Profº Lásaro Henrique
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.
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.
Embora sejam inúmeras, todas as proteínas são formadas por apenas 20 aminoácidos. Todos os aminoácidos tem um carbono (chamado carbono-α) ligado a um grupo amino e a um grupo carboxila. Glicina Valina Histidina Novalina Alanina TirosinaLeucina Serina metionina Cisteína Lisina Ac. Amino Triptofano Fenilalanina Butírico homocisteína Asparigina Glutamina Argenina Ac. Glutâmico Ac. Aspártico
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. HOOC R O R C C NH 2 C N H HO H H H R O R C C NH 2 HOOC C N H H H Ligação Peptídica HOH Através destas ligações, os aminoácidos formam cadeias longas. A maioria das proteínas tem mais de 200 aminoácidos.
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.
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.
Em geral, estas ligações forçam a proteína a assumir uma forma helicoidal. α-hélice A forma mais comum, é Outras estruturas são: As chamado de α hélice. β-sheets, onde uma cadeia interage paralelamente com outra. E as "Turns que são responsáveis pela reversão da direção da β-sheets cadeia. Os sítios de reconhecimento dos anticorpos são, freqüentemente, encontrados nos turns ou Turns próximos deles.
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.
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.
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.
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).
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.
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
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.
A seqüência dos aminoácidos na proteína é determinado geneticamente a partir da seqüência dos nucleotídeos no DNA celular. Proteínas 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.
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.