Material de apoio para o Ludo Simulado Bioquímica

8/13/2019 Material de apoio para o Ludo Simulado Bioqumica

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Aminocidos eProtenas

Elisabeth PizoniUFSCAR

PROF ELSON LONGO

Estudos sobremolculas orgnicas


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Parte 1Aminocidos e Peptdeos


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AminocidosAlfa

So substncias em que

possuem um grupo amina(NH2, bsico) e umgrupo carboxila (CO2H,cido) ligados ao mesmocarbono (carbono alfa)

arranjo tetradrico

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tomo de carbono alfa de todos os aminocidos(exceto glicina) so centros de quiralidade e apresentamconfigurao relativa ao L-gliceraldedo

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Classificao Qumica

1) Apenas 20 aminocidos contribuem para a composio qumicadas protenas

2) De acordo com a polaridade e presena de grupos ionizveis da

cadeia lateral em (R) :

A- Apolares e alifticos: glicina, alanina, prolina, valina, leucina,isoleucina e metionina

B- Aromticos:fenilalanina, tirosina e triptofano

C- Polares no-carregados: serina, treonina, cistena, asparagina eglutamina

D- Carregados positivamente (pH = 7):lisina, arginina e histidinaE- Carregados negativamente (pH=7):aspartato e glutamato

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glicina(Gly) alanina(Ala) prolina(Pro)

leucina(Leu)

isoleucina(Iso) metionina

(Met)

valina(Val)

Aminocidos Apolarese Alifticos

Hidrofobicidade

GlyliberdadeconformacionalProrestrio

conformacional

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Aminocidos Aromticos

fenilalanina(Phe)

tirosina(Tyr) triptofano

(Trp)

Absorvem luz na regio doultravioleta

ESPECTROFOTOMETRIA

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serina

(Ser) treonina(Thr)

cistena(Cys)

asparagina(Asn) glutamina

(Gln)

Aminocidos PolaresNo-Carregados

Formao de ligaes dehidrognio

Grupos reativos(nucleoflicos)

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Aminocidos CarregadosPositivamente

histidina(His)lisina(Lys)

arginina(Arg)

Aminocidos Bsicos9


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Aminocidos CarregadosNegativamente

Aminocidos cidos

aspartato

(Asp) glutamato(Glu)

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Propriedades AnfotricasTodos os aminocidos alfa podem agir com cidos e bases

em solues aquosasso anfteros (ou anfteros)

formano-inica

formazwitterinica

zwitterioncomo cido

zwitterion

como base 11


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Ponto Isoeltrico

o pH no qual o aminocido(peptdeo ou protena)

apresenta carga lquida nula

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Valores dePonto Isoeltrico

AMINOCIDO pK1(CO2H)

pK2(NH3

+)pI

VALINA (Val)(R apolar)

2,32 9,62 5,97

FENILALANINA (Phe)(R aromtico) 1,83 9,13 5,48

GLUTAMINA (Gln)(R polar)

2,17 9,13 5,65

HISTIDINA (Hys)(R positivo)

1,82 9,17 7,59

ASPARTATO (Asp)(R negativo)

1,88 9,60 2,77

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Peptdeos

So dois ou mais aminocidos unidos covalentemente por umaligao peptdica (ligao amida)

So consideradas polipeptdeos, as cadeias polipeptdicas que

apresentarem massa molecular inferiores 10.000 Da (10 kDa) 14


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So consideradas polipeptdeos, as cadeias polipeptdicas que apresentarem massa molecularinferiores 10.000 Da (10 kDa ou 10 u).

