Aminoácidos primários ou padrões

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1 Aminoácidos: subunidades formadoras das proteínas Proteínas da simples até a complexa Constituídas pelo mesmo conjunto de 20 aa ligados covalentemente Diferem em número, composição e seqüência Aminoácidos primários ou padrões Aminoácidos primários ou padrões 20 aa aa primários ou padrões São codificados pelo DNA utros aa derivam de modificações pós tradução dos aa padrões Aminoácidos primários ou padrões Chamados de α-aminoácidos C α N 3 (Cadeia Lateral) Aminoácidos primários ou padrões I- FÓMULA GEAL 2 N C Forma neutra 3 N Forma ionizada 1

2 Aminoácidos primários ou padrões II- Esterioisomeria - Isomeria ótica α-aminoácidos - Apresentam um centro quiral - Carbono assimétrico 3 N Aminoácidos primários ou padrões II- Esterioisomeria- Isomeria óptica α-aminoácidos - Têm estrutura espacial tetraédrica - Apresentam 2 configurações espaciais - Configurações D e L II- Esterioisomeria- Isomeria ótica C N 3 C N 3 3 N D-aa L-aa Enantiômeros/enantiomorfos/isômeros ópticos v Aminoácidos que compõem as proteínas são da série L v Apenas os aminoácidos L são biologicamente ativos estereoespecificidade das enzimas v Aminoácidos da série D aparecem em: Alguns antibióticos Peptídeos da parede celular de bactérias L- aminoácido -cadeia lateral é distinta para cada aa Classificação quanto a polaridade dos grupos 1- Aminoácidos apolares (9 aa) 2- Aminoácidos polares sem carga (6 aa) 3- Aminoácidos polares com carga (5 aa) Carregados negativamente (aa ácidos) Carregados positivamente (aa básicos) 2

3 Classificação quanto a polaridade dos grupos 1- Aminoácidos apolares (9 aa) GLICINA ALANINA VALINA LEUCINA ISLEUCINA FENILALANINA TIPTFAN METININA PLINA 1- Aminoácidos apolares (9 aa) Nome Abrev/simb Grupo Glicina Gly G - Alanina Ala A -C 3 (metil) Valina Val V -C-C 3 (isopropil) C 3 1- Aminoácidos apolares ( 9 aa) Nome Abrev/simb Grupo 1- Aminoácidos apolares ( 9 aa) Nome Abrev/simb Grupo Leucina Leu L C-C 3 (isobutil) Fenilalanina Phe F - - (Benzil) C 3 Isoleucina Ile I C-C 3 (secbutil) C 3 Triptofano Trp W N (Metil indol) 1- Aminoácidos apolares ( 9 aa) Nome Abrev/simb Grupo Metionina Met M Prolina Pro P 3 C-S- - (Metil etil tiol) 2 N C 2 C (Trimetileno) Grupo apolar Glicina Alanina Leucina Metionina Grupo apolar Fenilalanina Prolina Valina Isoleucina Triptofano 3

4 1- Aminoácidos apolares ( 9 aa) São aminoácidos hidrofóbicos Classificação quanto a polaridade dos grupos Proteínas em meio aquoso Cadeias laterais agrupam no interior da proteína (interações hidrofóbicas) Contribuem para a forma tridimensional da proteína 2- Aminoácidos polares sem carga (6 aa) - SEINA - TENINA - TISINA - CISTEÍNA - ASPAAGINA - GLUTAMINA 2- Aminoácidos polares sem carga (6 aa) Nome Abrev/simb Grupo Serina Ser S Treonina Thr T Tirosina Tyr Y - (hidroximetil) - - (hidroxietil) - - (hidroxibenzil) 2- Aminoácidos polares sem carga (6 aa) Nome Abrev/simb Grupo Cisteína Cys C Asparagina Asn N Glutamina Gln Q - -S (metil tiol) - -C N 2 (etanamida) - - -C N (propanamida) 2 Grupo polares sem carga 2- Aminoácidos polares sem carga (6 aa) Formam interações por pontes de hidrogênio (na cadeia proteica; F,, N, S) Serina Treonina Cisteína Cadeia lateral da Ser, Thr e Tyr ponto de adesão de outros compostos como: Fosfato e carboidratos simples ou complexos Tirosina Asparagina Glutamina Substratos no caso de proteínas enzimáticas 4

