Curso de Bioquímica: Estrutura e função de aminoácidos (parte I)

Olá queridos alunos eu sou o professor Sérgio e o assunto da aula de hoje será aminoácidos ess essa aula foi dividida em duas partes hoje veremos a primeira parte aminoácidos mas antes de iniciar a aula de prosseguir exatamente com a aula gostaria de fazer duas perguntas a vocês primeiro Alguém sabe o que é glutamato sódico bem como nós podemos ver nessa imagem o glutamato sódico ele é um aminoácido e veremos o a definição de aminoácidos para que para que possamos considerar essa molécula como aminoácido mas de antemão posso adiantar para vocês que aminoácido qualquer molécula

que apresenta um grupamento ácido carboxílico e um grupamento Amino o glutamato sódico é encontrado é um sal encontrado em diversas proteínas e que dá sabor aquelas proteínas que dá o sabor característico da alimentação com proteína pensando nisso os pesquisadores extraíram isolaram o glutamato sódico e utilizam ele como um tempero tempero muito conhecido que é o agin moto agin moto é um tempero que consegue dar um sabor melhor às alimentações e que é um aminoácido extraído das proteínas a segunda pergunta é alguém sabe o que é aspartame bem aspartame acho que a maioria de vocês deve

saber é um uma molécula utilizada como adoçante em diversas marcas comerciais Mas se nós olharmos a molécula aspartame nada mais nada menos é do que um dipeptídeo ou seja dois aminoácidos ligados um ao outro através de uma ligação peptídica o primeiro aminoácido é o ácido aspártico e o segundo aminoácido é a fenilalanina modificada com o grupamento metil nessa posição então é metil fenilalanina com o ácido aspártico esse dipeptídeo tem a característica eu ten a propriedade de estimular as papilas gustativas no sentido de torná-las né sensível ao sabor doce do aspartame bem nossa aula de hoje

seguirá o seguinte roteiro inicialmente veremos Quais as funções dos aminoácidos nos sistemas biológicos quais as características gerais dos aminoácidos como é numerado os aminoácidos O que significa centro quiral como é dada A nomenclatura dos aminoácidos Qual a classificação dos aminoácidos os tipos de aminoácidos de acordo com e as moléculas que se encontra na sua cadeia lateral quais os aminoácidos que não são muito comuns de se encontrar em proteínas ionização dos aminoácidos e vamos concluir essa aula com a curva de titulação dos aminoácidos Então os aminoácidos Ele eles têm diversas funções né os aminoácidos nós como

nós falamos no início da aula são moléculas que apresentam um grupamento ácido e esse grupamento ácido nós veremos ainda nessa aula aqui muitas vezes elas se ionizam carregando-os portanto eh com carga negativa além do grupamento ácido os aminoácidos também possuem um grupamento Amina que muitas vezes dependendo do PH também se ioniza produzindo uma carga positiva além desses dois grupamentos químicos um grupo ácido um grupo básico os aminoácidos possuem também uma cadeia lateral essa cadeia lateral esse grupo R aqui é o que caracteriza cada tipo de aminoácido então todos os aminoácidos possuem carboxila todos os aminoácidos

possuem grupamento Amina mas a cadeia lateral de cada aminoácido é diferente além desses três grupamentos os aminocidos possui um carbono que interliga o grupamento ácido o grupamento amina e a cadeia lateral esse carbono é chamado de carbono alfa e ligado ao carbono Alfa um hidró Quais as principais funções dos aminoácidos primeira delas a primária na verdade é formação de um polímero chamado de proteína ou chamado de peptídio isso vai depender do tamanho da cadeia então esses aminoácidos eles se ligam uns aos outros através de uma ligação através de uma reação de desidratação Produzindo um polímero

chamado proteína e a ligação entre o aminoácido e outra chamado ligação peptídica além de formação de polímeros os aminoácidos isoladamente podem ter funções biológicas dentre elas é a função de transmitir impulsos nervosos entre células neuronais entre neurônios essa função é a função de neurotransmissores alguns eh alguns aminoácidos tem a função de neurotransmissores como é o caso do glutamato do aspartato e também da glicina eles são produzidos por por neurônios são são eliminados na sinapse nervosa e conseguem excitar os seus receptores no neurônio pós-sináptico além da função de neurotransmissão de impulsos nervosos os aminoácidos também são

