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Carregado porVinicius Trajano
Aula 02 proteinas e metabolismo de aa
O documento discute a estrutura e função das proteínas no corpo humano. As proteínas são compostas por aminoácidos e possuem estrutura primária, secundária, terciária e quaternária. Exemplos importantes como a hemoglobina e as imunoglobulinas são detalhados para ilustrar como as proteínas realizam funções vitais de transporte, catálise e defesa imunológica.
Aula 02 proteinas e metabolismo de aa
- 1. Proteinas Vinicius Nogueira TrajanoViniciusNogueira Trajano
- 2. Função das Proteínas CatáliseEnzimas Imunoglobulinas Anticorpos Transporte Hemoglobina, etc Regulação Hormônios Estrutural Revestimento e suporte Movimento Músculos, Cílios e Flagelos Toxinas Venenos
- 3. Aminoácidos Todas as proteínassão compostas de aminoácidos São 20 os aminoácidos comuns A amina primária está ligada ao carbono α (adjacente ao COOH) Estrutura GeralEstrutura Geral R = Cadeia LateralR = Cadeia Lateral
- 4. Aminoácidos Por possuírem característicasácidas e básicas aminoácidos podem formar íons + e - Por sua característica, são chamados dePor sua característica, são chamados de zwitterionszwitterions
- 5. αα-Aminoácidos-Aminoácidos Exceto a glicina,o carbonoExceto a glicina, o carbono αα esta ligado a 4esta ligado a 4 substituintes diferentessubstituintes diferentes centro quiralcentro quiral Carboidratos na formaCarboidratos na forma DD Aminoácidos formaAminoácidos forma LL
- 6. Classificação dos AminoácidosClassificaçãodos Aminoácidos OO αα-amino grupo é igual para todos-amino grupo é igual para todos São classificados de acordo com a polaridade daSão classificados de acordo com a polaridade da cadeia lateralcadeia lateral HidrofóbicoHidrofóbico – cadeia lateral não polar– cadeia lateral não polar HidrofílicoHidrofílico – cadeias laterais neutras, carregadas– cadeias laterais neutras, carregadas negativamente, carregadas positivamentenegativamente, carregadas positivamente
- 7. Cadeias Laterais nãoPolares, NeutrasCadeias Laterais não Polares, Neutras
- 8. Cadeias Laterais nãoPolares, NeutrasCadeias Laterais não Polares, Neutras
- 9. Aminoácidos Neutros, PolaresAminoácidosNeutros, Polares
- 10. Aminoácidos Neutros, PolaresAminoácidosNeutros, Polares
- 11. Cadeias Laterais Polares,ÁcidasCadeias Laterais Polares, Ácidas
- 12. Cadeias Laterais Polares,BásicasCadeias Laterais Polares, Básicas
- 13. Ligação peptídicaLigação peptídica Proteínassão polímeros formados de aminoácidosProteínas são polímeros formados de aminoácidos Ligação peptídicaLigação peptídica – encadeamento de aminoácidos– encadeamento de aminoácidos
- 14. Estrutura Primária deProteínasEstrutura Primária de Proteínas Exemplo da seqüência de aminoácidos de umaExemplo da seqüência de aminoácidos de uma proteínaproteína Aqui são mostradas as abreviações usadas paraAqui são mostradas as abreviações usadas para designar aminoácidosdesignar aminoácidos
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- 16. Modelo em BastãoModeloem Bastão
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- 19. Estrutura Secundária deProteínasEstrutura Secundária de Proteínas Longas cadeias de aminoácidos em forma de fita ouLongas cadeias de aminoácidos em forma de fita ou cacho formando uma estrutura regularcacho formando uma estrutura regular Resultado das pontes de hidrogênio entreResultado das pontes de hidrogênio entre aminoácidos formadores da estruturaaminoácidos formadores da estrutura Estruturas secundárias comuns:Estruturas secundárias comuns: αα-hélice-hélice Folha pregueadaFolha pregueada Estrutura secundária garante novas propriedades aEstrutura secundária garante novas propriedades a proteína – rigidez, flexibilidade, etc.proteína – rigidez, flexibilidade, etc.
