessa formula geral, essa parte do período (a presença do grupo amina e carboxila e do
carbono alfa) aqui é comum a todo aminoácido, com exceção da prolina que é um iminoácido,
vamos ver daqui a pouco a estrutura mas todos os 19, nós temos um total de 20 aminoacidos na
natureza, dos 20, 19 tem essa formula geral e um deles apenas foge, aquele que nós chamamos
de iminoacido que é a prolina. Bem...essa parte superior que eu disse a vocês, ela é constante e o
que varia é o radical, esse R aqui. Esse R é o que realmente vai ter importância na proteína porque
o grupamento amina e carboxila, eles farão parte do esqueleto da proteína nas chamadas ligações
peptídicas, então somente o grupamento amina inicial e o grupamento carboxila final de centenas
de aminoácidos que a proteína apresenta, apenas os dois vão estar livres, todos os outros estão
na ligação peptídica e, portanto, não apresentam reatividade necessária pra dizer que isso vai
influir na função da proteína. Em compensação com os radicais não acontece isso... todos os
aminoácidos existentes na natureza.. aqueles que formam todas as proteínas que existem em
qualquer reino animal podem ser carregados ou não com possibilidade de terem polaridade ou
não, então isso é que vai fazer com que a proteína interaja durante a sua feitura, a sua formação e
possa dá uma estrutura tridimensional tal que a proteína possa ter uma atividade biológica, então a
influência desses radicais é imensa na formação da proteína.
Bem... o que agente destaca aqui? Os aminoácidos, nós chamamos de alfa aminoácidos,
porque nós sabemos que o carbono que vem imediatamente depois da carboxila, ele é chamado
carbono alfa, então esse carbono-alfa se liga com o grupamento amina por isso que a gente
chama alfa aminoácido e ele tem também um átomo de hidrogênio ligado.
Bem... a seguir nós vamos mostrar pra vocês que os átomos de carbono que formam os
radicais dos aminoácidos, eles podem ser numerados como a química orgânica faz, a carboxila
com o numero 1 e os carbonos a seguir com 2,3,4 e assim por diante ou podem que é como a
bioquímica usa mais, usar a designação: alfa, beta, gama, delta e assim por diante. Então esse
aminoácido da lisina é um tipo de aminoácido que tem constante essa a parte a direita de vocês e
do lado esquerdo aqui, a gente tem o radical que ele apresenta e notem já pra chamar atenção de
vocês que vocês vão ver cada um deles, que ele tem no radical uma terminação com um
grupamento amina carregado, então essas cargas que estão sendo apresentadas aqui, tanto no
grupamento alfa-amino, quanto na carboxila, quanto nesse grupamento etaamina aqui... vocês
podem observar... que estão todos eles com carga, os dois grupamentos aminos positivos e a
carga negativa na carboxila, isso é a forma com a qual os aminoácidos livres se apresentam no ph
fisiológico que esta contigo entre 7.2 e 7.4. esse ph que é o ph normal das células, dos espaços
celulares, etc, então esse ph é onde nós encontramos esses aminoácidos ionizados, isso é
importante porque alguns aminoácidos tem o poder tamponante.
Aqui, nós temos um outro aminoácido que tem em comum também essa parte superior e
como pode-se observar o radical é formado por carbono e hidrogênio que é a alanina...que é um
radical totalmente apolar. Quando nós temos radicais apolares, a gente em principio pode pensar...
bem, não tem reatividade... eu to no meio aquoso, nós somos constituídos majoritariamente de
água, então todos esse espaço que nós temos, essas moléculas vão tender a interagir com a água
exatamente porque elas apresentam polaridade no ph fisiológico, principalmente pelo menos pelos
grupos carboxila e amina normal dela. Mas esse radical que esta presente na proteína quando ela
estiver já formada, na proteína ele vai ficar realmente penduradinho ali, ele não faz parte da
cadeia, ele fica solto como todo radical.
Então quando vocês tiverem vários tipos de aminoácidos que sejam formados por
estruturas apolares ou radicais apolares, eles vão tender a se agrupar entre si, então a gente
poderia pensar que não tem reatividade, que não adianta pra nada... adianta, porque quando você
faz o enrolamento de uma proteína, quando você visualiza a estrutura tridimensional dela, ela
normalmente coloca radicais que tenham polaridade para fora porque o meio externo é aquoso e
os radicais apolares... ela coloca no centro da estrutura, então no momento em que aquela faz
isso, ela interagem entre si. Vamos dizer que...aqui na minha mão tivesse um radical apolar logo
no início da estrutura e outro por aqui e um outro, digamos, no meu cotovelo, entoa eles vão tender
a agrupar... então, você vê que eles não tão se enrolando assim bonitinho... a gente vai fazer o
enrolamento para aproximar grupos reativos, então isso da uma conformação tridimensional única
aquela proteína que é o que a gente chama de conformação nativa que é aquela conformação com
a qual a proteína foi constituída desde a sua origem... quando nós perdemos essa conformação
nativa por qualquer motivo que seja... cimento, por exemplo, por processo de desnaturação térmica
entoa a possibilidade de interação existe mas jamais será com a mesma conformação original.
