Aminoácidos, Peptídeos e Proteínas (Aula 4, parte 1)

Introdução às Proteínas

Visão Geral da Seção: Nesta seção, vamos começar a estudar as proteínas como uma classe de biomoléculas. Veremos os constituintes básicos das proteínas, que são os aminoácidos e peptídeos. Também discutiremos a importância das proteínas nas células e sua abundância.

Constituintes das Proteínas

• As proteínas são consideradas as biomoléculas mais abundantes e versáteis nas células.

• Elas representam cerca de 20% do peso de uma célula.

• Uma célula típica contém aproximadamente um milhão de moléculas de proteínas diferentes.

• Algumas proteínas são extremamente raras, enquanto outras são muito abundantes em uma célula.

Importância das Proteínas

• As proteínas desempenham papéis funcionais e estruturais essenciais nos sistemas biológicos.

• São conhecidas como os "cavalos de força" das células, devido à sua abundância e versatilidade funcional.

• Estudar as proteínas é fundamental para compreender os processos celulares e suas interações.

Visualizando Proteínas

• Podemos usar modelos atômicos para visualizar as estruturas tridimensionais das proteínas.

• O software utilizado permite explorar a estrutura da toxina histeria, uma proteína modelo com 58 quilodaltons (kDa).

• Os átomos constituintes da proteína incluem carbono, nitrogênio, oxigênio, enxofre e hidrogênio.

Conclusão

As proteínas são as biomoléculas mais importantes e abundantes nas células. Elas desempenham papéis essenciais na função e estrutura celular. O estudo das proteínas é fundamental para compreender os processos biológicos.

Estrutura dos Aminoácidos e Proteínas

Visão Molecular dos Aminoácidos:

• Os aminoácidos são as unidades constituintes das proteínas.

• Existem 20 aminoácidos que são os constituintes das proteínas naturais.

• Cada aminoácido possui uma estrutura molecular única.

Diversidade Molecular:

• Apesar de existirem apenas 20 aminoácidos, a diversidade molecular das proteínas é imensa.

• Todos os organismos vivos conhecidos utilizam os mesmos 20 aminoácidos para construir suas proteínas.

• Uma célula pode ter entre 10 mil a 15 mil proteínas diferentes.

Tamanho das Proteínas:

• As proteínas podem variar em tamanho, desde algumas centenas até cerca de 400 quilômetros de comprimento.

• Proteínas muito grandes não são comumente encontradas na natureza.

Montagem das Proteínas:

• Os aminoácidos são ligados uns aos outros por meio da ligação peptídica para formar um peptídeo.

• Um peptídeo é um polímero de aminoácidos unidos pela ligação peptídica.

• As proteínas são montadas através da ligação de vários peptídeos.

Estrutura do Peptídeo:

• Os peptídeos possuem uma estrutura regular, com átomos de nitrogênio intercalados por átomos de carbono ao longo do esqueleto da cadeia polipeptídica.

Ligação Peptídica:

• A ligação peptídica ocorre entre o grupo carboxila de um aminoácido e o grupo amina de outro aminoácido.

• Os átomos de hidrogênio são intercalados por dois átomos de carbono na ligação peptídica.

Visualização Atômica:

• A estrutura atômica dos peptídeos pode ser visualizada, mostrando os átomos de carbono, nitrogênio e oxigênio presentes em cada aminoácido.

Ligação Peptídica e Estrutura do Peptídeo

Ligação Peptídica:

• A ligação peptídica ocorre entre os grupos carboxila e amina dos aminoácidos.

• Os átomos de hidrogênio são intercalados por dois átomos de carbono na ligação peptídica.

Estrutura do Peptídeo:

• Os peptídeos possuem uma estrutura regular, com átomos de nitrogênio intercalados por átomos de carbono ao longo do esqueleto da cadeia polipeptídica.

