Aminoácidos e Proteínas

10/02/2012
Estado nativo e desnaturação protéica
• Estrutura terciária e quaternária.
Aminoácidos e Proteínas
Digestão, absorção e transporte
– Estágio final de dobramento.
– Estado de maior estabilidade da molécula protéica.
– Favorecida pelo meio onde a proteína se encontra.
– Importante para a atividade normal da proteína.
Prof. Dr. Bruno Lazzari de Lima
ESTADO NATIVO
Estado nativo e desnaturação protéica
Estado nativo e desnaturação protéica
• Desnaturação protéica.
• Fatores que
protéica:
– Destruição das ligações químicas que sustentam
as estruturas secundária e terciária.
• Somente as ligações não-covalente (mais fracas).
• Ligações peptídicas permanecem estáveis.
– O resultado é uma cadeia polipeptídica distendida
(estrutura primária).
favorecem
a
desnaturação
– Variações do pH.
• Meios alcalinos resultam em moléculas desprotonadas.
• Meios ácidos resultam em moléculas protonadas.
• Afeta o grupamento R.
– Aquecimento.
• <100 °C.
– Agentes químicos.
• Detergentes (afetam aminoácidos apolares).
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Estado nativo e desnaturação protéica
• Proteínas desnaturadas podem renaturar.
– Retiradas as condições desnaturantes podem
reassumir sua conformação nativa.
– Mais uma prova da importância da estrutura
primária.
– Nem sempre isso é possível.
• Proteínas acessórias.
• Hsp70 (heat shock protein).
Enzimas proteolíticas
• Enzimas que degradam proteínas.
– Peptidases ou proteases.
– São proteínas especializadas.
Enzimas proteolíticas
• Proteínas são compostos alimentares muito
grandes.
• Para serem absorvidas devem ser degradadas
para unidades menores.
– Polímeros → monômeros.
• Essa degradação ocorre pela captação de água.
– Hidrólise.
– Reação exotérmica.
– Catalisada pela ação de enzimas.
Enzimas proteolíticas
• Classificação das peptidases:
– Exopeptidases.
• Hidrolisam uma ligação peptídica terminal.
• Aminopeptidases.
– Atividade influenciada pelo pH e temperatura.
• pH ótimo.
• Temperatura ótima.
• Podem desnaturar.
– “Quebram” ligações peptídicas.
– Secretadas por células intestinais.
– Dipeptidil-peptidases.
– Tripeptidil-peptidases.
• Carboxipeptidases.
– Secretadas pelo pâncreas.
– Peptidil-dipeptidase.
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Exopeptidases
Enzimas proteolíticas
• Classificação das peptidases:
– Endopeptidase.
• Atuam no interior da cadeia peptídica.
• A presença de grupos amino ou carboxila tem um efeito
negativo na atividade da enzima.
• Endopeptidases de vertebrados mais conhecidas.
– Pepsina.
– Tripsina.
Enzimas proteolíticas
• Pepsina.
– É secretado pelo estômago pelo estômago dos
vertebrados como um precursor inativo, o
pepsinogênio.
– Na presença de pH abaixo de 6,0, o pepsinogênio
é ativado por autocatálise, para formar a enzima
ativa pepsina.
Enzimas proteolíticas
• Pepsina.
– Hidrolisa especificamente as ligações peptídicas:
• Entre um aminoácido que transporta um grupo fenil
(tirosina ou fenilalanina).
• Entre um ácido dicarboxílico (ácido glutâmico ou
aspártico).
– Ação limitada.
– Grande capacidade de digerir colágeno.
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Pepsina
Enzimas proteolíticas
• Tripsina.
– É secretada pelo pâncreas na forma intativa, o
tripsinogênio.
– Sofre ativação
enteroquinase.
no
intestino
pela
enzima
– Sofre ação auto-catalítica.
Enzimas proteolíticas
Tripsina
• Tripsina.
– Age melhor em pH levemente alcalino, entre 7 e 9.
– Hidrolisa ligações peptídicas adjacentes a um
aminoácido básico.
• Lisina.
• Arginina.
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Enzimas proteolíticas
Conceito geral de digestão de
proteínas
• Animais monogástricos.
• Após a ação da pepsina e da tripsina, os
fragmentos menores tem sua hidrólise
completada pela ação das exopeptidases.
Conceito geral de digestão de
proteínas
• Animais monogástricos.
– Estômago.
• Glândulas gástricas secretam grandes quantidades de
ácido clorídrico (HCl).
• pH original de 0,8.
• Após misturar-se com o conteúdo gástrico e demais
secreções gástrica, atinge o pH 2-3.
– Boca.
• Trituram o alimento.
• Ação puramente mecânica.
• Ausência de peptidases.
Conceito geral de digestão de
proteínas
• Animais monogástricos.
– Estômago.
• Enzima = PEPSINA.
• Contribuição para o processo digestivo de proteínas de
aproximadamente 20%.
• Controle endócrino.
– Gastrina.
– Estimula a secreção de HCl.
– Estimulo direto pela pela presença de proteína no
estômago.
– Estímulo do nervo vago.