5 2- Aminoácidos polares sem carga Grupo amida da Asn e hidroxila da Ser e Thr são sítios de adesão de oligossacarídios em glicoproteínas 2- Aminoácidos polares sem carga S Cisteína 2 S Cisteína 2 moléculas de Cys (cisteína) podem formar a cistina - dímero contendo pontes de dissulfeto S Cistina S Classificação quanto a polaridade dos grupos 3- Aminoácidos polares com carga (5 aa) Carregados negativamente (aa ácidos): ASPATAT E GLUTAMAT 3- Aminoácidos polares com carga (5aa) a- Carregados negativamente (aa ácidos) Nome Abrev/simb Grupo Asp D - -C - (etanoato) Aspartato (Ácido aspártico) Carregados positivamente (aa básicos): LISINA, AGININA E ISTIDINA Glutamato (Ácido glutâmico) Glu E - - -C (propanoato) - Aminoácidos ácidos Grupo - polares carregados negativamente grupo carboxila da cadeia lateral é DAD de prótons Aspartato e glutamato Aspartato Glutamato Nas proteínas participam das interações iônicas e pontes de hidrogênio 5

6 3- Aminoácidos polares com carga (5aa) b- Carregados positivamente (aa básicos) Nome Abrev/simb Grupo Lisina Lys K -( ) 4 -N 3 (butanamina) Arginina Arg -( ) 3 -N-C-N 2 N (propil guanidina) 3- Aminoácidos polares com carga (5aa) b- Carregados positivamente (aa básicos) Nome Abrev/simb Grupo istidina is C C N N C (Metil imidazol) Aminoácidos básicos Grupo - polares carregados positivamente grupo amino da cadeia lateral é ECEPT de prótons Lisina Arginina istidina Nas proteínas participam das interações iônicas e pontes de hidrogênio Glicina A P P P- P A P- P A P A A P A A P P A P A 6

7 IV-Aminoácidos diferentes dos padrões 1-AMINÁCIDS ESPECIAIS Estão presentes em alguns tipos de proteínas especiais Derivados de um dos 20 aminoácidos padrão através de reações pós tradução da proteína 1-AMINÁCIDS ESPECIAIS 4-IDXIPLINA E 5-IDXILISINA - presentes no colágeno - proteína fibrosa do tecido conjuntivo. 3 N 2 N C 2 C C 2 C - C C 2 N 3 4-hidroxiprolina 5-hidroxilisina 1-AMINÁCIDS ESPECIAIS γ-cabxiglutâmic presente na trombina =C C - C= Protrombina - Vit K Ca Trombina 2 Glutamato Carboxiglutâmico Ác. glutâmico Fibrinogênio Fibrina 1-AMINÁCIDS ESPECIAIS DESMSINA- derivada da condensação de 4 resíduos de Lys -presente na elastina-proteína fibrosa do tecido elástico Lys Desmosina Lys C-C-N ( ) 3 =C C C C= C- - - C - - -C C C N N N ( ) 4 C-C-N Lys Lys 1-AMINÁCIDS ESPECIAIS 6-N-METIL LISINA- presente na miosina - proteína filamentosa do tecido muscular 3 C- N 2 7

8 2-AMINÁCIDS LIVES Existem cerca de 300 aminoácidos livres Não compõem proteínas Têm função biológica definida correm na forma livre ou combinados 2-AMINÁCIDS LIVES ÁCID γ-aminbutíic (GABA) - agente químico da transmissão dos impulsos nervosos β-alanina -componente da CoA que é essencial para o metabolismo de C e lipídios NITINA E CITULINA - intermediários do ciclo da uréia Coenzima A (CoA) Ácido rnitina Ácido γ-aminobutírico Ácido pantotênico Coenzima A Citrulina s aminoácidos são precursores de: Neurotransmissores ormônios Antibióticos Coenzimas Agentes edutores Aminas Biológicas V- IMPTÂNCIA DS AMINÁCIDS Phe e Tyr: adrenalina, hormônios T 3 e T 4 e melanina Trp: Nicotinamida (Vitamina B 3 ) NAD e NADP, síntese de serotonina 8

