O documento discute peptídeos e proteínas. Ele define peptídeos como polímeros de aminoácidos ligados por ligações peptídicas, e proteínas como peptídeos com mais de 100 aminoácidos. Ele também descreve vários peptídeos fisiologicamente ativos como a insulina, glucagon e albumina, e suas funções no corpo. Finalmente, discute a estrutura primária das proteínas como a seqüência de aminoácidos ao longo da cadeia polipeptídica.

1. Arlindo Ugulino Netto – BIOQUÍMICA II – MEDICINA P2 – 2008.1
FAMENE
NETTO, Arlindo Ugulino.
BIOQUÍMICA
PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS
(Profº. Homero Perazzo)
Os peptídios são polímeros de aminoácidos, ou seja, são biomoléculas formadas pela ligação de dois ou mais
aminoácidos através de ligações peptídicas (ver OBS1), até um máximo de cem. A partir de cem aminoácidos, a
substância recebe o nome de proteína. De um modo geral, temos:
2 aminoácidos: Dipeptídeo
3 aminoácidos: Tripeptídeo
2 a 10 aminoácidos: Oligopeptídeo
10 a 100 aminoácidos: Polipeptídeo
mais de 100 aminoácidos: Proteína
OBS1: Ligação peptídica é uma ligação química que ocorre entre duas moléculas quando o grupo carboxila de uma
reage com o grupo amino de outra molécula, liberando uma molécula de água (H2O). Isto é uma reação de síntese por
desidratação que ocorre entre moléculas de
aminoácidos. A ligação peptídica, também chamada
de ligação CO-NH por alguns autores, tem um
caráter parcial de dupla ligação, com o átomo de
Nitrogênio alcançando uma carga positiva parcial e o
Oxigênio uma carga negativa parcial. Uma ligação
peptídica pode ser quebrada por hidrólise (adição de
água). Em presença de água ocorre rompimento
destas ligações espontaneamente liberando
aproximadamente 10 Kj/mol de energia livre, porém o
processo é extremamente lento. Em organismos
vivos, o processo é facilitado pelas enzimas. Os
organismos vivos também empregam enzimas para
formar os peptídeos; este processo requer energia.
OBS²: O peso molecular médio de um aminoácido é de 128u, enquanto que o da água é de 18u. Com isso, quando os
aminoácidos estão unidos por ligação peptídica, formando peptídeos ou polipeptídeos, temos aproximadamente 110u de
peso molecular (128 – 18 = 110u). Deste modo, podemos então obter uma média de quantos aminoácidos compõem
uma proteína cujo peso molecular seja conhecido. Observe o exemplo:
PMmédio de A.A.= 128 Quantos aminoácidos compõem uma proteína de PM
- H2O= 18 180000u?
110u Resposta: 180000 / 110 = cerca de 1636 aminoácidos.
PEPTÍDEOS FISIOLOGICAMENTE ATIVOS
• Insulina: apresenta duas cadeias polipeptídicas (uma com 30 aminoácidos e outra com 21 aminoácidos). A
insulina é um hormonio sintetizado nos humanos e em outros mamíferos dentro das células-beta das ilhotas de
Langerhans, no pâncreas. A insulina é o hormônio responsável pela redução da glicemia (taxa de glicose no
sangue), ao promover o ingresso de glicose nas células. Ela também é essencial no consumo dos carboidratos,
na síntese de proteínas e no armazenamento de lipídios (gorduras). As ações da insulina no metabolismo
humano como um todo incluem:
Controle da quantidade de certas substâncias que entra nas células, principalmente glicose nos tecidos muscular e
adiposo (que são aproximadamente 2/3 das células do organismo);
Aumento da replicação de DNA e de síntese de proteínas via o controle de fornecimento de aminoácidos;
Aumento da síntese de glicogênio: a insulina induz o armazenamento de glicose nas células do fígado (e dos
músculos) na forma de glicogênio; a diminuição dos níveis de insulina ocasiona a conversão do glicogênio de volta a
glicose pelas células do fígado e a excreção da substância no sangue. É a ação clínica da insulina que reduz os
níveis altos de glicemia diagnosticados na diabetes.
Aumento da síntese de ácidos graxos: a insulina induz à transformação de glicose em triglicerídeos pela células
adiposas; a falta de insulina reverte o processo.
Redução da lipólise: estimula a diminuição da conversão de suprimento de lipídeos contido nas células adiposas em
ácidos graxos sanguíneos; a falta de insulina reverte o processo.
Redução da proteinólise: estimula a diminuição da degradação protéica; a falta de insulina aumenta a proteinólise.