Claro que você sabe que existem proteínas chamadas chaperoninas que auxiliam nesse
movimento, nesse enrolamento, então num processo de desnaturação, essa estrutura se
desmantela, ela é reenrolada ao acaso e a conformação nativa é perdida e o mesmo com a
atividade biológica, em alguns casos quando as proteínas são pequenas pode-se até se conseguir
uma renaturação.
Nós agora temos dois estereoisômeros que não são superponíveis, um tem o grupamento
amina do lado esquerdo e outro do lado direito... É a única diferença entre eles porque eles são
isômeros em relação ao carbono, oxigênio, hidrogênio, tudo que eles apresentam, então por
convenção, criou-se chamar de D quando o grupamento amina estiver ao lado direito e L do lado
esquerdo. E lembre-se que isso é uma conformação espacial, ele tem o grupamento do lado
direito... chama-se de D e o esquerdo de L, mas isso não tem nada a ver com d e l, notem que D e
L são maiúsculos e d e l são minúsculos...o que faz uma diferença grande porque quando falamos
sobre d e l, estamos falando sobre uma propriedade dos aminoácidos apresentam que é a
isomeria ótica, compostos que desciam o plano da luz polarizada para esquerda ou para direita e
para que um composto seja isômero ótico, ele tem que apresentar um carbono assimétrico ou
quiral, esse carbono assimétrico aqui esta ligado a quatro diferentes radicais... de todos os
aminoácidos, o único aminoácido que não tem essa propriedade é a glicina cujo o radical é um
átomo de hidrogênio. Todos os outros possuem essa propriedade porque apresentam um ou mais
carbonos assimétricos.
Então você pode ter um d com um L... isso é casualidade, são definições diferentes. Não
confundir, o desvio da luz polarizada não tem nada a ver com a posição do grupamento amina.
Os aminoácidos que formam as proteínas existentes na da natureza são L-aminoácidos...
aí vocês podem se perguntam e não existe D-aminoácidos? Existe... em bactérias... por exemplo...
as paredes das bactérias possuem proteoglicanos... proteínas + carboidratos... essa associação
possui D-aminoácidos o que confere as bactérias características de muita resistência por isso que
nossas eximas não conseguem destruí-las essa carapaça é por isso que nós temos que entrar com
antibióticos e outras coisas.
Uma outra coisa ainda é a configuração... essa configuração é uma configuração que se
usa na química orgânica mas agente não usa muito...é uma configuração que quando você tem
essas linhas interrompidas para atrás do plano e essas de linha cheia é pra frente..e quando você
usa essa mesma disposição dos radicais...mas nessa configuração reta quer dizer a mesma
coisa...os que estão na linha reta ficam pra atrás e os que estão na horizontal ficam para
frente...como não usamos muito a parte química, nós usamos na bioquímica esse de tracinhos que
é mais simples.
Bem, por que é que nós chamamos de L e D aminoácidos? Nós passamos a chamar
porque antes dos aminoácidos serem descobertos e estudados e se detectar a presença de
estereoisômeros... nós tivemos a presença de composto que eram estereoisômeros que era o
gliceraldeído que quando tinha hidroxila do lado esquerdo era chamado de L e quando do direito,
D...então os químicos resolveram manter essa nomenclatura para a posição do grupamento amina
nos aminoácidos.
Nesse esquema, observem a primeira coluna. Nós temos a classificação dos aminoácidos,
os primeiros são os apolares ou não-polares alifáticos. Essa classificação é baseada no tipo de
radicais. O que é a classificação mais lógica porque ela que via influenciar na proteína
propriamente dita, na estrutura da proteína. Os alifáticos são alanina, glicina, valina, metionina,
leucina, e isoleucina. Seis aminoácidos considerados apolares porque os radicais deles só
possuem carbono e hidrogênio. Eles vão formar forças hidrofóbicas fortes centralizadas no interior
das proteínas globulares que soa proteínas solúveis em meio aquoso e entoa eles interagindo
entre si, eles fortificam a estrutura tridimensional e estabilizam ela. Em seguida tem um grupo de
aminoácidos que soa chamados de aromáticos... esses três aminoácidos ditos aromáticos... a
feninlananina é formada pro um radical CH2 e um núcleo do benzeno, ou seja, só carbono e
hidrogênio, então em alguns livros é classificada como apolar...a tirosina ela tem a mesma forma
da fenilananina mas tem um grupo hidroxilico... então esse grupo hidroxilico que possue oxigênio
que é um elemento eletronegativo como o nitrogênio...então esse composto tem oxigênio ou
nitrogênio tem uma possibilidade de reagirem então eles são considerados polares, porém sem
carga porque não existe uma carga formal mas existe possibilidade de reação. Então a tirosina e o
triptofano são colocados em alguns livros como polares em carga. Não se preocupem com relação
à classificação porque eu vou considerar as duas classificações.
[Parte II - Transcrita por Raíssa Albert.]