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- 21. αα-hélice-hélice Todo hidrogênioTodo hidrogênio amidae oxigênioamida e oxigênio carbonil estãocarbonil estão envolvidos naenvolvidos na ligaçãoligação
- 24. ColágenoColágeno Família de proteínasrelacionadasFamília de proteínas relacionadas ±1/3 de todas as proteínas no corpo humano1/3 de todas as proteínas no corpo humano Proteína estruturalProteína estrutural Formam tripla hélice -Formam tripla hélice - TropocolágenoTropocolágeno
- 25. Colágeno e VitaminaCColágeno e Vitamina C Vitamina C é utilizada para formar colágenoVitamina C é utilizada para formar colágeno Prolina e lisina no colágeno são convertidas em 4-Prolina e lisina no colágeno são convertidas em 4- hidroxiprolina e 5-hidroxilisina, necessárias para estahidroxiprolina e 5-hidroxilisina, necessárias para esta vitaminavitamina
- 26. Estrutura Terciária deProteínasEstrutura Terciária de Proteínas Proteínas FibrosasProteínas Fibrosas •Insolúveis em águaInsolúveis em água •Presentes em tecido connectivoPresentes em tecido connectivo •Seda, colágeno,Seda, colágeno, αα-queratina-queratina Proteínas GlobularesProteínas Globulares •Solúveis em águaSolúveis em água •Presentes nas célulasPresentes nas células •Estrutura 3-D terciáriaEstrutura 3-D terciária
- 27. Estrutura Terciária deProteínasEstrutura Terciária de Proteínas
- 28. Estrutura Terciária deProteínasEstrutura Terciária de Proteínas Oxidação da cisteína – formação de cistinaOxidação da cisteína – formação de cistina
- 29. Estrutura Quaternária deProteínasEstrutura Quaternária de Proteínas Muitas proteínas não são simples cadeias peptídicasMuitas proteínas não são simples cadeias peptídicas Elas são combinações de várias proteínasElas são combinações de várias proteínas •Agregados de pequenas proteínas globularesAgregados de pequenas proteínas globulares •Freqüentemente subunidades idênticas de umaFreqüentemente subunidades idênticas de uma mesma proteínasmesma proteínas Proteínas conjugadasProteínas conjugadas – incorporam outro tipo de– incorporam outro tipo de estrutura para executar uma função específicaestrutura para executar uma função específica Grupo prostéticoGrupo prostético – componentes não protéicos– componentes não protéicos
- 30. Estrutura Quaternária deProteínasEstrutura Quaternária de Proteínas Estruturas AgregadasEstruturas Agregadas Este exemplo mostraEste exemplo mostra 4 diferentes proteínas4 diferentes proteínas e 02 grupose 02 grupos prostéticosprostéticos
- 31. Hemoglobina e MioglobinaHemoglobinae Mioglobina HemoglobinaHemoglobina –– Proteína transportadora de oxigênioProteína transportadora de oxigênio nas hemáciasnas hemácias MioglobinaMioglobina –– Proteína que estoca oxigênio nosProteína que estoca oxigênio nos músculos esqueléticosmúsculos esqueléticos Ambas contam com o grupo Heme para a fixação doAmbas contam com o grupo Heme para a fixação do oxigêniooxigênio
- 32. HemeHeme MioglobinaMioglobina 1 grupo Heme1grupo Heme HemoglobinaHemoglobina 4 grupos Heme4 grupos Heme
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- 35. Hemoglobina e oTransporte de OxigênioHemoglobina e o Transporte de Oxigênio Nos pulmões, onde há abundancia de oxigênio, asNos pulmões, onde há abundancia de oxigênio, as moléculas são captadas pela hemoglobinamoléculas são captadas pela hemoglobina Quando o sangue alcança as células, o oxigênio éQuando o sangue alcança as células, o oxigênio é transferido da hemoglobina.transferido da hemoglobina.