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Conceito geral de digestão de
proteínas
• Animais monogástricos.
– Intestino Delgado (Duodeno e jejuno).
• A maior parte da digestão das proteínas ocorre
principalmente na porção superior do intestino
delgado, no duodeno e no jejuno.
• Proteoses e peptonas.
• Secreção de bicarbonato pelo pâncreas (pH 7,0)
Conceito geral de digestão de
proteínas
• Animais monogástricos.
– Intestino Delgado (Duodeno).
• Secreções pancreáticas.
– Tanto a tripsina, quanto a quimiotripsina podem clivar as
moléculas de proteoses e peptonas em pequenos peptídios.
Conceito geral de digestão de
proteínas
• Animais monogástricos.
– Intestino Delgado (Duodeno).
• Secreções pancreáticas.
– Maior parte da digestão de proteínas.
– Principais enzimas pancreáticas proteolíticas.
» Tripsina.
» Quimiotripsina.
» Carboxipoli-peptidases.
Conceito geral de digestão de
proteínas
• Animais monogástricos.
– Intestino Delgado (Duodeno e jejuno).
• Digestão dos peptídeos pelas peptidases nas células
epiteliais que revestem as vilosidades do intestino.
– A digestão final é efetuada pelas células epiteliais que revestem
as vilosidades do intestino delgado.
– A seguir, as carboxipolipeptidasea clivam os aminoácidos
individuais.
– Células epiteliais possuem borda em escova, que possuem
múltiplas peptidases, com destaque especial para as
aminopeptidases.
– Apenas uma pequena percentagem é digerida até seus
aminoácidos constituintes, a maior parte permanece na forma
de dipeptídios, tripeptídios e até mesmo alguns peptídios
maiores.
– Os dipeptídios e tripeptídios são facilmente transportados através
para o interior da célula epitelial, onde praticamente todos os
dipeptídios e tripeptídios são digeridos até o estágio final de
aminoácidos.
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Conceito geral de digestão de
proteínas
• Animais monogástricos.
– Intestino Delgado (Duodeno e jejuno).
• Mais de 99 % dos produtos digestivos finais das proteínas
que são absorvidos consistem em aminoácidos individuais,
com rara absorção de peptídeos e absorção extremamente
rara de moléculas protéicas inteiras.
Conceito geral de digestão de
proteínas
• Animais monogástricos.
– Intestino Delgado (Duodeno e jejuno).
• CURIOSIDADE.
– Animais neonatos (48h) de algumas espécies
conseguem absorver moléculas protéicas inteiras.
• Controle hormonal e do nervo vago.
• 2/3 da absorção de aminoácidos, dipeptídeos e tripeptídeos
ocorre no intestino delgado proximal.
Conceito geral de digestão de
proteínas
Ruminantes
• Animais ruminantes.
– Possuem estômago dividido em 4 câmaras.
•
•
•
•
Rúmen.
Retículo.
Abomaso.
Omaso (Estômago verdadeiro).
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Conceito geral de digestão de
proteínas
• Animais ruminantes.
– As proteínas que entram no rúmen são
rapidamente degradadas pelos microorganismos,
até aminoácidos.
Conceito geral de digestão de
proteínas
• Animais ruminantes.
– As bactérias utilizam as proteínas para o seu
próprio metabolismo.
– Parte dos aminoácidos é utilizado na síntese
protéica bacteriana.
– Parte é degradada até amônia e esqueletos de
carbono (utilizados em processos fermentativos).
Gorilla gorilla
Conceito geral de digestão de
proteínas
• Animais ruminantes.
– Os protozoários do rúmen, suprem suas
necessidades, consumindo parte das bactérias.
– Mas então de onde os ruminantes obtém sua
nutrição protéica ???
Conceito geral de digestão de
proteínas
• Animais ruminantes.
– A proteína bacteriana é digerida no abomaso e no intestino de igual
forma que nos monogástricos.
– Os ruminantes também podem obter proteínas, a partir de compostos
nitrogenados não protéicos, como a uréia.
– Bactérias sintetizam a enzima urease, enzima que decompõem a uréia
em duas moléculas de amônia e liberam CO2.
• H2N-CO-NH2 + H2O = CO2 + 2NH4+
– 2NH4+ na presença de esqueletos de carbono, pode ser convertido em
aminoácidos pelas bactérias.
– Parte da amônia pode ser processada no fígado, através do ciclo da
amônia.
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Exercícios
• Definir desnaturação de uma proteína, indicando fatores que podem
resultar na mesma.
• Qual é a diferença de desnaturação para hidrólise protéica ?
• Porque variações no pH resultam na desnaturação de proteínas ?
• Porque o processo de degradação de proteínas pode ser chamado de
hidrólise protéica ?
• Como atuam as peptidases ?
• Diferencie endopeptidades de exopeptidases. Cite alguns exemplos.
• Discorra de maneira geral, a respeito da digestão de proteínas em
animais monogástricos, definindo as principais enzimas, sua região de
atuação e condições necessárias.
• Explique o processo pelo qual animais ruminantes obtêm os
aminoácidos necessários para sua nutrição.
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