O terceiro grupo é formado pelos "Polares sem carga", que são aqueles que têm termos de
radicais que apresentam possibilidade de reação, mas que necessariamente não são possuidores
de carga negativa ou positiva. Têm um elemento eletronegativo, têm um enxofre no grupo
sufudrila, por exemplo, que é muito reativo e assim por diante. Então a gente vai ver esse grupo,
as estruturas dele, que eu vou dar mais considerações. Esse grupo é formado pela Serina, Prolina
(outra coisa, a prolina em alguns livros mais recentes como o Leninger já coloca a prolina no grupo
dos apolares e vocês vão ver porque, eu vou mostrar), a Treonina, a Cisteina, a Asparagina e a
Glutamina.
Os positivamente carregados, ou seja, aqueles que possuem cargas positivas,são a
Lisina, que eu mostrei logo no início, a Histidina e a Arginina. E, finalmente, os negativamente
carregados, são o Aspartatos e o Glutamato. Então estes são os 5 grupos que o Leninger classifica
os aminoácidos. Os nomes abreviados deles, de início, se costumou chamar pelas 3 primeiras
letras do nome em inglês. Então, por exemplo, Glicina, pra nós é GLI, mas para eles, é GLY.
Então, a abreviação seria GLY; Alanina, ALA; Valina, VAL e assim por diante. Para quê se usava
essas 3 letras? Por exemplo, um grupo qualquer de pesquisadores seqüenciava determinada
proteína e ia publicar isso. Imaginem que a proteína tenha 500 aminoácidos ou mais, então vamos
supor que aquela cadeia enorme, seqüenciada, você fosse colocar o nome, então o nome
completo ia tomar várias páginas. Ai, tomou-se por base suprimir um pouco os nomes e usar
somente 3 letras. Mesmo assim, quando os estudos protéicos mostraram que nós tinhamos
proteínas com altos pesos moleculares, com muitos aminoácidos, achou-se melhor usar uma letra.
Para os primeiros aminoácidos, as letras eram a letra inicial desses aminoácidos. Por exemplo,
Glicina G; Alanina, A; Valina, V. Mas só que Glicina, nós temos também a Glutamina e o
Glutamato, que também começam com G. Então, a alguns aminoácidos que têm a mesma letra
inicial, é dada uma outra letra.
O peso molecular desses aminoácidos não é muito grande, vocês vejam, 75 que é o
menos deles (glicina), 149, 181. O triptofano, que é o maior deles, tem 204. Mas é um peso
molecular realativamente pequeno. Vai influenciar na proteína? Vai, porque se uma proteína tem
muito triptofano ou muita glicina, claro que o peso vai variar um pouco em relação aos radicais que
apresenta.
O que eu queria chamar a atenção de vocês é que esses grupos carboxilas, amino ou os
radicais deles, quando existirem grupos carregados, eles têm pK ( constante de dissociação)
diferentes. Quando a gente quer saber o ponto isoelétrico do aminoácido, ou seja, em que pH você
vai trabalhar para neutralizar essas cargas, você tem que trabalhar verificando os pontos
isoelétricos de carboxilas e de grupamento amina. O grupo todinho dos apolares tem apenas a
carboxila, ligada ao carbono alfa, e o grupo amina, também ligado ao carbono alfa. Então, o ponto
isoéletrico de aminoácidos que sejam monoaminos e monocarboxílicos, é a média aritmética da
soma dos pKs ( ela deu o exemplo da glicina, que para saber o ponto isoelétrico, o pI, você soma o
pK do grupamento carboxila, 2.34, com o pK do grupamento amina, 9.60, e divide por dois,
resultando em 5,97). A variabilidade é muito pequena ( dos pI dos aminoácidos do grupo dos
apolares) exatamente porque eles são muito próximos (os pK1 e pK2 dos aminoácidos desse
grupo). Quando existe um pK correspondente ao grupamento amina do radical, por exemplo, que é
o caso de Histidina, Arginina e Lisina, ou cargas negativas, que é o caso do Aspartato e do
Glutamato, nós chamamos de pkR (pk do radical) e aí, quando for calcular os pontos isoelétricos,
prestar atenção no seguinte: o ponto isoelétrico vai ignorar o pK mais distante e fazer a média
aritimética apenas dos mais próximos. Então, no caso da lisina, que é carregado positivamente,
você vai somar 8,95 + 10,53 e dividir por dois, o que vai resultar em 9,74 (desprezando assim o pk
do grupo carboxila, que vale 2,18). No caso dos pks do Aspartato e do Glutamato, que são
aminoácidos com carga negativa, você também junta os dois mais próximos, que são o pK1 e o
pKR, despresando o pK2, que é do grupamento amina, que está bem mais distante. Então você
faz a média aritmética dos dois mais próximos e encontrará 2,77 para o Aspartato e 3,22 para o
Glutamato. São esses pontos isoelétricos que vão realmente tentar neutralizar essas cargas. Isso
tem importância? Tem, porque quando você quiser analisar o ponto isoelétrico de uma proteína,
você vai ter que analisar o dos radicais (além do pI do grupamento amina inicial e do grupamento
carboxila final).
