Aminoácidos e peptídeos

Definição

• Monômeros para a formação de peptídeos e proteínas

• Funções das proteínas: • Hormônios

• Estruturais

• Enzimas

• Transporte

• Contração muscular

• Proteção

Características gerais

• Aminoácidos protéicos são determinados geneticamente: código genético

• Existem 20 aminoácidos

que ocorrem naturalmente em proteínas de todos os tipos de organismos, e que são determinados por códons específicos (triplets de nucleotídeos) no material genético dos seres vivos.

Características gerais

• Essenciais: • Arginina

• Histidina

• Isoleucina

• Leucina

• Lisina

• Metionina

• Fenilalanina

• Treonina

• Triptofano

• Valina

• Não-essenciais: • Alanina

• Asparagina

• Aspartato

• Cisteína

• Glutamato

• Glutamina

• Glicina

• Prolina

• Serina

• Tirosina

Características estruturais

• Estrutura

• Tamanho

• Carga elétrica

• Solubilidade

Grupo amino

Grupo carboxil

Átomo de carbono

Grupo de cadeia lateral

Estereoisomeria

Os aminoácidos nas proteínas são L - estereoisômeros.

D-aminoácidos: peptídeos da parede celular bacteriana e antibióticos

Classificação

Aminoácidos podem ser classificados com

base no grupo R

- Grupos R não-polares e alifáticos

- Grupo R não-carregados, mas polares

- Grupo R aromáticos

- Grupo R carregados positivamente

(básico)

- Grupo R carregados negativamente (ácido)

Grupo R - Apolares ou hidrofóbicos

Glicina

Alanina

Prolina Valina

Leucina

Isoleucina Metionina

Estabilização da estrutura

das proteínas (interação

hidrofóbica)

Tioéter

Têm essencialmente cadeias laterais apolares, que interagem pouco ou nada com a água. Nas proteínas estão quase sempre localizados no interior hidrofóbicos onde não interagem com água. Como não têm grupamentos funcionais reativos, as cadeias laterais hidrofóbicas raramente participam na catálise de reações químicas. a prolina não é um aminoácido típico, e sim um iminoácido, uma vez que seu Cα e seu Nα fazem parte de um anel heterocíclico da molécula.

Grupo R - Apolares ou hidrofóbicos

Grupo R - Aromáticos

Fenilalanina

Triptofano Tirosina

Relativamente hidrofóbicos (apolares)

Participam de interações hidrofóbicas

Tirosina – o grupo hidroxila forma ponte de hidrogênio (importante na

atividade de algumas enzimas)

Grupo R - Polares, não carregados

Serina

Treonina Cisteína

Asparagina

Glutamina

Hidroxila

Sulfidrila

Amida

Mais solúveis em água

(hidrofílicos)

Formam pontes de hidrogênio

com a água

Formação de pontes dissulfeto

Dímero (Duas moléculas de cisteína unidas por uma ligação dissulfeto)

Cisteína Cistina

Grupo R – carregados positivamente (básicos)

H +

Lisina Histidina

Amino Guanidino Imidazol

Grupo R – carregados negativamente (ácidos)

Aspartato Glutamato

Carboxila

Aminoácidos incomuns

• 4-hidroxiprolina e 5-hidroxilisina: são encontrados

nas proteínas fibrosas do tecido conjuntivo:

colágeno.

O

N+

O-

OH

H H O

NH3

+

NH3

+

O-

OH

Aminoácidos incomuns

• Y-carboxiglutamato: encontrado na protrombina, uma proteína importante na coagulação sanguínea.

O O

O-

O-

NH3

+

O O-

OH

I

I O

I

I

O

O-

NH3

+

• Tiroxina: precursor dos hormônios tireoidianos.

• Metabolismo da arginina

• Ciclo da uréia

• desmosina

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Curiosidades

• Os aminoácidos com cadeia aromática (triptofano, tirosina,

fenilalanina e histidina) absorvem luz na faixa do ultravioleta (280

nm). Propriedade muito explorada na caracterização de proteínas.