precursores biológicos de diversas moléculas importantíssimas como cetoácidos nós veremos no decorrer desse curso que alguns seto Aços são importantíssimos para repor moléculas que são utilizadas em biossíntese principalmente no ciclo de crebs ou também no ciclo da ureia também aminoácidos produzem aminas biogênicas nós veremos serotonina estamina são aminas biogênicas derivadas de aminoácidos também aminoácidos são utilizados para produzir glicose quando nós nos alimentamos de um um excesso de proteína esse excesso de aminoácido que nós adquirimos são transformados em glicose também são transformados em nucleotídeos os nucleotídeos possuem bases nitrogenadas e boa parte dessas bases nitrogenadas tem como

derivado comum alguns aminoácidos além de produzir o grupamento m e também produzir a creatina uma outra função dos aminácidos é o transporte de grupamento Amino pra produção de aminas biogênicas paraa produção de nucleotídeos pra produção de m de creatina e de outras moléculas que possuem grupamento Amina os aminoácidos conseguem transportar esse grupamento amina e doar paraa molécula que há necessidade para sua síntese características gerais dos aminoácidos então vimos no slide anterior que os aminoácidos possuem dois grupos funcionais o grupamento ácido e o grupamento Amina esse grupamento ácido e esse grupamento Amina dá uma característica importante

dos aminoácidos e consequentemente das proteínas que é uma característica anfotérica ou seja os aminoácidos funcionam de um jeito em PH ácido funcionam de outro jeito em ph alcalino então possuir dois grupamentos funcionais grup amina e grupamento ácido possui a cadeia lateral R que varia de aminoácido para aminoácido possui o hidrogênio e possui o carbono que é chamado de carbono Alfa Ok então elementos chaves do aminoácido carbono hidrogênio nitrogênio e oxigênio alguns aminoácidos metionina cistina possui enxofre e a cadeia lateral desse aminoácido varia eh varia em cada aminoácido e nós podemos nós encontramos na natureza 20

tipos de cadeias laterais diferentes o que nos dão 20 tipos de aminoácidos diferentes aí vocês Poderiam me perguntar Só existe 20 aminoácidos na natureza não existe muitos muitos mais muitos outros aminoácidos nós veremos no decorrer dessa aula mas que podem entrar na síntese das proteínas apenas 20 e essa delimitação é dada pelo código genético o código genético é Quem determina quais aminoácidos vão entrar nas proteínas e nós possuímos rnat sintetases correspondentes simplesmente a produção de 20 aminoácidos que vão compor todas as nossas proteínas numerando assim os aminoácidos nós veremos que né a numeração dos aminoácidos

eles são feit base eles ela é feita baseada nos carbonos cada carbono recebe uma numeração e recebe também uma letra do alfabeto grego que representa a sua sequência o primeiro carbono é o carbono da carboxila do aminoácido Então essa carboxila aqui é o primeiro carbono ou seja onde se inicia proteína nós vamos ver quando quando vermos a aula de proteína que as proteínas podem ser divididas né as proteínas apresentam uma extremidade chamada extremidade carboxiterminal ou C terminal que é justamente onde tem a carboxila e a extremidade n terminal que tem o grupamento Amino então primeiro

aminoácido Ou melhor o primeiro carbono do aminoácido é o carbono da carboxila o segundo carbono segundo carbono vai ser o carbono Alfa Então quando vocês escutarem falar a aconteceu isso no carbono Alfa carbono Alfa é justamente o segundo carbono do da cadeia do aminoácido os outros carbonos são os carbonos da cadeia lateral terceiro carbono é chamado carbono beta o carbono 4 Gama o o carbono 5 o delta e o carbono 6 o és obviamente existe cadeas laterais que é lizina possu ser até o carbono éson mas existem outras cadeas laterais menores que não apresentam essa

quantidade de carbonos e obviamente essa sequência vai seguir até a quantidade de carbonos que existir na cadeia lateral do aminoácido Então os carbono os aminoácidos apresentam um carbono Alfa ligado a quatro elementos diferentes né Nós podemos ver aqui esse esse aminoácidos ligado esse aminoácido ligado a um grupamento Amina ligado a uma carboxila há um grupamento R que varia de aminoácido para aminoácido E também há um hidrogênio Então são quatro ligantes diferentes por serem quatro ligantes diferentes esse aminoácido apresenta pelo menos dois estereoisômeros ou seja isômeros que possuem propriedades ópticas diferentes O que que significa isso

se nós pudéssemos colocar esse Amino Aço de frente para um espelho nós obviamente observaríamos que todos esses grup grupos estariam contrários à molécula original então isso significa um par de estereoisômeros ou seja duas moléculas que são idênticas na sua composição molecular mas espacialmente os grupos apresentam posições diferentes e será que isso é importante veremos que sim veremos que isso tem extremo importância mas antes disso vamos ver como é que se dá a nomenclatura baseado nessa característica né dessa característica estéreo espacial dos aminoácidos Então os aminoácidos eles são são nomeados de acordo com a sua aparência