9 V-IMPTÂNCIA DS AMINÁCIDS C FENILALANINA C TISINA hidroxilase hidroxilase C DIIDXIFENILALANINA (DPA) 3 C N 2 ADENALINA (EPINEFINA) metil transferase C descaboxilase 2 DPAMINA V-IMPTÂNCIA DS AMINÁCIDS C C C 2 2 N hidroxilase TIPTFAN N descarboxilase N SETNINA (5-hidroxi triptamina) V- IMPTÂNCIA DS AMINÁCIDS V- IMPTÂNCIA DS AMINÁCIDS Gly: Ser: Porfirinas (constituintes dos grupos hemo das hemoproteínas) Esfingosina (componente de lipídiosesfingolipídios) Pro: Está presente no esmalte e dá resistência ao dente. Glu: is: GABA (ácido gama-aminobutírico) istamina VI-PPIEDADES DS AMINÁCIDS Propriedades dos aa são importantes para o entendimento das propriedades físicoquímicas das proteínas. VI-PPIEDADES DS AMINÁCIDS 1- São substâncias anfóteras em solução aquosa 2- Apresentam estágios de ionização em função do p 3- Apresentam um zwitterion e ponto isoelétrico (pi) 4- Apresentam curvas de titulação características 5- Têm função tamponante 9

10 VI-PPIEDADES DS AMINÁCIDS 1- s aminoácidos são substâncias anfóteras em solução aquosa Têm caráter ácido-base em meio aquoso Ácidos - substâncias doadoras de prótons Bases - substâncias receptoras de prótons VI-PPIEDADES DS AMINÁCIDS 1- s aminoácidos são substâncias anfóteras em solução aquosa - C - Ácido (doador de prótons) C - 2 N Ácido 2 N 2 N 2 2 VI-PPIEDADES DS AMINÁCIDS 1- s aminoácidos são substâncias anfóteras em solução aquosa - C Base (receptor de prótons) C VI-PPIEDADES DS AMINÁCIDS 2- s aminoácidos apresentam estágios de ionização em função do p A carga líquida do aminoácido varia em função do p 2 N C Base C p muito ácido aa tem carga p muito básico aa apresenta carga - p alcalino carga 1 p ácido VI-PPIEDADES DS AMINÁCIDS Alanina aa apolar apresenta 2 estágios de ionização (pk 1 = 2,34 e pk 2 =9,69) Valores de pk dos aas Lehninger pk 1 = 2,34 1 a ionização ionização do grupo carboxila pk 2 = 9,69 2 a ionização ionização do grupo amino 10

11 ESTÁGIS DE INIZAÇÃ DA ALANINA C pk 1 =2,34 C 3 Carga líquida 1 p -espécie total/e protonada Espécie I p<2,34 C 3 Carga 0 Espécie II 2,34<p<9,69 pk 2 =9,69 2 N C 3 Carga -1 p -espécie total/e desprotonada Espécie III p>9,69 3- s aminoácidos apresentam um Zwitterion e ponto isoelétrico (pi) Zwitterion espécie iônica cuja carga líquida é zero C 3 carga=0 Zwitterion - é eletricamente neutro PNT ISELÉTIC DS AMINÁCIDS PNT ISELÉTIC DS AMINÁCIDS Ponto isoelétrico (pi) é o p no qual a espécie iônica predominante é o zwitterion Alanina pi= 2,34 9,69 =6,015 2 É o p onde a carga líquida da espécie iônica é zero pi é a média aritmética dos pks adjacentes ao zwitterion p<pi aminoácidos têm carga líquida p=pi aminoácidos não têm carga líquida p>pi aminoácidos têm carga líquida - Aspartato aa ácido apresenta 3 estágios de ionização pk 1 = 1,88 1 a ionização ionização do grupo carboxila pk = 3,65 2 a ionização ionização do grupo carboxila da cadeia lateral () pk 2 = 9,60 3 a ionização ionização do grupo amino ESTÁGIS DE INIZAÇÃ D ASPATAT C pk 1 =1,88 pk =3,65 C C Espécie I Espécie II Espécie III carga 1 carga 0 carga -1 Zwitterion pk 2 =9,60 2 N Espécie IV carga -2 11

