Química Orgânica 4a Edição

Paula Yurkanis Bruice

Capítulo 23

Aminoácidos, peptídeos e proteínas

Irene LeeCase Western Reserve

UniversityCleveland, OH

©2004, Prentice Hall

• Peptídeos e proteínas são polímeros de aminoácidos unidos por ligações amida.

Aminoácidos de cadeia alifática

+H3N CH C

H

O-

O

+H3N CH C

CH3

O-

O

+H3N CH C

CH

O-

O

CH3

CH3

+H3N CH C

CH2

O-

O

CH CH3

CH3

+H3N CH C

CH

O-

O

CH3

CH2

CH3

glicina alanina

valina leucina isoleucina

Aminoácidos que contêm hidroxila

Aminoácidos que contêm enxofre

+H3N CH C

CH

O-

O

OH

CH3

+H3N CH C

CH2

O-

O

OH

serina treonina

+H3N CH C

CH2

O-

O

SH

+H3N CH C

CH2

O-

O

CH2

S

CH3cisteína metionina

Aminoácidos ácidos

Amidas de aminoácidos ácidos

+H3N CH C

CH2

O-

O

C

O-

O

+H3N CH C

CH2

O-

O

CH2

C

O-

Oácido aspárticoácido glutâmico

+H3N CH C

CH2

O-

O

CH2

C

NH2

O

+H3N CH C

CH2

O-

O

C

NH2

O

asparagina glutamina

Aminoácidos básicos

+H3N CH C

CH2

O-

O

CH2

CH2

CH2

NH3+

+H3N CH C

CH2

O-

O

CH2

CH2

NH

C

NH2

NH2+

lisina arginina

Aminoácidos que contêm um benzeno

+H3N CH C

CH2

O-

O

+H3N CH C

CH2

O-

O

OH

fenilalanina tirosina

Aminoácidos heterocíclicos

+H2N

C O-

O

+H3N CH C

CH2

O-

O

N

NH

+H3N CH C

CH2

O-

O

HN

prolina histidina triptofano

Configuração de aminoácidos

Propriedades ácido-base de aminoácidos

• Um aminoácido nunca pode existir como uma substância não carregada.

• Alguns aminoácidos têm hidrogênios ionizáveis emsuas cadeias laterais.

• O ponto isoelétrico (pI) de um aminoácido é o pH noqual não há carga líquida.

• O pI de um aminoácido que tem uma cadeia lateral ionizável é a média dos valores de pKa dos grupos

similarmente ionizantes.

• Uma mistura de aminoácidos pode ser separada por eletroforese com base em seus valores de pI.

• Ninhidrina é usada para detectar aminoácidos individuais.

• Uma mistura de aminoácidos pode também ser separada com base em suas polaridades.

• Cromatografia de troca iônica pode ser usada parafazer a separação preparativa de aminoácidos.

• Resinas carregadas negativamente se ligam seletivamente a aminoácidos carregados positivamente.

• Cátions ligam-se mais fortemente a resinas de troca catiônica.

• Ânions ligam-se mais fortemente a resinas de troca aniônica.

• Um analisador de aminoácidos é um instrumento que automatiza a cromatografia de troca iônica.

Cromatografia de troca iônica

Resolução de misturas racêmicas de aminoácidos

Formação de um peptídeo

Ligação peptídica

Formação de ligações dissulfeto

• Dissulfetos podem ser reduzidos a tióis.

• A ponte dissulfeto contribui para a forma global de uma proteína.

• Uma vez que aminoácidos têm dois grupos funcionais, surge um problema quando se tenta fazer uma determinada ligação peptídica.

Estratégia de síntese de uma ligação peptídica específica

User

P. 393. Faltam elementos. Verif. orig. e corrigir.

• Aminoácidos podem ser adicionados à extremidade C-terminal crescente pela repetição destas duas etapas.

• Quando o número desejado de aminoácidos tiver sido adicionado à cadeia, o grupo protetor no aminoácido N-terminal é removido.

Uma estratégia melhorada de síntese de peptídeos

• A primeira etapa na determinação da seqüência de aminoácidos, em um peptídeo ou uma proteína, é reduzir quaisquer ligações dissulfeto.

• A próxima etapa é determinar o número e tipos de aminoácidos no peptídeo ou na proteína.

proteína aminoácidosHCl 6 N

100°C24 h

• O aminoácido N-terminal de um peptídeo ou proteínapode também ser determinado pela degradação de Edman.

• Um determinado PTH-aminoácido pode ser identificado por cromatografia usando padrões conhecidos.

• O aminoácido C-terminal do peptídeo ou da proteína pode ser identificado pelo tratamento da proteína com a carboxi-peptidase.

• O brometo de cianogênio hidrolisa a ligação amida no lado C de um resíduo de metionina.

User

P. 401. HCL no orig. em vez de H+. Verif.

Estrutura secundária de proteínas

• A estrutura secundária descreve a conformação dos segmentos do esqueleto da cadeia peptídica ou protéica.• Três fatores determinam a escolha da estrutura secundária:

• Planaridade regional ao redor de cada ligação peptídica.

• Maximização do número de grupos peptídicos que participam na ligação hidrogênio.

• Separação adequada entre grupos R muito próximos.

• A -hélice é estabilizada por ligações hidrogênio.

• Prolinas são hélices quebradoras.

Dois tipos de folha pregueada β

• A maioria das proteínas globulares têm conformações espiraladas.

• A estrutura terciária de uma proteína é o arranjo tridimensional de todos os átomos na proteína.

• As interações estabilizantes incluem ligações hidrogênio, interações eletrostáticas e interações hidrofóbicas.

• A estrutura terciária é definida pela estrutura primária.

• Ligações dissulfeto são as únicas ligações covalentes que podem se formar quando uma proteína se dobra.

• Proteínas que têm mais de uma cadeia peptídica são denominadas oligômeros.