Quem são os Apolares? São 6. Está sendo destacado aqui (no Power Point) o radical
deles: Glicina, um átomo de H; Alanina, grupamento metila (CH3); Valina, 3 átomos de carbono
com hidrogênios; Leucina e Isoleucina, 4 átomos de carbono (a diferença entre Leucina e
Isoleucina é que um grupamento CH3 vira para o lado na Isoleucina) e a Metionina, que apresenta
um átomo de enxofre (mas toda vez que o átomo de enxofre está entre dois carbonos, ele fica
totalmente sem reatividade e, por isso, a metionina é classificado como apolar. Se por acaso, o
enxofre estivesse com o hidrogênio, ele é totalmente reativo). Todos, exceto a metionina, só
apresentam C e H. Esses aminoácidos são apolares mesmo, eles vão, nas proteínas, tentar se
esconder ao máximo da água que circunda, ficar bem no centro das estruturas globulares.
Aromáticos: a Fenilalanina só apresenta C e H, por isso muitos autores a classificam como
apolar. A tirosina apresenta o O, que é um elemento eletronegativo, então pode ter delocalização
dos átomos e dar reatividade ao anel. O triptofano apresenta o N, que também é um elemento
eletronegativo, que pode forçar uma delocalização dentro do anel, favorecendo a entrada de outros
radicais. Então, esses dois por apresentarem nos radicais elementos eletronegativos, embora eles
não tenham em pH fisiológico cargas formais, eles são considerados polares sem carga também
por alguns autores.
Porque é que a Prolina é um iminoácido? Porque no radical dela, um CH3 se cliva e se liga
a um N do grupamento amina, formando uma estrutura cíclica com o grupamento amina, dando
origem a um grupamento iminoácido. Isso faz com que a Prolina seja a única excessão entre os 20
aminoácidos, apresentando uma estrutura diferenciada.
O aspartato é uma amida derivada do ácido aspártico. Então, nesse caso, tem-se o
grupamento amina substituindo o OH no ácido aspártico. A glutamina é a amida do ácido
glutâmico. Embora esses grupos sejam reativos, no pH fisiológico eles não se encontram
ionizados, daí nós não termos a colocação deles no grupo dos com cargas positivas ou negativas.
Eles não se ionizam no pH fisiológico, mas eles podem apresentar reatividade dependendo do
meio (pois apresentam dupla ligação, elemento eletronegativo).
O grupo dos positivamente carregados: carga positiva na Lisina, carga positiva na arginina
(ela pediu pra corrigir a estrutura da histidina, tá faltando um átomo de H, que dará carga uma
positiva ao N). A histidina é muito utilizado quando vocês forem ver sangue, por ser um material
tamponante.
O que é que a gente espera de aminoácidos tipo aspartato, glutamato ou esses outros com
cargas positivas? Eles são altamente reativos e podem formar entre si interações iônicas. Eles
podem se aproximar, uma carga positiva de uma negativa e formar interações iônicas. Os polares
sem carga têm uma certa reatividade, uma certa facilidade de interagir com a água. Então, esperase que os polares sem carga e os polares carregados positivamente e negativamente, numa
estrutura protéica, se localizem preferencialmente na supérficie da proteína, em íntimo contato com
o meio aqüoso.
[Parte III – Transcrita por Românti-Ézer]
Bem, acho que vocês provavelmente já ouviram falar que a gente pode até determinar a
concentração, que não é muito correto, mas a gente usa muito essa propriedade que eu vou dizer
pra vocês aí, pra verificar a existência ou não de proteína numa solução: muitas vezes vc tem uma
proteína totalmente incolor, vc tem, vamos supor que vcs sejam escalados para examinar uma
água de um riacho lá qualquer que o pessoal bebeu e todo mundo morreu ali, mas a água ta tão
limpinha e o que é que tem ali? Às vezes uma presença de alga, de bactérias, do que for, embora
a água esteja muito transparente, vc pode pegar um pouco daquela água e fazer um teste rápido:
bota num espectofotômeto e lê a 280, comprimento de onda do ultra-violeta mas vc lê a 280, se
aquilo apresentar absorbância pode ter certeza que ali tem presença de proteína. Por quê? Porque
as proteínas são formadas pela mistura desses 20 aminoácidos (AA), claro que tem predominância
de um ou de outro dependendo da função que ela exerça mas sempre, lógico, é uma mistura,
então esses 2 AA não sei se vcs lembram mas nós acabamos de apresentar tirosina e triptofano
são dois aromáticos e têm elementos eletronegativos no anel ,o triptofano tem o nitrogênio e a
tirosina tem o oxigênio; então esses dois por terem o núcleo aromático que pode até localizar ali
elétrons eles absorvem luz no comprimento de 280nm então a proteína quando vc coloca aquela
solução aparentemente incolor, a olho nu vc não ta vendo nada, vc coloca lá, e vc obtém, claro que
vc zera o aparelho com água pura, destilada etc e tal né? Mas vc botou lá, leu e registrou algum
pico a 280, vc pode ter certeza que tem algum tipo de proteína ali. Como proteína, como eu acabei
de dizer a vcs, ela existe em qualquer organismo vivo, então é provável que ali tenha
possivelmente alguma coisa, sei lá, um material qualquer patogênico que esteja causando dano lá.