12 INIZAÇÃ D ASPATAT Espécie I presente em p<1,88 Espécie II presente em 1,88<p<3,65 Espécie III presente em 3,65<p<9,60 Espécie IV presente em p>9,60 4- s aminoácidos apresentam curvas de titulação características É o gráfico da variação de p em função da [ - ] adicionada Cada aminoácido tem uma curva de titulação CUVA DE TITULAÇÃ DS AMINÁCIDS Levantamento da curva de titulação do aminoácido: CUVA DE TITULAÇÃ DS AMINÁCIDS Solução básica Consiste em adicionar gradativamente concentrações conhecidas de base a uma solução ácida do aa Ao mesmo tempo é registrado o p C -C- Moléculas de aminoácido em solução ácida (p muito baixo) ALANINA C pk 1 =2,34 C 3 Espécie I Carga 1 C 3 Espécie II Carga 0 Zwitterion pk 2 =9,69 2 N C 3 Espécie III Carga -1 CUVA DE TITULAÇÃ DS AMINÁCIDS p Aminoácidos apolares (αn 3 ) pk 2 Espécie III Espécie II (αc) pk 1 Espécie I [ ] de - 12

13 ASPATAT C pk 1 =1,88 C Espécie I carga 1 pk =3,65 C Espécie II Espécie III carga 0 carga -1 Zwitterion pk 2 =9,60 2 N C Espécie IV 2 carga -2 CUVA DE TITULAÇÃ DS AMINÁCIDS Aminoácidos polares p (αn 3 ) Cadeia (αc) pk 2 pk pk 1 Espécie IV Espécie III Espécie II Espécie I [ ] de - 5- s aminoácidos têm função tamponante s aas têm efeito tamponante em vários intervalos de p A atividade tamponante é exercida nos valores de pk Nos valores de pk tem-se uma espécie doadora e uma receptora de prótons TAMPÕES BILÓGICS Tampões são substâncias que impedem variações bruscas de p no meio biológico s principais tampões biológicos são: Tampão bicarbonato Tampão fosfato Proteínas: efeitos discretos no p fisiológico TAMPÃ BICABNAT epresentação: 2 C 3 / C 3 - principal tampão do plasma sangüíneo - atua junto com a hemoglobina principal tampão da saliva estimulada C C 3 C 3 - TAMPÃ BICABNAT C C 3 C - 3 Ácido carbônico Bicarbonato Adição de base no meio 2 C 3-2 C - 3 (substância neutra) Adição de ácido no meio C C 3 C - 3 (Substâncias neutras) 13

14 TAMPÃ FSFAT epresentação: 2 P 4 - / P 4 2- A baixa concentração plasmática torna sua eficiência reduzida Intracelularmente sua concentração é maior e sua eficiência é considerável principal tampão da saliva não estimulada 2 P 4 - P 4 2- TAMPÃ FSFAT Fosfato diácido Fosfato monoácido 2 P 4 - P 4 2- Adição de base no meio - 2 (substância neutra) Adição de ácido no meio 2 P - 4 P 2-4 UTS AGENTES TAMPNANTES Peptídeos, proteínas e amônia Peptídeos e proteínas podem atuar como tampões: possuem cadeias laterais que podem atuar como ácidos ou bases (ação é discreta) Amônia N 3 N 4 São polímeros contendo de 2 até milhares de resíduos de aa 2 aa- dipeptídeos 3 aa- tripeptídeos 4 aa- tetrapeptídeos 2 a 10 aa - oligopeptídeos 11 aa- polipeptídeos 100 aa- proteínas corrência: Biológica natural esultante da hidrólise parcial de proteínas 14