- 36. Transporte de Oxigênioda Mãe para o FetoTransporte de Oxigênio da Mãe para o Feto O oxigênio é transferido da mãe para o feto porO oxigênio é transferido da mãe para o feto por difusão através da placentadifusão através da placenta O feto possui um tipo diferente e mais eficiente deO feto possui um tipo diferente e mais eficiente de hemoglobinahemoglobina Hemoglobina Fetal – HbFHemoglobina Fetal – HbF Resultando numa transferência mais eficiente doResultando numa transferência mais eficiente do oxigênio para as célulasoxigênio para as células A produção de HbF diminui progressivamente após oA produção de HbF diminui progressivamente após o nascimentonascimento
- 37. Anemia FalsiformeAnemia Falsiforme Umaalteração no gene resulta na síntese de umaUma alteração no gene resulta na síntese de uma hemoglobina mutante – 1 A.A. é substituídohemoglobina mutante – 1 A.A. é substituído Está hemoglobina é capaz de transportar oxigênioEstá hemoglobina é capaz de transportar oxigênio mas induz uma deformação na hemácia – alongada,mas induz uma deformação na hemácia – alongada, em forma de foiceem forma de foice Dificulta a passagem através dos capilaresDificulta a passagem através dos capilares Causando danos aos tecidos -Causando danos aos tecidos - ↓↓ microcirculaçãomicrocirculação AfetaAfeta ±± 0,4% da população das américas0,4% da população das américas
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- 39. Hemácia Normal eFalsiformeHemácia Normal e Falsiforme NormalNormal FalsiformeFalsiforme
- 40. Resumo da Estruturade ProteínasResumo da Estrutura de Proteínas
- 41. Efeito da Temperaturae do pHEfeito da Temperatura e do pH Ambos podem alterar a estrutura tridimensional daAmbos podem alterar a estrutura tridimensional da proteína, comprometendo sua funçãoproteína, comprometendo sua função DesnaturaçãoDesnaturação Favorecendo a precipitaçãoFavorecendo a precipitação CoagulaçãoCoagulação Exemplos: Ovos fritosExemplos: Ovos fritos Ação do HCl no estômagoAção do HCl no estômago
- 42. Desnaturando uma ProteínaDesnaturandouma Proteína
- 43. HidróliseHidrólise Resulta na reduçãode proteínas a peptídeos simplesResulta na redução de proteínas a peptídeos simples ou aminoácidosou aminoácidos O grau de hidrólise depende do pH, da temperatura eO grau de hidrólise depende do pH, da temperatura e do tempo de exposiçãodo tempo de exposição
- 44. Efeito da Temperaturae do pHEfeito da Temperatura e do pH Mudança no pH pode alterar aMudança no pH pode alterar a carga da proteína.carga da proteína. Isto altera sua solubilidade e podeIsto altera sua solubilidade e pode mudar sua cargamudar sua carga
- 45. Exemplo de Proteínas- HormôniosExemplo de Proteínas - Hormônios FonteFonte AçãoAção GastrinaGastrina estomagoestomago secreção de HClsecreção de HCl GlucagonGlucagon pâncreaspâncreas estimula metabolismo doestimula metabolismo do glicogênioglicogênio InsulinaInsulina pâncreaspâncreas regula nível de glicoseregula nível de glicose ProlactinaProlactina hipófisehipófise estimula lactaçãoestimula lactação VasopressinaVasopressina hipófisehipófise reduz fluxo urinárioreduz fluxo urinário
- 46. Tamanho de AlgumasProteínas ImportantesTamanho de Algumas Proteínas Importantes ProteínaProteína P.M.P.M. No A.A.No A.A. InsulinaInsulina 6.0006.000 5151 Citocromo CCitocromo C 16.00016.000 104104 HemoglobinaHemoglobina 65.00065.000 574574 Gama globulinaGama globulina 176.000176.000 13201320 MiosinaMiosina 800.000800.000 61006100
- 47. Galeria de ProteínasGaleriade Proteínas InsulinaInsulina HumanaHumana 51 resíduos51 resíduos 3 S-S3 S-S
- 48. Galeria de ProteínasGaleriade Proteínas Hormônio doHormônio do CrescimentoCrescimento HumanoHumano 596 resíduos596 resíduos
- 49. Galeria de ProteínasGaleriade Proteínas Imunoglobulina (FC)Imunoglobulina (FC) – 262 resíduos– 262 resíduos A forma “Y” é composta por 04 subunidades unidasA forma “Y” é composta por 04 subunidades unidas por pontes S-Spor pontes S-S Sítio de ligação aSítio de ligação a antígenosantígenos
- 50. Metabolismo dos AminoácidosMetabolismodos Aminoácidos