Então tirosina absorve um pouco menos que o triptofano. Este experimento daqui, aqui está
registrado absorvância, vcs estão vendo que o triptofano absorve muito mais que a tirosina; esse
experimento foi feito com concentrações de ambos os compostos a 0,1 molar se não me engano,
então são concentrações idênticas mas a gente pode observar que a absorção do triptofano é
maior, então claro que a proteína que tenha muita concentração de triptofano vai dar um pico muito
maior de que o da tirosina; mas é uma propriedade que é usada de AA para detecção da presença
de proteínas num líquido qualquer.
Bem, aí é outra propriedade apresentada pela cisteína. A cisteína, por ter grupos sulfidrila
SH, ela reage, ela tá num estado que nós chamamos reduzido, então ela pode perder átomos de
hidrogênio por seus elétrons e nesse caso, ela perdendo elétrons, ela passa ao estado oxidado.
Então esse estado daqui é o estado reduzido desses compostos; ele pode, quando duas cisteínas,
por mais distantes que elas estejam, se aproximarem, elas vão formar o que a gente chama pontes
dissulfeto. Então o grupo sulfidrila sofre oxidação e vai formar uma ponte dissulfeto. Essa ponte
dissulfeto é a única ligação covalente que os radicais de AA permitem, a única; todas as outras
interações que são feitas entre AA são interações hidrofóbicas, forças de Van der Waals, pontes
de hidrogênio e assim por diante, são ligações individualmente muito fracas, é daí quando vc
aquece uma proteína qualquer, ela é capaz dessas ligações fracas, pelo aumento da energia
cinética né? Do aquecimento, vc consegue romper essa estrutura, quebrar; mas se uma proteína
tiver muitas pontes dissulfeto ela vai ficar muito mais firme naqueles montes, ela não vai quebrar
pelo aquecimento e aí vc consegue talvez renaturar ela. Isso foi provado ultimamente com a
RNASE que tem um peso molecular.......blá blá blá sobre dedo doendo ......Então esses
compostos, a RNASE, foi estudada e eles verificaram que em teoria - a gente sempre dizia em
aula, eu mesmo costumei durante muito tempo dizer - que a desnaturação térmica em proteínas
era irreversível, né, vc desnaturou, a proteína se desintegrou, reenrola ao acaso. Uma enzima, por
exemplo, ela vai ter... Luís Carvalho deu aula de enzima, não? Então ele vai dar aula de Enzimas
mais adiante pra vcs e vcs vão ver. Então a enzima deve ter externamente um local onde o
substrato se liga, né, sempre tem uma certa depressão onde o substrato se liga então o que é que
acontece? Quando vc aquece, o reenrolamento ao acaso desmancha aquele local de
acoplamento, então ela perde a função biológica dela, por isso que a gente diz que a desnaturação
faz com que a proteína perca sua atividade biológica. Mas nesse estudo com a RNASE, que não é
tão antigo, eles descobriram que a proteína, por não ser uma proteína muito grande e ter muitas
pontes dissulfeto, o aquecimento dela quando vc resfriava ela conseguia renaturar possivelmente,
não sei dizer pra vcs com certeza, com perda de alguma atividade - vamos dizer assim de 100% da
atividade ela passa a ter 70% - mas ela não perde a atividade de tudo, ela consegue se renaturar
aproximadamente com a mesma estrutura original dela, tanto é que ela continua atuando,
entenderam? Então a gente não pode mais dizer que a desnaturação térmica é um processo
irreversível em proteína; em DNA a gente já sabe que não é, dependendo do aquecimento vc pode
renaturar, mas em proteína eu me lembro que a gente dizia isso.
Bem, isso daí vcs vão estudar em biofísica, eu não vou dar, que é o princípio da
espectrofotometria, que vc tem uma lâmpada qualquer, um feixe de luz, esse feixe de luz passa
por um monocromador, ele vai permitir a saída lá somente de um comprimento de onda, que no
caso seria 280, no caso nosso né? Aqui nessa cubeta vc coloca uma solução com o material que
vc quer botar pra ver a proteína e a luz sai do outro lado. Quer dizer, aqui é a luz incidente, lá é a
luz transmitida e a diferença entre eles é o que foi absorvido pela solução. E vai depender isso, a
absorção maior ou menor, da concentração do material que tenha dentro daquela solução, então é
diretamente proporcional a ela. Isso é estudado por uma lei que eu acho que vcs já deram
chamada (?) se lembram disso? Não? Mas biofísica vai dar, eu não vou da não, Já bastam as
estruturas que vc tem que ....bem
O que são estes AA que eu estou apresentando? Eu disse a vcs que nós temos na
natureza 20AA, mas as vezes nós temos a formação, depois que a proteína está sintetizada, tipos
de reações que transformam os radicais daquele AA presente na proteína. Então essas
transformações ocorrem sempre, não esqueçam, depois que a proteína já está com o AA ali
acoplado, algumas delas é preciso que a proteína termine, outras essas modificações são feitas
durante a síntese protéica. Então esses dois AA por exemplo hidroxiprolina com a hidroxila do
carbono 4 e a hidroxiprolina com a hidroxila do carbono 5, então tem hidroxiprolina com carbono 4
e com carbono 5, então essas hidroxilas, elas são colocadas na prolina durante a síntese das
cadeias que formam o colágeno, então durante essa síntese vc coloca alguns resíduos de prolina,
que no colágeno a gente tem 10 uns 20% mais ou menos de prolina, sendo que desses 20% mais
ou menos 10-11% são hidroxilados e os outros não são hidroxilados. Então a hidroxilação desses
resíduos de prolina, que ocorre durante a sínte das cadeias, como eu disse, ele requer alguns
fatores, fatores como presença de ferro, a enzima apropriada chamada prolilhidroxilase, vcs vão
precisar também de ácido ascórbico, que é a vitamina C, e tem em razão pra existência dela, quer
dizer, essas transformações que algumas proteínas fazem nos seus AA é porque o papel funcional
daquela proteína exige aquilo porque essas hidroxilas vão facilitar a maturação das fibras
colágenas, então se vc não tiver essa hidroxilação o que é que acontece? As moléculas de
colágeno que vão formar a fibra colágena elas vão se colocar na posição ali escalonada uma junto
da outra mas qualquer coisa rompe; é isso que a gente vê no escorbuto, no escorbuto por exemplo
eram doenças que vcs viram muito falar né de ausência de vitC, ou seja de ác ascórbico e aí o
colágeno que dá nas paredes dos vasos por exemplo, ele ficaria mal formado, não maturado, e aí
ele rompe. É como se vc tivesse um tipo cinto frouxo, que rasga, então ele rompe, é por isso que
no escorbuto tem tanta é, aparece assim, hematomas no corpo né, os dentes também amolecem.