Quebra da Ligação Peptídica:

• A ligação peptídica pode ser quebrada para separar os aminoácidos.

• Ao quebrar a ligação peptídica, é possível observar o esqueleto formado pelos átomos de carbono e nitrogênio.

Estrutura Molecular dos Aminoácidos

Características dos Aminoácidos:

• Cada aminoácido possui uma estrutura molecular única.

• Os aminoácidos são compostos por átomos de carbono, nitrogênio, oxigênio e hidrogênio.

Estrutura do Aminoácido:

• Os aminoácidos possuem uma estrutura tridimensional, com átomos de carbono central ligados a diferentes grupos funcionais.

• A estrutura dos aminoácidos pode ser visualizada em diferentes representações, como a estrutura plana e a representação atômica.

Regularidade na Estrutura:

• Uma característica marcante dos aminoácidos é a regularidade em sua estrutura.

• Os átomos de nitrogênio estão ligados aos átomos de carbono em cada aminoácido, formando um esqueleto regular.

Ligação Peptídica e Estrutura Molecular

Ligação Peptídica:

• A ligação peptídica ocorre entre os grupos carboxila e amina dos aminoácidos.

• Os átomos de hidrogênio são intercalados por dois átomos de carbono na ligação peptídica.

Estrutura Molecular do Peptídeo:

• Os peptídeos possuem uma estrutura regular, com átomos de nitrogênio intercalados por átomos de carbono ao longo do esqueleto da cadeia polipeptídica.

Visualização Atômica:

• É possível visualizar os átomos de carbono, nitrogênio e oxigênio presentes nos aminoácidos através da representação atômica.

Completando as Representações Moleculares

Representações Moleculares das Proteínas:

• Ao observar as representações moleculares das proteínas, é importante completar os átomos de hidrogênio que foram removidos para facilitar a visualização.

Estrutura do Peptídeo:

• Os peptídeos possuem uma estrutura regular, com átomos de nitrogênio intercalados por átomos de carbono ao longo do esqueleto da cadeia polipeptídica.

Ligação Peptídica:

• A ligação peptídica ocorre entre os grupos carboxila e amina dos aminoácidos.

• Os átomos de hidrogênio são intercalados por dois átomos de carbono na ligação peptídica.

Estrutura dos aminoácidos

Visão geral da seção: Nesta seção, é discutida a estrutura geral dos aminoácidos, destacando o carbono central e seus substituintes.

Estrutura geral dos aminoácidos

• A estrutura de todos os aminoácidos consiste em um carbono central com quatro substituintes diferentes.

• Os substituintes incluem uma carga ácida, uma amina, um hidrogênio e o grupamento R, que varia entre os diferentes aminoácidos.

• O carbono central é chamado de carbono alfa (carbono α), enquanto os outros carbonos são denominados beta (β), gama (γ), delta (δ) e assim por diante.

• O carbono alfa está envolvido na ligação peptídica que une os aminoácidos para formar proteínas.

Ligação peptídica

Visão geral da seção: Nesta seção, é explicado como ocorre a ligação peptídica entre os aminoácidos.

Formação da ligação peptídica

• A ligação peptídica ocorre quando a amina de um aminoácido reage com o grupo carboxílico do outro aminoácido.

• Os grupos envolvidos na ligação peptídica são amina e carboxílico.

• Todos os aminoácidos possuem esses dois grupos funcionais, permitindo que eles se unam uns aos outros através da ligação peptídica.

• A formação da ligação peptídica resulta na perda de uma molécula de água por meio de uma reação de desidratação.

• A ligação peptídica é reversível e pode ser quebrada por hidrólise, que envolve a incorporação de moléculas de água.

Estrutura dos polipeptídeos

Visão geral da seção: Nesta seção, é discutida a estrutura dos polipeptídeos formados pela ligação peptídica.

Estrutura dos polipeptídeos

• Os aminoácidos são unidos através da ligação peptídica para formar uma sequência linear chamada de esqueleto de ligações peptídicas.