- 51. Metabolismo dos AminoácidosMetabolismodos Aminoácidos •Cerca de 75% de todos A.A. são utilizados naCerca de 75% de todos A.A. são utilizados na síntese de proteínassíntese de proteínas •A.A. podem ser originados da dieta ou daA.A. podem ser originados da dieta ou da degradação de proteínas endógenasdegradação de proteínas endógenas •A degradação é um processo contínuo onde asA degradação é um processo contínuo onde as proteínas estão constantemente sendo substituídas –proteínas estão constantemente sendo substituídas – Protein TurnoverProtein Turnover •Com freqüência a substituição de uma proteína podeCom freqüência a substituição de uma proteína pode variar enormementevariar enormemente
- 52. Exemplo do Turnoverde Proteínas no HomemExemplo do Turnover de Proteínas no Homem
- 53. Outras AplicaçõesOutras Aplicações •A.A.servem como fonte de nitrogênio para outrosA.A. servem como fonte de nitrogênio para outros compostos no organismocompostos no organismo Bases Nitrogenadas do DNA e RNABases Nitrogenadas do DNA e RNA Grupo Heme e estruturas similares na mioglobina,Grupo Heme e estruturas similares na mioglobina, hemoglobina, citocromos, enzimas...hemoglobina, citocromos, enzimas... Acetilcolina e outros neurotransmissoresAcetilcolina e outros neurotransmissores Hormônios e fosfolipídeosHormônios e fosfolipídeos A.A. são utilizados como fonte de energia, após aA.A. são utilizados como fonte de energia, após a remoção do nitrogênio -remoção do nitrogênio - catabolismocatabolismo
- 54. Necessidades de Aminoácidosna DietaNecessidades de Aminoácidos na Dieta EssenciaisEssenciais não essenciaisnão essenciais Arginina*Arginina* AlaninaAlanina HistidinaHistidina AspartatoAspartato IsoleucinaIsoleucina CisteínaCisteína LeucinaLeucina GlutamatoGlutamato LisinaLisina GlicinaGlicina Metionina*Metionina* ProlinaProlina Fenilalanina*Fenilalanina* SerinaSerina TreoninaTreonina TirosinaTirosina TriptofanoTriptofano ValinaValina
- 55. Maiores Vias Metabólicasdos AminoácidosMaiores Vias Metabólicas dos Aminoácidos
- 56. Catabolismo dos AminoácidosCatabolismodos Aminoácidos •A.A. não podem ser estocados pelo organismoA.A. não podem ser estocados pelo organismo •Quando há excesso de A.A. ou perda de outrasQuando há excesso de A.A. ou perda de outras fontes de energia, o organismo os utiliza na produçãofontes de energia, o organismo os utiliza na produção de energiade energia •Diferente de lipídeos e carboidratos, aminoácidosDiferente de lipídeos e carboidratos, aminoácidos requerem a remoção do grupo aminarequerem a remoção do grupo amina •Essa remoção pode resultar na síntese deEssa remoção pode resultar na síntese de intermediários tóxicos para a célulaintermediários tóxicos para a célula
- 57. Catabolismo de AminoácidosCatabolismode Aminoácidos Remoção doRemoção do αα-amino grupo-amino grupo O processo consiste de 02 passosO processo consiste de 02 passos Reação de transaminaçãoReação de transaminação Aminotranferases movem o grupo amino para oAminotranferases movem o grupo amino para o αα-- cetoglutarato, produzindo glutamato ou para ocetoglutarato, produzindo glutamato ou para o oxaloacetato, produzindo aspartatooxaloacetato, produzindo aspartato Desaminação oxidativaDesaminação oxidativa Remoção do grupo amina do glutamato, produzindoRemoção do grupo amina do glutamato, produzindo um íon amônioum íon amônio
- 58. Exemplo de TransaminaçãoExemplode Transaminação Enzima utilizada é a alaninaEnzima utilizada é a alanina aminotransferaseaminotransferase
- 59. Exemplo de DesaminaçãoOxidativaExemplo de Desaminação Oxidativa
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- 61. A Desaminação ProduzEsqueletosA Desaminação Produz Esqueletos CarbonadosCarbonados Aminoácidos GlicogênicosAminoácidos Glicogênicos São metabolizados a piruvato, 3-fosfoglicerato,São metabolizados a piruvato, 3-fosfoglicerato, αα-- cetoglutarato, oxaloacetato,fumarato ou succinil-CoAcetoglutarato, oxaloacetato,fumarato ou succinil-CoA Aminoácidos CetogênicosAminoácidos Cetogênicos Produzem Acetil-CoA ou acetoacetatoProduzem Acetil-CoA ou acetoacetato
- 62. Onde os A.A.entram no cicloOnde os A.A. entram no ciclo
- 63. Aminoácidos não EssenciaisAminoácidosnão Essenciais