Então em todo canto em que o colágeno exista vai ter esse problema; então por isso que a gente
precisa. Hoje em dia não se vê, pelo menos com freqüência eu não vejo falar que tenha presença
de pacientes com escorbuto. Por que? Porque a gente tem muito acesso a fruta cítrica, porque a
gente tem congelamento e essas coisas que antigamente não tinha.
Bem, a hidroxilisina também é outra molécula que aparece no colágeno, que tá relacionada
com as ligações também cruzadas que se formam no colágeno pra maturar ele, mas essa
hidroxilisina também é muito importante porque ela pode vir a formar esse AA aqui chamado
desmosina que aparece, um AA raríssimo, a gente chama todos eles de AA raros, porque eles
aparecem esporadicamente. Então essa desmosina ela só aparece numa proteína chamada
elastina, que ta na parede dos vasos e das artérias, então ela permite que a elastina tenha uma
movimentação, se comporte realmente como elástica, como uma coisa elástica.
A 6-metillisina (?) é outro AA raro também, ela aparece na miosina, a miosina é uma das
proteínas da contração muscular, então ela aparece na miosina.
Essa (gamacarboxiglutamato?) é muito importante em si esse radical aí porque a ausência
da carboxilação do glutamato durante o processo de coagulação sanguínea é um modo de
interromper a coagulação, então é uma transformação importante. Então o que eu quero dizer pra
vcs é que funcionalmente essas transformações de algumas enzimas para a proteína é importante
pra ele atuar mesmo, se não vcs não têm a atuação né? não é por acaso.
Essa celenocisteína existe em menor proporção, tem alguma função biológica, mas eu
confesso que eu não lembro mais o que é.
A ornitina e a citrulina elas são considerados os dois né como AA mas não aparecem em
proteína nenhuma, nem como transformação. Elas duas fazem parte de um ciclo chamado Ciclo da
Uréia, não se se vcs já viram isso antes, ou vão ver de qualquer maneira aqui em Bioquímica.
Ornitina e citrulina são AA raros mas livres na natur...livres no sentido... eles não participam na
síntese protéica.
Bem, uma outra propriedade ainda dos AA é que eles podem, em determinadas condições,
se comportar como ácido ou como base, eles podem aceitar ou dispender prótons, então nesse
caso, na natureza, eles são encontrados na forma zwitteriônica, ou seja, carga positiva carga
negativa, mas aqui vc tem uma fórmula geral, que mostram, pelo menos quando se estuda, não sei
se o vestibular está dando carregado mas normalmente se mostra a fórmula geral não carregada,
mas pra nós aqui de bioquímica interessa ela carregada. Então vamos ver o comportamento.
Aqui nós temos um AA simples simples simples, isso daí é a curva de titulação do AA pra
ver em que pH ele se torna ácido e que pH básico, então nós tamos voltando aquela minha tabela
original. Lembre que na tabela original eu tinha um pK1, porque aqui em cima é monoamino
monocarboxílico o radical dela é um átomo de hidrogênio só; então o pk1 é o grupo carboxílico,
então em 2,34 nessa faixa aqui mais o menos, a predominância das moléculas existentes no meio,
se o pH for 2,34, será dessa forma aqui, ou seja, ele está com carga positiva no nitrogênio, mas
com carboxila ainda ligada. Na medida que isso lá no iniciozinho na medida que o Pk1 vai
crescendo vc vai dissociar esse próton aqui, então vc tem o ponto do elétron dele que varia numa
faixa bem larga aqui de pH uma faixa bem larga. E o pk2, ou seja, a dissociação desse próton, o
próton lá do grupamento amino, vai ocorrer mais ou menos em torno de 9,6. Então o ponto do
elétron que é a média aritmética desses dois pks 1 e 2 que é 5,97, na realidade, se vcs olharem
direitinho, se a gente tiver pequenas variações e passar pelo 7 aqui, ph fisiológico mais ou menos
um pouquinho acima de 7, vc ainda tem a fórmula carregada. Então embora o ponto isoelétrico do
AA calculado 100%, todas as moléculas dele estariam dessa forma, seja 5,97, o pH fisiológico vc
vai encontrar sempre a forma iônica dele. Isso pra confirmar mais uma vez que vc tem o
comportamento ácido-base, aqui ele vai doar prótons não é? Se vc fizer o contrário ele vai receber
prótons. Então ele tem o comportamento ácido ou base, vai depender do pH do meio, da forma
como ele se encontra e assim por diante.