• Essa estrutura regular de ligações peptídicas forma o esqueleto das proteínas.

• A cadeia polipeptídica pode ser reconstruída a partir dessa estrutura regular, permitindo a identificação dos grupos funcionais envolvidos na ligação (amina e carboxílico).

Aminoácido cíclico

Visão geral da seção: Nesta seção, é abordado o aminoácido cíclico e sua diferença em relação aos outros aminoácidos.

Aminoácido cíclico

• O aminoácido ciclano possui um ciclo fechado em sua estrutura.

• Ele difere dos outros aminoácidos pelo fato de que a amina faz parte desse ciclo.

• No entanto, todos os aminoácidos possuem um hidrogênio como substituinte no terceiro carbono.

Síntese e incorporação do aminoácido sintético

Visão geral da seção: Nesta seção, é discutida a síntese de um aminoácido sintético e sua incorporação em uma proteína.

Síntese e incorporação do aminoácido sintético

• Um aminoácido sintético pode ser produzido em laboratório.

• No entanto, se esse aminoácido sintético for colocado dentro de uma célula, ele não será incorporado em uma proteína.

• A ligação peptídica ocorre entre os grupos funcionais da amina e carboxílico dos aminoácidos naturais presentes na célula.

Conclusão

Visão geral da seção: Nesta seção, são apresentadas algumas considerações finais sobre a ligação peptídica e a estrutura dos aminoácidos.

Considerações finais

• A ligação peptídica é essencial para formar polipeptídeos e proteínas.

• Os grupos funcionais envolvidos na ligação peptídica são amina e carboxílico.

• Todos os aminoácidos possuem esses grupos funcionais, permitindo que eles se unam uns aos outros através da ligação peptídica.

Aminoácidos e Peptídeos

Visão geral da seção: Nesta seção, discute-se sobre aminoácidos naturais e a capacidade de formar peptídeos. Também é mencionado que os aminoácidos não são encontrados naturalmente.

• Aminoácidos são naturais, mas não são encontrados na natureza.

• É possível fazer peptídeos com aminoácidos.

• Os peptídeos não são encontrados na natureza.

Carboxiterapia Hidrológica

Visão geral da seção: Nesta seção, fala-se sobre a carboxiterapia hidrológica e sua organização em diferentes grupos de moléculas. Também é mencionado o pH dos grupos funcionais.

• Carboxiterapia hidrológica está organizada em diferentes grupos de moléculas.

• O pH dos grupos funcionais influencia a carboxiterapia hidrológica.

• Em pH fisiológico (pH 7), a carboxiterapia hidrológica está sempre organizada e pronta para reagir.

Cargas Fracionadas em pH Fisiológico

Visão geral da seção: Nesta seção, aborda-se as cargas fracionadas em pH fisiológico e como elas afetam os aminoácidos.

• Em pH fisiológico (pH 7), as cargas fracionadas estão presentes nos aminoácidos.

• A presença das cargas fracionadas depende do pH do ambiente.

• Em pH ácido, a presença de cargas fracionadas é maior.

Influência do pH na Ligação Peptídica

Visão geral da seção: Nesta seção, discute-se como o pH influencia a ligação peptídica e sua importância em sistemas biológicos.

• O pH influencia a ligação peptídica.

• Em sistemas biológicos, o pH está sempre em torno de 7 (neutro).

• É importante considerar o pH dentro das células quando trabalhando em laboratório.

Pontos Isoelétricos dos Aminoácidos

Visão geral da seção: Nesta seção, fala-se sobre os pontos isoelétricos dos aminoácidos e como eles são calculados levando em consideração outros grupos funcionais.

• Os pontos isoelétricos dos aminoácidos levam em consideração outros grupos funcionais.

• Alguns aminoácidos possuem grupos funcionais adicionais que afetam seus pontos isoelétricos.