O

NH2OH

OH

Tyrosine (Tyr)

O

NH2NH

OH

Tryptophan (Trp)

O

NH2

OH

Phenylalanine (Phe)

Curiosidades

• Leucina, Isoleucina e Valina também são conhecidos, por terem

suas cadeias R ramificadas, como BCAA’s (branched chain

aminoacids). São utilizados como fonte de energia pelos

músculos para exercícios de longa duração.

O

NH2

CH3

CH3

OH

Isoleucine (Ile)

O

NH2

CH3

CH3

OH

Leucine (Leu)

O

NH2

CH3

CH3

OH

Valine (Val)

Curiosidades

Triptofano

• Precursor de um neurotransmissor muito importante:

SEROTONINA.

O

NH3

+

NHO

-

NH3

+

NH

OH

Triptofano Serotonina

Curiosidades

Tirosina

• Precursora de um neurotransmissor: EPINEFRINA.

O

NH2

OH

OH

O

NH2

OH

OH

OH

NH3

+

OH

OH

OH

OH

NH2

+

CH3

Tirosina

Dopamina Epinefrina

Ionização

COOH + NH3CH

R

Forma totalmente protonada

COO-

NH2 CH

R

Forma totalmente desprotonada

COOH

NH2CH

R

Forma não iônica simplificada

COO-

+NH3 CH

R

Forma Dipolar Zwitterion

X O aminoácido pode agir como base (receptor de prótons)

O aminoácido pode agir como ácido (doador de prótons)

Ionização

pH ácido

Carga + Carga 0

pH básico

Carga -

Ionização estad

o d

e io

nização

de

pe

nd

e d

o p

H d

o m

eio

+ -NH3

- NH2

H +

H +

-COOH -COO -

Função carboxila

Função amina

• Todos os aminoácidos possuem um grupo carboxila • Ácido aspártico e ácido glutâmico possuem 2 grupos carboxila

• Todos os aminoácidos possuem um grupo amina • Lisina possue 2 grupos amina

H+ dissociados por mólecula

adição de NaOH (volume)

Ionização

Ponto isoelétrico

pH no qual a molécula é eletricamente neutra. A soma das

cargas positivas é igual a soma das cargas negativas

pI = (2,3 + 9,1) / 2 = 5,7

Aminoácidos monoamínicos, monocarboxílicos: somente 2

hidrogênios dissociáveis

pI = (pK1 + pK2) / 2

pI = (2,34 + 9,6) / 2 = 5,97

Ponto isoelétrico

Ionização

Peptídeos

aminoácido

COO C — H

R

H3N — +

(monômero)

Proteína (polímero)

Peptídeos

Pentapeptídeo

Serilgliciltirosilalanileucina ou

Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu

Extremidade aminoterminal

ou

N-terminal

Extremidade carboxiterminal

ou

C-terminal

Peptídeo

Aminoterminal

coplanares

O e H trans

Rotação permitida C-Cα e N-Cα

A ligação peptídica é uma amida.

Peptídeo

o Glutationa – tripeptídeo – Captura agentes oxidantes

o Encefalinas – pentapeptídeo encontrado no cérebro (ação analgésica)

o Ocitocina – Hormônio peptídeo (nove resíduos de aminoácidos) – trabalho de parto e controla as contrações do músculo uterino

o Bradicinina – (nove resíduos de aminoácidos) inibe a inflamação dos tecidos e atua como agente hipotensor do músculo liso

- - - - - - - - Cys Tyr Ile Gln Asn Cys Pro Leu Gly

____________________________

9 RESÍDUOS

CONTRAÇÃO DA MUSCULATURA UTERINA

Arg Pro Pro Gly Phe Ser Pro Phe Arg

9 RESÍDUOS

AGENTE HIPOTENSOR DO MÚSCULO LISO