[Parte IV – Transcrita por Vanessa Alves]
Aqui é para mostrar que quando a gente tiver um ácido, o grupo carboxílico existe o pK1
desse grupo que é 4,84. Na metil-amina, o pK1 do grupo amina é 10,6. Aqui tá mostrando um
ácido e uma base. E aqui ele vai mostrar o caso da glicina, que ela pode se comportar como um
ácido ou como uma base, vai depender do pH do meio 2,34 com pK de 2,34 para 9,60, são dois
grupos, e passando por essa forma iônica que é justamente aquele pH em torno de 6,0 que a
gente mostrou ali há pouco,ou seja, ele se comporta como ácido ou como base e vai depender
disso.
Bem, aqui é o glutamato que, por ser um ácido, pega-se os dois pontos mais próximos, o
ponto isoelétrico vai ficar por aqui, se distancia porque você tem que calcular. A histidina que você
tem a parte de 6,00 para 9,17 e agora nós temos ai... já passamos por essas propriedades de
aminoácidos. A formação da ligação peptídica.
A ligação peptídica é formada sempre pela carboxila do aminoácido anterior com o
grupamento amina do posterior,então existe eliminação de água e essa ligação é formada por C=O
N-H, e esse grupamento aqui vai fazer o esqueleto da cadeia sempre intercalada, se a gente olhar
aqui, sempre intercalada pelo carbono alfa.
Quem seria no caso esse primeiro aminoácido? Será que vocês seriam capazes de
identificar? Quem tem como radical CH2OH? Serina. Quem tem como radical H? Glicina. Quem
tem esse aqui? Tirosina. E quem tem esse? Alanina. E esse daqui? Leucina. Então, como a gente
lê um peptídeo? A gente faz seril-glicil-tirosil-alanil-leucina. Então, o último aminoácido a gente
bota o nome, o resto é radical. Por isso que quando eu vou falar em proteína, a gente fala em
radical de aminoácidos, olhe você tem 300, 200 radicais de aminoácidos. Onde é que você vai
arranjar tanto radical? Eu não estou me referindo ao radical, mas eu estou me referindo
indiretamente a ele porque se tem um esqueleto mais ou menos comum a todos eles. Então,
quando a gente for falar em proteína,na verdade, eu vou falar nisso. Então lembrem: o grupamento
amina é o inicial e o grupamento carboxílico é o final e a nomenclatura é dada de acordo com a
terminação IL e o prefixo do aminoácido e o último aminoácido é identificado como tal.
Bem, aqui o que interessa é o seguinte: lisina; glicina, que é um aminoácido com o H
destacado; glutamato e alanina. O que nos chamam a atenção são as cargas que eles
apresentam. A importância das cargas ou não que os aminoácidos apresentem nos seus radicais
vai influir no comportamento, porque veja você tem nesse caso ai 2 cargas positivas e 2 cargas
negativas. Então, ele está eletricamente neutro, mas dependendo do pH eu posso variar ou, como
é o caso das proteínas, isso aqui é péssimo para o organismo. Se uma proteína estiver no seu
ponto isoelétrico, ela precipita. Então, o ideal é que qualquer proteína que exista no organismo
esteja fora do seu ponto isoelétrico, para que ela seja solúvel. Ela tem que interagir essas cargas
que apresenta para que ela apresente condições de ser solúvel. Então, você nunca deve permitir.
Eu, por exemplo, quando eu comecei a trabalhar com bioquímica, eu fui fazer mestrado e,
na época, era obrigado a trabalhar em laboratório, e eu tinha uma professora que me orientava,
que quis que eu fizesse a purificação de uma proteína. Então, ela me deu a receita e eu comecei a
fazer, mas não tinha jeito. Até que um dia, eu me aborreci e decidi estudar isso, ai comecei a ler
quando vi que a proteína que ela queria extrair, precipitava naquele pH .Por isso é importante que
se trabalhe fora do ponto isoelétrico porque ,se não, a proteína fica precipitada e não sai. E o pH
que ela mandava botar era justamente o ponto isoelétrico da proteína. Assim, eu não achava
nunca. Então, se um dia você quiser fazer uma pesquisa científica, você tem que trabalhar fora do
ponto isoelétrico da proteína, se não você a precipita.
Aqui, vocês têm um peptídio. Aqui tem outro peptídio, que é o aspartame, que a gente usa
para adoçante. Embora, que ele é formado por aspartil-fenil-alanina mas é metil-éster-fenilalanina.