15 LIGAÇÃ PEPTÍDICA Associação de 2 moléculas de aa unidas covalentemente é chamada ligação peptídica. esulta da reação de condensação entre o grupo carboxila de um aminoácido e o grupo amino do aminoácido vizinho LIGAÇÃ PEPTÍDICA 2 N C C -N 2 2 N C C N C C C C Ligação peptídica planar e rígida Peptídeos e proteínas apresentam grupo amino livre (aminoterminal) e carboxila livre (carboxiterminal) 2 N C C N Aminoterminal (N- terminal) C C N C C Carboxiterminal (C terminal) Aminoterminal carboxiterminal Ala-Gly-Ser-Glu Nomenclatura: alanil-glicil-seril-glutâmico Asp-Lys-Tyr-Thr Nomenclatura: Aspartil-lisil-tirosil-treonina Desempenham funções biológicas importantes tais como: I- MÔNIS Polipeptídeos pequenos que atuam como mensageiros químicos intracelular ormônios Agentes redutores Agentes oxidantes Antibióticos 15

16 INSULINA- 2 cadeias com 30 e 21 aa unidas por 2 pontes de dissulfeto Promove o transporte de glicose para o interior da célula: diminui a [ ] de glicose no sangue Estrutura covalente da Insulina GLUCAGN- ormônio pancreático com 29 resíduos de aa ormônio que ativa a liberação de glicose para fora da célula: -aumenta a concentração de glicose no sangue CITCINA- ormônio secretado pela hipófise - oligopeptídeo com 9 resíduos de aa Estimula as contrações uterinas durante o parto Estimula o fluxo de leite durante a lactação CITCINA -Cys-Tyr-Ile S Gln S Cys- Asn Pro-Leu-Gly-C N 3 VASPESSINA -ormônio da hipófise - oligopeptídeo com 9 resíduos de aa Aumenta a pressão sanguínea Aumenta a reabsorção de água pelo rim 16

17 VASPESSINA -Cys-Tyr-Phe S S Gln Cys- Asn Pro-Arg-Gly-C N 3 BADICININA ormônio contendo 9 resíduos de aa Vasodilatador: aumenta a permeabilidade dos vasos sanguíneos Inibe a inflamação dos tecidos Mediador da dor II- AGENTES EDUTES ENCEFALINAS ormônios que se ligam a receptores específicos de determinadas células do cérebro e induzem a analgesia Analgésicos de ocorrência natural Leucina encefalina Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu Metionina encefalina Tyr-Gly-Gly-Phe-Met GLUTATINA Tripeptídeo contendo γ-glu-cys-gly Nomenclatura: γ-glutamil-cisteinil-glicina Está envolvida no transporte de aa através da membrana celular GLUTATINA esponsável pela integridade de membranas celulares Integridade da membrana do eritrócito Manutenção do átomo de ferro da hemoglobina no estado 2 GLUTATINA Pode ocorrer conjugada a drogas, toxinas e solventes para torná-las mais solúveis - atua no processo de desintoxicação Agente redutor (importante antioxidante) Protege os radicais -S de proteínas Degradação do peróxido de hidrogênio 17

18 GLUTATINA Glu- Cys- Gly S G-S Glutationa reduzida Glu- Cys- Gly S Glu- Cys- Gly S G-S-S-G Glutationa oxidada Degradação do peróxido de hidrogênio 2GS 2 2 GS-SG 2 2 III- ANTIBIÓTICS GAMICIDINA S e TICIDINA A Antibióticos produzidos por bactérias São decapeptídeos cíclicos contendo aa da série D e L utros antibióticos: vancomicina, bacitracina A, polimixina B, streptograminas ANTIBIÓTICS L-Val-L-rn-L-Leu-D-Phe-L-Pro Gramicidina S L-Pro-L-Phe-L-Leu-D-rn-L-Val L-Val-L-rn-L-Leu-D-Phe-L-Pro Tirocidina A L-Tyr-L-Glu-L-Asp-D-Phe-L-Phe "Não que sejamos capazes, por nós, de pensar alguma coisa, como de nós mesmos; mas a nossa capacidade vem de Deus." (II Coríntios 3:5) 18