Redução da gliconeogênese: reduz a produção de glicose em vários substratos do fígado; a falta de insulina induz à
produção de glicose no fígado e em outros locais do corpo.
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• Glucagon: apresenta 29 resíduos de aminoácidos. O glucagon é um hormônio polipeptídeo produzido nas
células alfa das ilhotas de Langerhans do pâncreas e também em células espalhadas pelo trato gastrointestinal.
Sua ação mais conhecida é aumentar a glicemia (nível de glicose no sangue), contrapondo-se aos efeitos da
insulina. O glucagon age na conversão do ATP (trifosfato de adenosina) a AMP-cíclico, composto importante na
iniciação da glicogenólise, com imediata produção e liberação de glicose pelo fígado. Além disso, o glucagon
age nos seguintes mecanismos:
Ácidos graxos livres e cetoácidos em níveis aumentados no sangue
Produção de uréia aumentada
Estímulo da proteólise
Estímulo da lipólise: liberação de ATP (pela β-oxidação) para fornecimento de energia para realizar a glicólise.
• Albumina: é uma proteína de alto valor biológico presente na clara do ovo, no leite e no sangue. A albumina é
fundamental para a manutenção da pressão osmótica, necessária para a distribuição correta dos líquidos
corporais entre o compartimento intravascular e o extravascular, localizado entre os tecidos. Tem como funções:
manutenção da pressão osmótica; transporte de hormônios tireoideanos; transporte de hormônios lipossolúveis;
transporte de ácidos graxos livres; transporte de bilirrubina não conjugada; transporte de fármacos e drogas;
união competitiva com ions de cálcio; controle do pH. Seu excesso ocasiona diversas doenças, como problemas
renais e hepáticos. Além disso, o consumo excessivo de albumina provoca ganho de peso, sendo que um
aumento em massa muscular sem acúmulo de gorduras e também é responsável pelo fator anti-catabólico ou
seja bloqueia a perda de músculos.
• Corticotropina: formado por 39 resíduos de aminoácidos. É um hormônio secretado pelo hipotálamo que
estimula o córtex da glandula adrenal à produzir hormônios (cortisol).
• Aspartame: é um adoçante artificial utilizado para substituir o açúcar comum. É
potanto um dipeptídeo sintético formado pela fenilalanina e ácido aspartico: N-L-alfa-
aspartil-L-fenilalanina 1-metilester. Por esta razão, produtos alimentares contendo
aspartamo devem mostrar um aviso do tipo "Contém uma fonte de fenilalanina", pois
a ingestão excessiva deste aminoácido pode ser prejudicial em indíviduos com
fenilcetonúria. Ele tem maior poder de adoçar (cerca de 200 vezes mais doce que a
sacarose) e é menos denso.
• Ocitocina: 9 resíduos de aminoácidos. Produzida pela hipófise posterior e estimula as contrações na hora do
parto e a liberação de leite pelas glandulas mamárias.
• Encefalina: 5 resíduos de aminoácidos formados no SNC que se ligam às células do cérebro e induzem a
analgesia. A encefalina é um pentapeptídeo que termina ou com o aminoácido leucina ("Leu") ou com o
aminoácido metionina ("Met"). Ambos são produtos do gene proencefalina.
Metionia-encefalina ([Met]-encefalina) é Tyr-Gly-Gly-Phe-Met.
Leucina-encefalina ([Leu]-encefalina) é Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu.
• Escotofobina: primeira célula de memória.
• Glutationa: é um poderoso anti-oxidante tendo como local ativo o tiol (SH) da cisteína. É um tripeptídeo formado
por GLU-CIS-ALA. Pode encontrar-se na forma reduzida (GSH) ou
oxidada (GSSG, forma dimerizada da GSH). A importância deste par
é tal que a razão GSH/GSSG é normalmente utilizada para estimar
o estado redox dos sistemas biológicos. Em situações normais a
GSSG representa apenas uma pequena fração da glutationa total
(menos de 10%). A GSH pode, no entanto, também formar
dissulfuretos do tipo GSSR com o tiol da cisteína presente em
proteína.
2GSH + H2O2 GSSG + 2H2O
2GSH + ROOH GSSG + ROH + 2H2O
+ +
GSSG + NADPH+H 2GSH + NADP
• Vasopressina (ADH): hormônio antidiurético sintetizado pelo hipotálamo e armazenado na hipófise posterior
formado por 9 resíduos de aminoácidos. O alcool bloqueia a secreção de ADH por ser uma substância diurética,
fazendo com que haja uma grande excreção de água pela urina.