com o l gliceraldeído então o l gliceraldeído ele apresenta no seu carbono quiral mais próximo do grupamento funcional no caso o grupamento aldeído ele apresenta esse carbono quiral mais próximo do grupamento aldeído a hidroxila para o lado esquerdo se ela apresenta essa hidroxila para o lado esquerdo esse gliceraldeído foi chamado de l gliceraldeído l de levógiro levógiro significa do lado esquerdo por quê Porque se ele apresenta quatro ligantes diferentes no carbono quiral apresenta quatro ligantes diferentes essa hidroxila pode ficar do lado direito e aí vai se chamar de gliceraldeído deti destrero pela semelhança com l

gliceraldeído ou com o de gliceraldeído os aminoácidos também receberam uma nomenclatura muito parecida então nós podemos observar aqui do lado direito uma aminoácido o l aminoácido que não apresenta uma hidroxila como acontece com l gliceraldeído mas apresenta o grupamento amino que tá ligado ao carbono Alfa se esse grupamento Amino estiver do lado esquerdo é chamado de L aminoácido se esse grupamento Amino estiver do lado direito é chamado de D aminoácido Ok então todas as proteínas dos seres vivos são formadas por L aminoácidos Então os aminoácidos do tipo L compõe as proteínas os aminoácidos do tipo

D não consegue entrar nas proteínas isso por características por por características espaciais que não permitem com que eles formem proteínas nós podemos ver nesse slide L alanina e de alanina em duas formas diferentes a forma em perspectiva e a forma em projeção a forma em perspectiva ele mostra o que os grupos que estão atrás essa ligação aqui mostra que esses dois grupos eles estão atrás essa ligação aqui mostra que esses dois grupos eles estão pra frente do plano da molécula e aqui como nós costumamos ver nos livros né al L alanina e de alanina el

alanina o grupamento Amino do lado esquerdo de alanina do lado direito mas apenas os aminoácidos do tipo L compõe as nossas proteínas Ok mas qual realmente a importância desse saber ah por que que o aminoá é L Por que o aminoácido é d muitas propriedades biológicas das moléculas se baseiam na distribuição espacial desses grupamentos né dois exemplos aqui Ibuprofeno Ibuprofeno é um um anti-inflamatório muito utilizado bastante eficaz muito utilizado principalmente em pediatria o Ibuprofeno ele apresenta dois dois estereoisômeros um estereoisômero que é ativo que consegue ser ligar na cicloxigenase consegue inibir a atividade da cicloxigenase

e esse é o o estereoisômero que apresenta atividades que estou mostrando aqui com o metil para baixo com o hidrogênio para cima com o carboxila para lado direito e com esse outro grupamento aqui pro lado esquerdo esse aqui é o carbono quiral o Ibuprofeno Inativo ele vai apresentar de uma distribuição de grupamento diferente dessa e portanto inativa quando é extraído quando é produzido ibuprofen ele é produzido muitas vezes é uma mistura racêmica uma mistura de formas ativas e de formas inativas e obviamente a proporção de formas ativas e de formas inativas é quem vai dar

a característica da eficiência dessa molécula na como como molécula antiinflamatória mais abaixo nós podemos ver a mesma a outra molécula que também tem características bem parecidas que é a talidomida talidomida muitos de vocês devem conhecer principalmente com relação a sua eh o seu processo de de alterar o desenvolvimento embrionário né produzir né mutações que geram problemas no desenvolvimento embrionário mas a talidomida ela inicialmente foi utilizada como eh antiemético e olham só que ironia do destino talidomida usado como antiemético produz malformação congênita só que as mulheres durante o desenvolvimento embrionário e muitos apresentam muitos episódios de

emese precisa tomar antiemético E aí foi onde aconteceu o problema talidomida ela apresenta também uma forma ativa e uma forma inativa o carbono quiral aqui tá destacado em vermelho né E essa forma aqui é a forma ativa e a forma inativa apresenta esse hidrogênio para baixo e esse grupamento eh a do lado direito para cima e ela não apresentava eh atividade nenhuma mas a formativa ela apresenta uma atividade Mas por que que é tão importante a gente entender que lado está o grupamento para que aquela molécula seja realmente ativa vamos olhar aqui esse slide nesse

slide nós podemos observar do nosso lado esquerdo uma molécula que apresenta um hidrogênio da esquerda no meio um grupamento Amino do lado direito nós temos um grupamento carboxila em cima um R isso aqui é um aminoácido digamos assim um aminoácido ativo o l aminoácido e desse outro lado aqui nós temos o d aminoácido com o hidrogênio agora em vez do lado esquerdo do lado direito a o grupamento carboxila mudou de posição foi pro lado esquerdo mas o grupamento Amina continuou na mesma posição se observarmos aqui o receptor para esse aminoácido receptor ele consegue interagir com