Bem, aqui se tem dados moleculares de algumas proteínas importantes para concluir a
aula. Vocês tem várias proteínas aqui, que a gente vai estudar. Os pesos moleculares delas variam
muito, vocês vão ver que a gente tem proteínas como o citocromo c, tipo a insulina que tem peso
molecular 5.000. Tem a ribonuclease, que é pequenininha, tem a mioglobina e assim por diante.
Embora se tenha proteínas com pesos moleculares muito pequenos,você também tem a
glutamina-sintetase com 619.
Normalmente, porque algumas possuem esses pesos moleculares tão grandes? Porque,
elas são formadas, na maioria das vezes, por mais de uma cadeia polipeptídica. Geralmente, as
proteínas que possuem peso molecular pequenos são formadas por uma única cadeia
polipeptídica. Então, como você pode ver, essas 4 primeiras, que possuem peso molecular até
cerca de 17.000 só tem 1 cadeia. A quimiotripsina possui 3 cadeias, embora seja pequena. Mas
quando você chega lá em baixo, você tem 12 cadeias polipeptídicas. Agora olhem aquilo que eu
disse a vocês sobre a dificuldade: proteína com peso de 2.993.000 tem 26.926 aminoácidos e é
uma cadeia única. O esforço do organismo deve ser imenso para sintetizar certos tipos de
proteína.Então está ai o exemplo de que as proteínas variam muito de acordo com o número de
resíduos de aminoácidos, peso molecular e em número de cadeias polipeptídicas.
Geralmente, as proteínas que tem mais de um cadeia polipeptídica possuem funções
reguladoras ou ativadoras ou inibidoras. Enzimas, por exemplo, as enzimas que regulam vias
metabólicas normalmente possuem mais de um cadeia polipeptídica, porque enquanto uma cadeia
serve para ativar a enzima, a outra serve para inibir, dependendo da circunstância, a outra tem um
sítio ativo, e assim por diante. Então, é muito comum que enzimas que possuam um papel
regulador possua mais de uma cadeia polipeptídica.
E, finalmente,os aminoácidos variam de proteína para proteína. Aqui estou mostrando o
citocromo c, com uma cadeia pequena, e o pepsinogênio, que é uma protease. E o número de
resíduos variam muito. Ai no citocromo tem 6 resíduos; no pepsinogênio tem 22. Então, o número
de resíduos varia muito de proteína para proteína.
E, para concluir, nós temos os vários tipos de proteínas conjugadas, que eu não vou
detalhar muito aqui. São aqueles componentes grandes, macromoleculares, que transportam
lipídios do sangue, alguns lipídios provenientes da dieta; outros, que são os lipídios sintetizados
pelo fígado, proteínas, muito importante o papel delas, que estão relacionadas a distúrbios
cardiovasculares.
Então, nós temos as proteínas associadas a lipídios, temos as glicoproteínas, e todas as
proteínas plasmáticas, exceto algumas glicosilases. A importância da glicosilação dessas proteínas
plasmáticas é que toda proteína tem período de reposição, tem tempo de méis vida, depois ela é
reposta por uma molécula nova e sai de circulação. Então, as proteínas são retiradas do sangue
porque são capazes de identificar receptores na superfície da membranas plasmáticas das células
que reconhecem carboidratos, são as chamadas lectinas. Essas proteínas que reconhecem
carboidratos são capazes de pegar aquelas moléculas velhas, interagirem com elas e sair. Então,
você vai dizer: toda proteína que chega lá glicosilada já tá saindo? Não. Toda proteína glicosilada
pode ter os açucares, monossacarídeos mais variados, ela pode ter manose, glicose, galactose, só
que na extremidade ela tem uma molécula chamada ácido ciálico(que também tá dentre dos
componentes dos carboidratos). Esse ácido ciálico, quando a molécula nova é sintetizada, ele sai.
Então, o resto da molécula protéica está protegido. Quando a molécula começa a sofrer oxidações,
a sofrer danos e vai ficando envelhecida, esse ácido ciálico é retirado. Então, no momento em que
o ácido ciálico é retirado, ele vai expor o carboidrato que está atrás dele, que é galactose, etc.
Então, as lectinas e essas paredes celulares que reconhecem galactose, manose, etc, interagem
com essas moléculas, ligam elas, como se fosse um receptor, interagem com elas e elas são
degradadas. Então, é um mecanismo muito interessante porque a molécula nova está protegida
pela extremidade com a associada.
Então, tudo isso nos faz pensar em uma coisa: o que são doenças causadas por distúrbios
metabólicos? Imaginem que vocês peguem um paciente que tem uma falha na enzima que corta o
ácido ciálico , que é chamada de cialidase . Vamos supor que esse paciente nasceu com a
incapacidade de produzir esse ácido ciálico.Imaginem. O que aconteceria? Ele não teria
capacidade de retirar esse ácido, a não ser que outra glicosilase qualquer conseguisse quebrar.
Por exemplo, por que alguns medicamentos funcionam tão bem em algumas pessoas e não
funcionam em outras? Porque os defeitos metabólicos que eles apresentam são distintos. Então, é
preciso que o médico leve isso em consideração.