OBS3: A diabetes insipidus (DI) é uma doença caracterizada pela sede pronunciada e pela excreção de grandes
quantidades de urina muito diluída. Esta diluição não diminui quando a ingestão de líquidos é reduzida. Isto denota a
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incapacidade renal de concentrar a urina. A DI é ocasionada pela deficiência do hormônio antidiurético (vasopressina) ou
pela insensibilidade dos rins a este hormônio. A diurese excessiva e a sede intensa são típicos da DI. Os sintomas da
diabetes insipidus são similares aos da diabetes mellitus, com a diferença básica da ausência da glicosúria (aumento de
açúcares da urina) e não há hiperglicemia (glicose do sangue elevada). Problemas de visão são raros. O excesso de
diurese continua dia e noite. Em crianças, a DI pode interferir no apetite, no ganho de peso e no crescimento. Ela pode
levar à febre, vômitos ou diarréia. Adultos com uma DI sem tratamento permanecem saudáveis por décadas desde que a
ingestão de água seja suficiente para compensar as perdas urinárias. Entretanto, há um risco contínuo de desidratação.
• Gastrina: é um hormônio formado por 17 resíduos de aminoácidos que estimula a secreção de ácido gástrico no
estômago. É secretada pelas células G no estômago e no duodeno. É também fundamental para o crescimento
da mucosa gástrica e intestinal.
• Leptina (leptus = magro): produzida pelos adipócitos e inibe a vontade de ingestão de alimentos. Contém 167
aminoácidos.
PROTEÍNAS
As proteínas são compostos orgânicos de estrutura complexa e massa molecular elevada (de 5.000 a 1.000.000
ou mais unidades de massa atómica), sintetizadas pelos organismos vivos através da condensação de um grande
número de moléculas de alfa-aminoácidos, através de ligações denominadas ligações peptídicas. Uma proteína é um
conjunto de 100 ou mais aminoácidos, sendo os conjuntos menores denominados polipeptídeos.
Em resumo, as proteínas são pilímeros de alto peso molecular (acima de 10000) formados por cadeias de
aminoácidos unidos entre si por ligações peptídicas.
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OBS : Aminoácidos são compostos quaternários de carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N) – também chamado de
azoto no Brasil. São constituídas por dois grupos funcionais: o grupo amina (R-NH2-) e o grupo carboxilo (-COOH), derivados dos
aminoácidos e que estabelecem as ligações peptídicas. Existem 300 tipos de aminoácidos, porém somente 20 são utilizados no
organismo humano, sendo denominados aminoácidos primários ou padrão; apenas esses podem ser sintetizados pelo DNA humano.
Desses 23, oito são ditos essenciais: o organismo humano não é capaz de produzi-los, e por isso é necessária a sua ingestão através
dos alimentos para evitar sua deficiência no organismo. Uma cadeia de aminoácidos denomina-se de "peptídeo", estas podem possuir
dois aminoácidos (dipeptídeos), três aminoácidos (tripeptídeos), quatro aminoácidos (tetrapeptídeos), ou muitos aminoácidos
(polipeptídeos). O termo proteína é dado quando na composição do polipeptídeo entram centenas ou milhares de aminoácidos. As
ligações entre aminoácidos denominam-se ligações peptídicas e estabelecem-se entre o grupo amina de um aminoácido e o grupo
carboxilo de outro aminoácido, com a perda de uma molécula de água.
ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS
1. Estrutura Primária: É dada pela seqüência de aminoácidos ao longo da cadeia polipeptídica. É o nível estrutural
mais simples e mais importante, pois dele deriva todo o arranjo espacial da molécula. São específicas para cada
proteína, sendo geralmente determinados geneticamente. A estrutura primária da proteína resulta em uma longa
cadeia de aminoácidos semelhante a um "colar
de contas", com uma extremidade "amino
terminal" e uma extremidade "carboxi terminal".
Sua estrutura é somente a seqüência dos
aminoácidos, sem se preocupar com a
orientação espacial da molécula. A estrutura
primária de uma proteina é destruida por
hidrólise química ou enzimática das ligações
peptídicas, com liberação de peptídeos menores
e aminoácidos livres.
2. Estrutura secundária: É dada pelo arranjo espacial de aminoácidos próximos entre
si na seqüência primária da proteína. É o último nível de organização das proteínas
fibrosas, mais simples estruturalmente. Ocorre graças à possibilidade de rotação das
ligações entre os carbonos a dos aminoácidos e seus grupamentos amina e
carboxila. O arranjo secundário de um polipeptídeo pode ocorrer de forma regular;
isso acontece quando os ângulos das ligações entre carbonos a e seus ligantes são
iguais e se repetem ao longo de um segmento da molécula. A cadeia se estabiliza
graças às interações das pontes de hidrogênio. Ex: queratina e colágeno.