Polipeptdeos com massas superiores a 10 kDa so consideradas PROTENAS

Cadeias Polipeptdicas

+H3NN

N

O

O

O

N

N

N

N

O

O

O

N

HN-O2C

O

O

H

(CH2)4

NH3+

H

CH3

CH2

OH

CH2

CO2-

H

HH

H

H

CH2

SH(CH2)3 N

HN

NH2

H

H

H

H

Gly

Lys

Ala

Ser

Arg

Gly

Asp

Cys

Gly

(Aminoterminal)-Gly-Lys-Ala-Ser-Arg-Gly-Asp-Cys-Gly-(Carboxiterminal)

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Parte 2Protenas


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PROTENAS

Macromolcula composta por uma ou mais cadeias polipetdicas,cada uma com uma sequncia caracterstica de aminocidos unidos

por ligaes peptdicas

PROTENAMASSA

MOLECULAR

(kDa)

NMERO DECADEIAS

POLIPEPTDICAS

NMERO DERESDUOS

citocromo c(humano)

12,4 1 104

mioglobina(corao de equinos)

16,7 1 153

hemoglobina(humana) 64,5 4 574

glutamina sintetase(E. coli)

619 12 5.628

titina(humana)

2.993 1 26.926

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Classificao quanto Funo Biolgica

FUNO EXEMPLO

ESTRUTURAL ELASTINA elasticidade da pele

MOTORA ACTINA contrao muscular

TRANSPORTADORA HEMOGLOBINA transporte de O2e CO2

HORMONAL HORMNIO DO CRESCIMENTO HUMANO (GH)

PROTETORA IMUNOGLOBULINAS (anticorpos) defesa contramicrorganismos

REGULATRIA PROTENAS DE REGULAO DA

EXPRESSO GENTICAARMAZENAMENTO FERRITINA armazenamento de ferro

CATALTICA ENZIMAS catalase, DNA polimerase, quimotripsina

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NVEIS DE ORGANIZAO

ESTRUTURAL

estruturaprimria

estruturasecundria

estruturaterciria

estruturaquaternria

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Estrutura Primria

Descreve todas as ligaes covalentes que conectam os resduos deaminocidos em uma cadeia polipeptdica (ligao peptdica)

SEQUNCIA LINEAR DE RESDUOS DE AMINOCIDOS

(NH3+)-Gly-Lys-Ala-Ser-Arg-Gly-Asp-Cys-Gly-(CO2-)

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apresenta elevado carter de ligao dupla, conferindo planaridadeae rigidez cadeia polipeptdica


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Origem Cadeia A Cadeia B

8 9 10 30

Humana Thr Ser Ile Thr

Bovina Ala Ser Val Ala

Suna Thr Ser Ile Ala

Ovina Ala Gly Val Ala

Insulina (51 aminocidos)

Hemoglobina (574 aminocidos)5 6 7

HemoglobinaA (normal)

Pro Glu Glu

HemoglobinaS (falciforme)

Pro Val Glu

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A- PROTENAS SIMPLESContm somente resduos de aminocidos.

Ex. quimotripsina e ribonuclease A

B- PROTENAS CONJUGADASApresentam resduos de aminocidos permanentemente ligados aoutros constituintes qumicos no-aminocidos, por meio de uma

ligao covalente ou retrodoao (metais)

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Classificao quanto Composio Qumica


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CLASSE GRUPOPROSTTICO Exemplo

lipoprotenas lipdeos 1-lipoprotenasangunea

glicoprotenas carboidratos imunoglobulina G

fosfoprotenas fosfato casena do leite

hemeprotenas heme(porfirina frrica)

hemoglobina

flavoprotenas nucleotdeos deflavina

succinato-desidrogenase

metaloprotenas Metais

(Fe, Zn, Ca, Mo, Cu)

ferritina

Protenas Conjugadas eGrupos Prostticos

23grupo heme


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Hlice Alfa

3,6 resduos

0,54 nm


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albumina sricaHomo sapiens

PDB ID 1AO6

citocromo b1Escherichia coli

PDB ID 1BCF

glicoamilaseAspergillus awamori

PDB ID 1GAI

Ocorrncias deHlice Alfa


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Folha Beta Pregueada

0,70 nm 0,65 nm

ANTIPARALELA PARALELA


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UDP-N-acetilglicosamina-aciltransferaseEscherichia coli

PDB ID 1LXA

colagenase-3Homo sapiens

PDB ID 1PEX

CD8Homo sapiens

PDB ID 1CD8

Ocorrncias deConformao Beta


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Proporo aproximadade hlices e conformaes