grupamentos específicos então o título desse slide é interação entre biomoléculas são estéreo específicas ou seja os receptores possuem interação entre grupamentos que se tiverem em posição errada ele não vai conseguir interagir é o que acontece aqui o hidrogênio interage com essa parte da do receptor o grupamento amina com essa parte e o grupamento carboxila com essa outra outra parte aqui se nós invertermos tudo o grupamento carboxila não vai conseguir interagir com essa parte molécula porque ela só consegue reconhecer e interagir com o hidrogênio então o l aminoácido vai funcionar para interagir o d aminoácido não

vai funcionar e essa talvez seja a razão mais e facilmente explicável de porque algumas moléculas que t a mesma composição a mesma estrutura mas que apresenta apenas uma modificação espacial do dos grupamentos Químicos consegue ser ativas ou não com relação à sua atividade biológica Então vamos classificar os aminoácidos inicialmente de acordo com a sua a capacidade que as moléculas têm de sintetizá-los então de acordo com a capacidade que as células T de sintetizar os aminoácidos eles podem ser classificados em não essenciais ou seja as células conseguem conseguiram desenvolver uma rota metabólica para sintetizar aqueles aminoácidos

são eles o glutamato a Glutamina prolina arginina serina glicina cisteína aspartato asparagina alanina e tirosina todos esses aminoácidos as células humanas conseguem a partir de elementos mais simples eles conseguem formar ou sintetizar eles e os aminoácidos essenciais são aqueles que nós não possuímos rotas metabólicas capazes de sintetizar esses aminoácidos treonina metionina lisina valina leucina isoleucina istidina fanina e triptofano tem que ser tem que ser adquiridos da alimentação ou de vegetais ou de outros animais que se alimentaram desses aminoácidos Então nós não conseguimos sintetizar apenas vegetais e apenas bactérias por ventura que podem sintetizar ess aminos

possuim rotas metabólicas que sintetizam os amino aitos e nós adquirimos eles da alimentação Então para que nó possamos sintetizar nossas proteínas nós sintetizamos aminos essenciais Mas temos que adquirir os essenciais para que as proteínas possam ter todos os aminoácidos disponíveis paraa síntese delas Então qual o primeiro aminoácido descoberto primeiro aminoácido descoberto foi a asparagina nós podemos ver aqui asparagina possui um grupamento o grupamento carboxila o grupamento Amina que é o carbono alfa o hidrogênio aqui a cadeia lateral do da asparagina observemos que a asparagina apresenta um grupamento terminal aqui de amida é uma minina ligado

a um grupamento carbonila as paragina não tem esse nome por acaso ela foi descoberta em 1806 por pesquisadores que extraíram eh esse aminoácido purificaram esse aminoácido a partir do aspargo o aspargo que nós encontramos muitas vezes né no mar né durante nossos passeios nas praias eles possuem uma grande quantidade de proteínas com asparagina Então a partir do extrato bruto desse desse aspargo foi isolada asparagina foi o primeiro aminoácido isolado em 1806 então vamos conhecer aqui os 20 aminoácidos que compõem as proteínas em seres vivos glicina é o aminoácido mais simples de tudo é o único

que não apresenta carbono anomérico que não apresenta carbono quiral e por que que não apresenta carbono quiral porque a cadeia lateral da glicina é formada simplesmente por um hidrogênio Então esse carbono quiral esse carbono aqui carbono Alfa apresenta um hidrogênio para cima hidrogênio para baixo Então se esses grupos se inverterem vai ficar a mesma molécula o outro aminoácido é a lanina que apresenta um metil a valina que já apresenta um propil a leucina que apresenta essa outra cadeia lateral a isoleucina que é muito parecida com a leucina diferenciando apena porque apenas porque esse metil ele

sobe Se liga aqui a meina que apresenta um grupamento enxofre fenilalanina que apresenta esse grupamento aromático prolina asparagina Glutamina cerina que apresenta uma hidroxila a treonina que apresenta um hidroxila mais um pouco mais próximo da cadeia principal cistina ou melhor cisteína que apresenta o grupamento enxofre tirosina asparagina glutamato triptofano lisina arginina e a istidina de acordo com a classificação de acordo com o grupo R os aminácidos podem ser classificados em apolares ou apolares e alifáticos a gente vai ver porque que eles são apolares e alifáticos aromáticos na eh os polares que não são carregados e