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3. Estrutura terciária: Resulta do enrolamento da hélice ou da folha pregueada,
sendo mantido por pontes de hidrogénio e dissulfito. Esta estrutura confere a
atividade biológica às proteínas. A estrutura terciária descreve o dobramento final
de uma cadeia, por interações de regiões com estrutura regular ou de regiões
sem estrutura definida. Podendo haver interações de segmentos distantes de
estrutura primária, por ligações não covalentes. Nessa estrutura, as proteínas
hidrossolúveis se envolvem com o interior apolar. As cadeias polipeptídicas se
dobram, gerando pontes de hidrogênio e ligações dissulfetos.
4. Estrutura quaternária: Algumas proteínas podem ter duas ou mais
cadeias polipeptídicas. E essa transformação das proteínas em estruturas
tridimensionais é a estrutura quaternária. Elas são guiadas e estabilizadas
pela mesmas interações da terciária. A junção de cadeias polipeptídicas
pode.produzir diferentes funções para os compostos. Um dos principais
exemplos de estrutura quaternária é a hemoglobina. Sua estrutura é
formada por quatro cadeias polipeptídicas.
OBS5: Todos os modelos de estrutura de proteínas
há a presença de um amino-terminal e um grupo
carboxil-terminal, ambos ligados ao carbono α. O
que garante as diferentes formas das proteínas são
as interações entre aminoácidos relativamente
distantes e a presença do aminoácido prolina na
cadeia. A prolina garante um giro brusco de 180º à
estrutura da proteína, enquanto os aminoácidos
interagem entre sí, dependendo do tipo de radical
de cada um deles. A interação pode se dar por
interação hidrofóbica (1, radicais com cadeia
curta ou anel fenil), ponte dissulfeto (2, ligação
covalente), ponte de hidrogênio (3, H F, O, N)
ou interação eletrostática (4).
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OBS : Existem formas de intervir nessas interações proteícas intrínsecas, por meio de um aquecimento (calor), pH
(HCl), detergentes (atua nas interações hidrofóbicas), solventes orgânicos, agentes redutores, ácidos/base e outros
agentes que interferem nessas interações, desnaturando a proteína a partir do momento que a sua configuração normal
foi alterada.
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OBS : A desnaturação por meio desses fatores não quebram as ligações peptídicas, ou seja, não separam um
aminoácido do outro. A única maneira de intervir nesse nível é por meio de enzimas que quebrem as ligações peptídicas
(pepsina, tripsina, etc).
CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNA QUANTO À COMPOSIÇÃO
Quanto a estrutura molecular as proteínas são classificadas em:
1. Simples: constituídas somente por aminoácidos. A hidrólise completa dessas proteínas produz unicamente α-
aminoácidos e peptídeos.
Albuminas: solúveis em água e coagulam pelo calor. Ex: ovoalbumina (albumina do ovo), lactoalbumina
(leite), legumitina (ervilha).
Globulinas: insulúveis em água. Ex: miosina (musculi) e legumina (ervilha).
Glutelinas: insulúveis em água. Ex: glutelina (trigo).
Prolaminas: insolúveis em água. Ex: gliadina (trigo), zeína (milho), hordeína (cevada).
Escleroproteínas: muito insolúveis, pois são estruturantes. Ex: queratina (pele, cabelo), colágeno
(ligamento e tendões).
2. Conjugadas (complexas): proteínas que apresentam a cadeia de aminoácidos ligada a um radical diferente
(grupo prostético). Dependendo do grupo prostético, as proteínas podem ser classificadas em:
Glicoproteínas: o grupo é um carboidrato (glicídio). Exemplos: mucina (saliva), osteomucóide (ossos),
imunoglobulina.
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Cromoproteínas: o grupo é um pigmento (heme, carotenóides). Exemplos: clorofila (vegetais verdes) e
hemoglobina (sangue).
Fosfoproteínas: o grupo é o ácido fosfórico. Exemplos: vitelina (gema do ovo) e caseina (leite).
Nucleoproteínas: o grupo é um ácido heterocíclico complexo.
Lipoproteína: o grupo é um lipídio. Ex: lipoproteínas de membrana.
Metaloproteínas: o grupo é um metal (Cu, Fe). Ex: ceruloplasmina (Cu), siderofilina (Fe).