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- 65. Ciclo da UréiaCicloda Uréia Todo aminoácido em excesso é desaminadoTodo aminoácido em excesso é desaminado Este processo resulta na produção de amônia que éEste processo resulta na produção de amônia que é tóxica e deve ser eliminadatóxica e deve ser eliminada O ciclo da uréia tem este propósitoO ciclo da uréia tem este propósito •Ocorre no fígadoOcorre no fígado •Resulta na formação de uréiaResulta na formação de uréia •Eliminada na urinaEliminada na urina
- 68. Ciclo da UréiaCicloda Uréia •Nos mamíferos, o bloqueio de qualquer passo doNos mamíferos, o bloqueio de qualquer passo do ciclo da uréia é incompatível com a vidaciclo da uréia é incompatível com a vida •Não dispomos de via alternativa para a eliminaçãoNão dispomos de via alternativa para a eliminação de NHde NH44 ++ •Algumas alterações genéticas podem afetar:Algumas alterações genéticas podem afetar: arginasearginase carbamoil fosfato sintasecarbamoil fosfato sintase ornitina transcarbamoilaseornitina transcarbamoilase
- 69. Intermediários BiossintéticosIntermediários Biossintéticos Determinadospassos do metabolismo dosDeterminados passos do metabolismo dos carboidratos podem ser usados para produzircarboidratos podem ser usados para produzir intermediários importantesintermediários importantes •Pode desviar o excesso de metabólicos para aPode desviar o excesso de metabólicos para a síntese de glicerol e lipídeossíntese de glicerol e lipídeos •Pode ser utilizado para a síntese de aminoácidos –Pode ser utilizado para a síntese de aminoácidos – não essenciaisnão essenciais •Podem produzir Heme para hemoglobinaPodem produzir Heme para hemoglobina •Podem produzir ribose – esqueleto nucleotídicoPodem produzir ribose – esqueleto nucleotídico
- 70. Produção de IntermediáriosProduçãode Intermediários
- 71. Produção de IntermediáriosProduçãode Intermediários
- 72. Metabolismo das DrogasMetabolismodas Drogas Vimos como os nutrientes podem ser utilizados para aVimos como os nutrientes podem ser utilizados para a obtenção de energia e síntese de intermediários doobtenção de energia e síntese de intermediários do metabolismometabolismo Quando uma substância estranha é introduzida noQuando uma substância estranha é introduzida no corpo, como ele controla isso???corpo, como ele controla isso??? Um modo de compreender este processo é entenderUm modo de compreender este processo é entender o metabolismo das drogaso metabolismo das drogas
- 73. Metabolismo das DrogasMetabolismodas Drogas Substâncias estranhas são modificadas pelo corpoSubstâncias estranhas são modificadas pelo corpo através de uma série de reações químicas –através de uma série de reações químicas – metabolismometabolismo ouou biotransformaçãobiotransformação Este passo tem basicamente 02 objetivosEste passo tem basicamente 02 objetivos •TransformaçãoTransformação do compostos em um ou maisdo compostos em um ou mais metabólitos menos ativos farmacologicamente –metabólitos menos ativos farmacologicamente – menos tóxico, potencialmentemenos tóxico, potencialmente •ConversãoConversão em metabólitos mais solúveis em Hem metabólitos mais solúveis em H22O, osO, os quais podem ser eliminados mais rapidamentequais podem ser eliminados mais rapidamente
- 74. Metabolismo das DrogasMetabolismodas Drogas Algumas drogas são completamente metabolisadasAlgumas drogas são completamente metabolisadas em outros compostos antes de serem excretadasem outros compostos antes de serem excretadas Outras permanecem inalteradas após sua excreçãoOutras permanecem inalteradas após sua excreção Muitas drogas, entretanto, sofrem a combinação dosMuitas drogas, entretanto, sofrem a combinação dos dois processosdois processos
- 75. Metabolismo das DrogasMetabolismodas Drogas Enquanto algumas drogas são convertidas emEnquanto algumas drogas são convertidas em metabólitos menos ativos, outras são convertidas dametabólitos menos ativos, outras são convertidas da forma inativa (forma inativa (pró-drogapró-droga) à forma ativa) à forma ativa Outras são convertidas de uma forma pouco ativa emOutras são convertidas de uma forma pouco ativa em metabólitos mais ativosmetabólitos mais ativos Todos esses fatores são considerados quando seTodos esses fatores são considerados quando se desenvolve e testa uma nova drogadesenvolve e testa uma nova droga
- 76. Sumário do Metabolismodas DrogasSumário do Metabolismo das Drogas