Aminoacidos Samira

1

Aminocidos: subunidades formadoras das protenas

Protenas da + simples at a + complexa

Constitudas pelo mesmo conjunto de 20 aa ligados covalentemente

Diferem em nmero, composio e seqncia

Aminocidos primrios ou padres

20 aa aa primrios ou padres

So codificados pelo DNA

Outros aa derivam de modificaes ps traduo dos aa padres



Chamados de -aminocidos

C COO- NH3+ H R (Cadeia Lateral)


I- FRMULA GERAL

COOH

C H R

H2N

Forma neutra

COO- C H R

+H3N

Forma ionizada

2


II- Esterioisomeria - Isomeria tica

-aminocidos - Apresentam um centro quiral - Carbono assimtrico

COO- C H R

+H3N


II- Esterioisomeria- Isomeria ptica

-aminocidos - Tm estrutura espacial tetradrica - Apresentam 2 configuraes espaciais - Configuraes D e L

II- Esterioisomeria- Isomeria tica

C

COO-

NH3+ H

R

D-aa

C

COO-

H +H3N

R

L-aa

COO- C H R

+H3N

COO- C NH3

+ R

H

Enantimeros/enantiomorfos/ismeros pticos

vAminocidos que compem as protenas so da srie L

vApenas os aminocidos L so biologicamente ativos estereoespecificidade das enzimas

vAminocidos da srie D aparecem em:

Alguns antibiticos

Peptdeos da parede celular de bactrias

L- aminocido

COO-

C H

R

+H3N

R-cadeia lateral distinta para cada aa

H

III- Classificao dos aminocidos

Classificao quanto a polaridade dos grupos R

1- Aminocidos apolares (9 aa)

2- Aminocidos polares sem carga (6 aa)

3- Aminocidos polares com carga (5 aa)

Carregados negativamente (aa cidos) Carregados positivamente (aa bsicos)

3



1- Aminocidos apolares (9 aa) GLICINA ALANINA VALINA LEUCINA ISOLEUCINA FENILALANINA TRIPTOFANO METIONINA PROLINA

III- Classificao dos aminocidos 1- Aminocidos apolares (9 aa)

Nome Abrev/simb Grupo R

Glicina Gly G -H

Alanina Ala A -CH3 (metil)

Valina Val V -CH-CH3 (isopropil) CH3

III- Classificao dos aminocidos 1- Aminocidos apolares ( 9 aa)


Leucina Leu L HC-CH3 (isobutil) CH3

CH2

Isoleucina Ile I HC-CH3 (secbutil)

CH3 CH2



Fenilalanina Phe F

Triptofano Trp W

-CH2- (Benzil)

CH2

N H

(Metil indol)



Metionina Met M

Prolina Pro P

H3C-S-CH2-CH2 (Metil etil tiol)

COO- H2N CH

CH2 H2C CH2

+

(Trimetileno)

Grupo R apolar

Grupo R apolar

Glicina

Triptofano Fenilalanina

Leucina Metionina Isoleucina

Alanina Valina

Prolina

4

1- Aminocidos apolares ( 9 aa)

So aminocidos hidrofbicos

Protenas em meio aquoso

Cadeias laterais agrupam no interior da protena

(interaes hidrofbicas)

Contribuem para a forma tridimensional da protena



2- Aminocidos polares sem carga (6 aa) - SERINA - TREONINA - TIROSINA - CISTENA - ASPARAGINA - GLUTAMINA

III- Classificao dos aminocidos 2- Aminocidos polares sem carga (6 aa)


Serina Ser S

Treonina Thr T

-CH2OH (hidroximetil)

Tirosina Tyr Y

-CH2-CH2OH (hidroxietil)

-CH2 -OH (hidroxibenzil)



Cistena Cys C

Asparagina Asn N

-CH2-SH (metil tiol)

Glutamina Gln Q

-CH2-C (etanamida)

O NH2

-CH2-CH2-C (propanamida)

O NH2


Grupo R polares sem carga

Cistena Treonina Serina

Glutamina Asparagina Tirosina


Formam interaes por pontes de hidrognio (na cadeia proteica; F, O, N, S)

Cadeia lateral da Ser, Thr e Tyr ponto de adeso de outros compostos como:

Fosfato e carboidratos simples ou complexos

Substratos no caso de protenas enzimticas

5

2- Aminocidos polares sem carga

Grupo amida da Asn e hidroxila da Ser e Thr so stios de adeso de oligossacardios em glicoprotenas

2 molculas de Cys (cistena) podem formar a cistina - dmero contendo pontes de dissulfeto

Cistena

COO- C H CH2

H3N +

SH

2- Aminocidos polares sem carga

2H+

COO- C H CH2

H3N +

SH Cistena

COO- C H CH2

H3N +

S

COO- C H CH2

H3N +

S Cistina



3- Aminocidos polares com carga (5 aa)

Carregados negativamente (aa cidos): ASPARTATO E GLUTAMATO

Carregados positivamente (aa bsicos): LISINA, ARGININA E HISTIDINA



Aspartato (cido asprtico)

Asp D

Glutamato (cido glutmico)

Glu E

-CH2-C (etanoato)

O O-

-CH2-CH2-C (propanoato)

O O-

3- Aminocidos polares com carga (5aa) a- Carregados negativamente (aa cidos)

Grupo R - polares carregados negativamente

Glutamato Aspartato

Aminocidos cidos

O grupo carboxila da cadeia lateral DOADOR de prtons Aspartato e glutamato

Nas protenas participam das interaes inicas e pontes de hidrognio

6



Lisina Lys K

Arginina Arg R

3- Aminocidos polares com carga (5aa) b- Carregados positivamente (aa bsicos)

-(CH2)3-NH-C-NH2 +NH

-(CH2)4-NH3 +

(butanamina)

(propil guanidina)



3- Aminocidos polares com carga (5aa)

b- Carregados positivamente (aa bsicos)

Histidina His H CH2 C CH

HN NH CH

+

(Metil imidazol)

Grupo R - polares carregados positivamente

Arginina Histidina Lisina

Aminocidos bsicos

O grupo amino da cadeia lateral RECEPTOR de prtons

Nas protenas participam das interaes inicas e pontes de hidrognio

Glicina

1-AMINOCIDOS ESPECIAIS

IV-Aminocidos diferentes dos padres

Esto presentes em alguns tipos de protenas especiais

Derivados de um dos 20 aminocidos padro atravs de reaes ps traduo da protena

7


4-HIDROXIPROLINA E 5-HIDROXILISINA - presentes no colgeno - protena fibrosa do tecido conjuntivo.

COO- H2N CH

CH2 H2C CH

+

OH 4-hidroxiprolina

COO- C H CH2

H3N +

NH3 +

CH2 CH CH2

HO-

5-hidroxilisina

-CARBOXIGLUTMICO - presente na trombina 1-AMINOCIDOS ESPECIAIS

COO- C H CH2

H3N

C=O

+

O-

CH O=C O-

Protrombina Trombina Vit K Ca+2 Glutamato c. glutmico

Carboxiglutmico

Fibrinognio

Fibrina

DESMOSINA- derivada da condensao de 4 resduos de Lys -presente na elastina-protena fibrosa do tecido elstico

1-AMINOCIDOS ESPECIAIS Desmosina

C C C C C

N

-CH2-CH2-C NH

C=O

C-CH-NH (CH2)4

O

C-CH2-CH2- O=C

NH +

C-CH-NH (CH2)3

O Lys

Lys

Lys

Lys


6-N-METIL LISINA- presente na miosina - protena filamentosa do tecido muscular

COO- C H CH2

H3N +

NH2 +

CH2 CH2 CH2

H3C-

2-AMINOCIDOS LIVRES

Tm funo biolgica definida

Ocorrem na forma livre ou combinados

Existem cerca de 300 aminocidos livres

No compem protenas

8

2-AMINOCIDOS LIVRES

CIDO -AMINOBUTRICO (GABA) - agente qumico da transmisso dos impulsos nervosos -ALANINA -componente da CoA que essencial para o metabolismo de COH e lipdios

ORNITINA E CITRULINA - intermedirios do ciclo da uria

Coenzima A

Coenzima A (CoA)

cido pantotnico

cido

cido -aminobutrico

Ornitina

Citrulina

Os aminocidos so precursores de:

Hormnios Antibiticos

Coenzimas Agentes Redutores

Aminas Biolgicas

Neurotransmissores

V- IMPORTNCIA DOS AMINOCIDOS

Phe e Tyr: adrenalina, hormnios T3 e T4 e melanina

Trp: Nicotinamida (Vitamina B3) NAD+ e NADP+, sntese de serotonina

V-IMPORTNCIA DOS AMINOCIDOS

OH

COO- CH H3N

+

CH2

OH

COO- CH H3N

+

CH2

OH OH

COO- CH H3N

+

CH2 FENILALANINA

TIROSINA DIIDROXIFENILALANINA (DOPA)

CH2 H3N +

CH2

OH

CH2 CH2

OH OH

NH2 + H3C

DOPAMINA

ADRENALINA (EPINEFRINA)

hidroxilase

hidroxilase descaboxilase

metil transferase

9

V-IMPORTNCIA DOS AMINOCIDOS

H3N +

CH

COO-

CH2

H3N +

CH

COO-

CH2 OH

H3N +

CH2 CH2 OH

O2

CO2

SEROTONINA (5-hidroxi triptamina)

TRIPTOFANO

N

N

N

hidroxilase

descarboxilase


His: Histamina

Ser: Esfingosina (componente de lipdios- esfingolipdios)

Glu: GABA (cido gama-aminobutrico)

Gly: Porfirinas (constituintes dos grupos hemo das hemoprotenas)


Pro: Est presente no esmalte e d resistncia ao dente.

VI-PROPRIEDADES DOS AMINOCIDOS

Propriedades dos aa so importantes para o entendimento das propriedades fsico- qumicas das protenas.


1- So substncias anfteras em soluo aquosa

2- Apresentam estgios de ionizao em funo do pH

3- Apresentam um zwitterion e ponto isoeltrico (pI)

4- Apresentam curvas de titulao caractersticas

5- Tm funo tamponante


1- Os aminocidos so substncias anfteras em soluo aquosa

Tm carter cido-base em meio aquoso

cidos - substncias doadoras de prtons H+

Bases - substncias receptoras de prtons H+

10



COOH C H R

H2N + OH-

COO- C H R

H2N

cido

+ H2O

COO- C H R

H3N +

COO- C H R

H2N + OH-

cido (doador de prtons)

+ H2O



COO- C H R

H3N +

+ H+

COOH C H R

H3N +

Base (receptor de prtons)

COOH C H R

H2N + H+

COOH C H R

H3N +

Base


2- Os aminocidos apresentam estgios de ionizao em funo do pH

A carga lquida do aminocido varia em funo do pH

pH muito cido aa tem carga +

pH muito bsico aa apresenta carga -

+H+

+H+

-H+

- H+

pH alcalino

pH cido

carga

+1

-1

0


Alanina aa apolar apresenta 2 estgios de ionizao (pK1= 2,34 e pK2=9,69)

pK1= 2,34 1a ionizao ionizao do grupo carboxila

pK2= 9,69 2a ionizao ionizao do grupo amino

Valores de pK dos aas Lehninger

COOH C H CH3

H3N +

pH-espcie total/e protonada

Carga lquida +1

pK1=2,34 COO- C H CH3

H3N +

Carga 0


H2N

Carga -1

pH-espcie total/e desprotonada

ESTGIOS DE IONIZAO DA ALANINA

Espcie I pH

11

Zwitterion espcie inica cuja carga lquida zero

3- Os aminocidos apresentam um Zwitterion e ponto isoeltrico (pI)

Zwitterion - eletricamente neutro

carga=0

COO- C H CH3

H3N +

Ponto isoeltrico (pI) o pH no qual a espcie inica predominante o zwitterion

PONTO ISOELTRICO DOS AMINOCIDOS

o pH onde a carga lquida da espcie inica zero

pI a mdia aritmtica dos pKs adjacentes ao zwitterion

pHpI aminocidos tm carga lquida -

2,34 + 9,69 2

pI= =6,015 Alanina

Aspartato aa cido apresenta 3 estgios de ionizao

pK1= 1,88 1a ionizao ionizao do grupo carboxila

pKR= 3,65 2a ionizao ionizao do grupo carboxila da cadeia lateral (R)

