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). 1 10/02/2012 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. 2 10/02/2012 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. 3 10/02/2012 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. 4 10/02/2012 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. 5 10/02/2012 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. 6 10/02/2012 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). 7 10/02/2012 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. 8 10/02/2012 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. 9