PROTENANmerototal deresduos

de aa

Hlice (%)

Conformao (%)

TOTAL

quimotripsina 247 15 45 60ribonuclease 124 26 35 61

carboxipeptidase 307 38 17 55

citocromo c 104 39 zero 39

lisozima 129 40 12 62

mioglobina 153 78 zero 78


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Motivos EstruturaisEstruturas Supersecundrias

Trata-se de um padro de dobramento identificvelenvolvendo dois ou mais elementos de estrutura secundria

(geralmente hlice e folha ) e suas conexes (volta )

ala -- barril


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Domnios

uma parte da cadeia polipeptdica, a qual independentemente estvel

Pode se movimentar como uma identidade isolada emrelao ao restante da cadeia polipeptdica

cido graxo sintase

PDB ID 2CF2


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Descreve todos os aspectos dodobramento tridimensional de um

polipeptdeo

Engloba o arranjo tridimensionalde todos os tomos da protena,incluindo as cadeias laterais dos

aminocidos e os gruposprostticos (se houver)

Interaes entre aminocidos emdiferentes estruturas secundrias

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Estrutura Terciria

mioglobina153 resduos de aminocidos +

grupo heme

grupo heme


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O

H

OH

Ser

Phe

NH3+

O

O-

Lys

AspO

O -

O

O -

Zn2+

Asp

Asp

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ligaesde hidrognio

interaeseletrostticas

coordenao deons metlicos

s

s

Cys

Cys

ligaesdissulfeto

Leu

Phe

interaeshidrofbicas


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Determinao daEstrutura Terciria

Difraode Raios-X

(DRX)

RessonnciaMagntica

Nuclear(RMN)

folha (40-43,47-50)

hlice D(105-109)

hlice B(23-34)

hlice A(5-11)

hlice C(86-99)

C

N

-lactalbumina


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Descreve a organizao espacial de subunidades polipeptdicas emuma protena multissubunidades

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Estrutura Quaternria

grupo heme

hemoglobinaApresenta quatro subunidades

polipeptdicas:Duas Subunidades Alfa

141 resduos de aminocidos +grupo heme

Duas Subunidades Beta146 resduos de aminocidos +

grupo heme

Subunidades esto unidas porinteraes fracas


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A- PROTENAS FIBROSASCadeias polipeptdicas arranjadas em longos filamentos ou folhasSo formadas por elementos de estrutura secundria repetitivos

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Classificao quanto Forma

N+

CO2-

HH

HO

TRIPLA HLICE DE COLGENOTrs cadeias polipeptdicas contendo

XProGly ou XHypGly

hidroxiprolina (Hyp)


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B- PROTENAS GLOBULARESCadeias polipeptdicas dobradas em uma forma

esfrica ou globularGeralmente contm inmeros tipos de estrutura secundria

Ex. enzimas em geral

aspartato-transcarbamoilase

PDB ID 2AT2


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A- MonomricasUma nica subunidade polipeptdica (ex. mioglobina)

B- OligomricasPoucas subunidades polipeptdicas (ex. hemoglobina)

C- MultimricasDezenas de subunidades polipeptdicas (ex. capsdeos virais)

Classificao segundo o

Nmero de Subunidades

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capsdeo esfricodo poliovrus(poliomelite)

capsdeo na forma debasto do vrus domosaico do tabaco


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Desnaturao

Perda da estrutura secundria, terciria equaternria de uma protena, sendo ocasionada

por um agente qumico ou fsicoNo ocorrem alteraes na estrutura primria

nativa desnaturada


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AGENTEDESNATURANTE LIGAES OU INTERAESAFETADAS

calor ligaes de hidrognio

urea (6,0 mol.L-1) ligaes de hidrognio

substncias anfiflicas interaes hidrofbica

cidos ou bases Interaes on-onligaes de hidrognio

sais interaes on-on

agentes redutores(ex. mercaptoetanol)

ligaes dissulfeto

metais pesadosPb2+, Hg2+, Cd2+

ligaes dissulfeto

etanol camadas de hidratao


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