pK2= 9,60 3a ionizao ionizao do grupo amino

pKR=3,65

ESTGIOS DE IONIZAO DO ASPARTATO

pK1=1,88 COOH C H CH2

H3N +

COOH

COO- C H CH2

H3N +

COOH

COO- C H CH2

H3N +

COO-

COO- C H CH2

H2N

COO-

pK2=9,60

carga +1 Espcie I

carga 0 Espcie II

carga -1 Espcie III

carga -2 Espcie IV

Zwitterion

Espcie I presente em pH

12

4- Os aminocidos apresentam curvas de titulao caractersticas

Cada aminocido tem uma curva de titulao

o grfico da variao de pH em funo da [OH-] adicionada

CURVA DE TITULAO DOS AMINOCIDOS

Consiste em adicionar gradativamente concentraes conhecidas de base a

uma soluo cida do aa Ao mesmo tempo registrado o pH

Levantamento da curva de titulao do aminocido:


Soluo bsica

Molculas de aminocido em soluo cida (pH muito baixo)

COOH

H3N-C-H

R

+

H+ H+

H+ H+

H+

H+ H+

H+

H+

H+ H+ H+ H+

H+ H+

COOH C H CH3

H3N +

Espcie I Carga +1


H3N +

Espcie II Carga 0


H2N

Espcie III Carga -1

ALANINA

Zwitterion


Aminocidos apolares

pK1

pK2

(COOH)

(NH3+)

pH

[ ] de OH- Espcie I

Espcie II

Espcie III

pKR=3,65

ASPARTATO

pK1=1,88 COOH C H CH2

H3N +

COOH

COO- C H CH2

H3N +

COOH

COO- C H CH2

H3N +

COO-

COO- C H CH2

H2N

COO-

pK2=9,60

carga +1 Espcie I

carga 0 Espcie II

carga -1 Espcie III

carga -2 Espcie IV

Zwitterion

13


Aminocidos polares

pK1

pK2

(COOH)

(NH3+)

pH

pKR Cadeia R

[ ] de OH- Espcie I

Espcie II

Espcie III

Espcie IV

5- Os aminocidos tm funo tamponante

A atividade tamponante exercida nos valores de pK

Os aas tm efeito tamponante em vrios intervalos de pH

Nos valores de pK tem-se uma espcie doadora e uma receptora de prtons

TAMPES BIOLGICOS

Os principais tampes biolgicos so:

Tampes so substncias que impedem variaes bruscas de pH no meio biolgico

Tampo fosfato Tampo bicarbonato

Protenas: efeitos discretos no pH fisiolgico

O principal tampo do plasma sangneo - atua junto com a hemoglobina

TAMPO BICARBONATO

O principal tampo da saliva estimulada

Representao: H2CO3/ HCO3-

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

Adio de base no meio

Adio de cido no meio

H2CO3 + OH- H2O + HCO3- (substncia neutra)

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

H+ (Substncias neutras)

cido carbnico Bicarbonato CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

TAMPO BICARBONATO

Intracelularmente sua concentrao maior e sua eficincia considervel

TAMPO FOSFATO

O principal tampo da saliva no estimulada

Representao: H2PO4-/ HPO42-

H2PO4- HPO42- + H+

A baixa concentrao plasmtica torna sua eficincia reduzida

14

Adio de base no meio

Adio de cido no meio

H+ + OH- H2O (substncia neutra)

H+

H2PO4- HPO42- + H+

H2PO4- HPO42- + H+

TAMPO FOSFATO Fosfato dicido Fosfato monocido

OUTROS AGENTES TAMPONANTES Peptdeos, protenas e amnia

Peptdeos e protenas podem atuar como tampes: possuem cadeias laterais que podem

atuar como cidos ou bases (ao discreta)

Amnia NH3 + H+ NH4+

So polmeros contendo de 2 at milhares de resduos de aa

2 aa- dipeptdeos

3 aa- tripeptdeos 4 aa- tetrapeptdeos 2 a 10 aa - oligopeptdeos

+11 aa- polipeptdeos +100 aa- protenas

Ocorrncia:

Biolgica natural

Resultante da hidrlise parcial de protenas

LIGAO PEPTDICA

Associao de 2 molculas de aa unidas covalentemente chamada ligao peptdica.