FUNÇÕES BIOLÓGICAS
1. Função enzimática: são proteínas capazes de catalizar reações bioquímicas como, por exemplo, as lipases. As
enzimas não reagem, são reutilizadas (sempre respeitando o sítio ativo) e são específicas. As enzimas reduzem
a energia de ativação das reações químicas. A função da enzima depende diretamente de sua estrutura. São
proteínas altamente especializadas e com atividade catalítica. Mais de 2000 enzimas são conhecidas, cada uma
capaz de catalisar um tipo diferente de reação química. Ex: tripsina, lipase, amilase.
2. Função transportadora: carregam outras substâncias para várias partes do corpo. Ex: hemoglobina,
mioglobina, lipoproteínas.
3. Função contrátil: encurtam as fibras musculares. Ex: actina, miosina
4. Função estrutural: São aquelas que participam dos tecidos dando-lhes rigidez, consistência e elasticidade. São
proteínas estruturais: colágeno (constituínte das cartilagens), actina e miosina (presentes na formação das fibras
musculares), queratina (principal proteína do cabelo), fibrinogênio (presente no sangue), albumina (encontrada
em ovos) e outras. Ex:queratina, colágeno, elastina.
5. Função de defesa: Os anticorpos são proteínas que realizam a defesa do organismo, especializados no
reconhecimento e neutralização de vírus, bactérias e outras substâncias estranhas. O fibrinogênio e a trombina
são outras proteínas responsáveis pela coagulação do sangue e prevenção de perda sanguínea em casos de
cortes e machucados. Ex: anticorpos, fibrina e trombina.
6. Função hormonal: Exercem alguma função específica sobre algum órgão ou estrutura de um organismo como,
por exemplo, a insulina (embora tecnicamente a insulina seja considerada apenas um polipeptídeo, devido a seu
pequeno tamanho). Ex: insulina, glucagon, tiroxina.
7. Função nutritiva: presente em alimentos variados. Ex: gliadina, caseína, ovoalbumina.
DIGESTÃO E ABSORÇÃO DE PROTEÍNAS
Na boca, não há ação de enzimas contra as proteínas. Ao chegar no estômago, as proteínas ficam à deriva do
baixo pH proporcionado pelo HCl (desnaturando a proteína), abrindo mais a cadeia proteíca, para sofrer ação da
peptina, que quebra proteínas grandes em peptídios menores.
Esses peptídios sofrem a ação das enzimas tripsina e quimiotripsina (ativadas pelo bicarbonato do suco biliar) no
intestino, sendo convertidos em oligopeptídeos (com 2 a 5 aminoácidos, que devem ser quebrados pelas
aminopeptidases, liberadas pela mucosa intestinal) e aminoácidos que são absorvidos pelos enterócitos.
Aminoácidos hidrofóbicos (metionina,
arginina, leucina, isoleucina) são
transportados para os enterócitos por
difusão simples devido seu alto
gradiente de concentração e
solubilidade na membrana.
Outros aminoácidos são transportados
por difusão facilitada Na+ independente,
por meio de carreadores:
o y+: AA básicos, cisteína.
o L: hidrofóbicos, hidrofílicos.
o β: β-alanina.
Alguns aminoácidos entram por difusão
ativa dependente de Na+ (co-
transporte) por carreadores
dependentes de Na+:
o Y+: A.A. básicos, cisteína.
o Imino: carrega dos iminoácidos
(prolina, hidroxiprolina).
o X-G,A: ácido glutamico e ácido
aspartico.
o PHE: fenilalanina, metionina.
o B: hidrofóbicos.
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Dipeptídeos e tripeptídeos são introduzidos nos enterócitos por auxílio do H+, que entra devido a saída de Na+
(equilíbrio de prótons). São representados, principalmente, por aminoácidos ácidos, glicina-glicina, iminoácidos e
aminoácidos apolares. Quando no citoplasma dos enterócitos, esses peptídeos sofrem ação de proteases
citosólicas para serem convertidos em aminoácidos (ou continuarem como dipeptídeos). Na corrente sanguínea,
só chegam aminoácidos e dipeptídeos.
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OBS : Pacientes com patologias que acometam o pancreas (como a pancreatite), devem adotar dieta proteíca rica em
dipeptídeos, que são absorvidos dessa maneira mesmo sem serem degradados.
OBS9: A carnosina é um dipeptídeo (formado por β-alanina – Histidina) muito importante presente em carnes como
peito de frango e pernil de carneiro e porco que, segundo alguns estudos, atua contra a doença de Parkinson e
Alzheimer.
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