Resulta da reao de condensao entre o grupo carboxila de um aminocido e o grupo

amino do aminocido vizinho

15

H2O

H

C COH R

H2N + H

C COOH R

H-N H

O

H

C COOH R

N H

H

C C R

H2N O

Ligao peptdica planar e rgida

LIGAO PEPTDICA Peptdeos e protenas apresentam grupo amino

livre (aminoterminal) e carboxila livre (carboxiterminal)

H

C C R

N H

H

C C R

H2N O O

H

C COOH R H

N

Aminoterminal (N- terminal)

Carboxiterminal (C terminal)

Aminoterminal carboxiterminal

Ala-Gly-Ser-Glu

Nomenclatura: alanil-glicil-seril-glutmico

Asp-Lys-Tyr-Thr

Nomenclatura: Aspartil-lisil-tirosil-treonina

Desempenham funes biolgicas importantes tais como:

Hormnios

Antibiticos

Agentes redutores Agentes oxidantes

I- HORMNIOS Polipeptdeos pequenos que atuam como mensageiros qumicos intracelular

INSULINA- 2 cadeias com 30 e 21 aa unidas por 2 pontes de dissulfeto

Promove o transporte de glicose para o interior da clula: diminui a [ ] de glicose no sangue

16

Estrutura covalente da Insulina

GLUCAGON- Hormnio pancretico com 29 resduos de aa

Hormnio que ativa a liberao de glicose para fora da clula: -aumenta a concentrao de glicose no sangue

OCITOCINA- Hormnio secretado pela hipfise - oligopeptdeo com 9 resduos de aa

Estimula o fluxo de leite durante a lactao

Estimula as contraes uterinas durante o parto

OCITOCINA

H3N-Cys-Tyr-Ile Gln

Asn Cys- S S

Pro-Leu-Gly-C O NH3+

VASOPRESSINA -Hormnio da hipfise - oligopeptdeo com 9 resduos de aa

Aumenta a reabsoro de gua pelo rim

Aumenta a presso sangunea

VASOPRESSINA

H3N-Cys-Tyr-Phe

Gln

Asn Cys- S S

Pro-Arg-Gly-C O NH3+

17

BRADICININA Hormnio contendo 9 resduos de aa

Mediador da dor

Inibe a inflamao dos tecidos

Vasodilatador: aumenta a permeabilidade dos vasos sanguneos

ENCEFALINAS Hormnios que se ligam a receptores especficos de determinadas clulas do crebro e induzem a analgesia

Analgsicos de ocorrncia natural

Leucina encefalina Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu

Metionina encefalina Tyr-Gly-Gly-Phe-Met

II- AGENTES REDUTORES

GLUTATIONA

Est envolvida no transporte de aa atravs da membrana celular

Tripeptdeo contendo -Glu-Cys-Gly Nomenclatura: -glutamil-cisteinil-glicina

GLUTATIONA

Manuteno do tomo de ferro da hemoglobina no estado +2

Responsvel pela integridade de membranas celulares

Integridade da membrana do eritrcito

GLUTATIONA Pode ocorrer conjugada a drogas, toxinas e solventes para torn-las mais solveis - atua no processo de desintoxicao

Protege os radicais -SH de protenas

Degradao do perxido de hidrognio

Agente redutor (importante antioxidante)

Glu- Cys- Gly CH2 SH

Glu- Cys- Gly CH2 S

Glu- Cys- Gly CH2 S

G-S-S-G G-SH Glutationa reduzida Glutationa oxidada

GLUTATIONA

2GSH + H2O2 GS-SG + 2H2O Degradao do perxido de hidrognio

18

GRAMICIDINA S e TIROCIDINA A

So decapeptdeos cclicos contendo aa da srie D e L

Antibiticos produzidos por bactrias

Outros antibiticos: vancomicina, bacitracina A, polimixina B, streptograminas

III- ANTIBITICOS

L-Val-L-Orn-L-Leu-D-Phe-L-Pro L-Pro-L-Phe-L-Leu-D-Orn-L-Val

Gramicidina S

L-Val-L-Orn-L-Leu-D-Phe-L-Pro L-Tyr-L-Glu-L-Asp-D-Phe-L-Phe

Tirocidina A

ANTIBITICOS

"No que sejamos capazes, por ns, de pensar alguma coisa, como de ns mesmos; mas a nossa

capacidade vem de Deus." (II Corntios 3:5)

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