os polares que são carregados ou positivamente ou negativamente vamos começar pelos apolares e alifáticos são eles a glicina alanina prolina valina leucin leucina e metionina o que que nós podemos ver de semelhante entre esses aminoácidos seus grupos da cadeia lateral são formados por moléculas que não t polaridade e não são também cadeias fechadas não são cadeias aromáticas a gente tem outros que são apolares também mas que possuem em cadeias aromáticas eles são esses são apolares mas suas cadeias são cadeias abertas formadas só por carbono e hidrogênio basicamente são responsáveis pelas interações hidrofóbicas entre as proteínas

e lipídeos proteínas e proteínas né e proteínas e outros outras moléculas hidrofóbicas a outra categoria de aminoácidos são os aminácidos aromáticos os aminácidos aromáticos também possuem a capacidade de interagir hidrofobicas com outras moléculas porque são formados por carbono hidrogênio assim como os apolares Então os aromáticos também são apolares entretanto os apolares são formados por grupos fechados um grupo aromático um grupo benzeno então a fenilalanina a tirosina e o triptofano se enquadram nesse grupo de aminoácidos chamad aminoácidos aromáticos e produzem interações hidrofóbicas e no caso a da tirosina também pode produzir uma ligação de hidrogênio por

apresentar a hidroxila terminal também encontramos os aminoácidos polares polares aqueles que apresentam um grupamento polar na cadeia lateral esses polares podem ser não carregados como é o caso da cina da treonina da cisteína da paragina e da glutamina apresenta hidroxilas cina in apresenta grupamento sulfidrila cisteína apresenta apresenta grupamentos amida asparagina e Glutamina então esses grupamentos eles conseguem formar ligações de hidrogênio ou Pontes de sulfito entre outras proteínas ou entre outras moléculas que são capazes de formar ligações hidrofílicas então eles são polares entretanto não apresentam carga elétrica Diferentemente dos que são carregados que apresentam na sua

cadeia lateral um grupamento capaz de se ionizar dependendo do PH os carregados positivamente são a lisina a agina e a istidina que apresentam um grupamento Amina na cadeia lateral então observem que alguns aminoácidos apresentam dois grupamentos Amina lisina arginina istidina apresenta o grupamento Amina na cadeia principal e um grupamento Amina na lateral como o grupamento Amina é um grupamento básico ele tem uma tendência a atrair prótons quando os prótons estão em excesso no meio e lat trá esse próton se torna positivamente carregado então por isso que esses aminoácidos são chamados aminoácidos carregados positivamente temos também

os carregados negativamente no caso do aspartato e do glutamato que apresentam na cadeia lateral não grupamento Amina mas apresentam um grupamento carboxila que semelhantemente ao grupamento carboxila da cadeia principal também pode se carregar negativamente dependendo do PH se nós tivermos um meio muito básico esse esse esse esse hidrogênio esse próton do grupamento carboxil ele vai ser facilmente retirado da cadeia do aminoácido Então as proteínas nós sabemos que elas podem ser quantificadas os aminoácidos também podem ser quantificados e na verdade as proteínas Muitas delas podem ser quantificadas porque nós conseguimos medir a capacidade da Luz interagir

com aminoácidos aromáticos com aminoácidos que tem sua cadeia lateral aminoácidos aromáticos grupamentos aromáticos então a ressonância eletrônica existente nessas cadeias de de de essas cadeias áticas consegu interagir consegue Ressoar com a luz e isso é capaz de absorver luz então nós podemos observar aqui dois aminoácidos aromáticos o triptofano e a tirosina que tem grande capacidade de absorção de luz aqui próximo de 280 nanômetros e esse é o local Esse é a posição do espectro eletromagnético onde nós utilizamos para medir proteína e para medir também aminoácidos muitos deles muitas dessas proteínas são medidas porque nós medimos

na verdade os seus aminoácidos aromáticos e como é que esses Amino são medidos então rapidamente né só pra gente ter uma noção como nós podemos dosar como nós podemos quantificar proteína e aminoácidos em uma solução uma fonte de luz emite uma luz monocromática né ou uma luz que não é monocromática mas ela vai passar por um monocromador uma cromática que vai passar por um monocromador e vai se tornar uma luz monocromática ou seja uma luz que vai incedir o que vai percorrer no único comprimento de luz ou num num num numa taxa de comprimento de

luz muito muito fina muito próxima então essa luz ela vai inir incidir sobre uma cubeta que vai ter uma solução com aminoácidos vai atravessar toda essa faixa de luz e vai ser captada por um detector nós temos uma luz que vai se incidir e uma luz que vai ser captada a diferença entre o que incidiu e o que foi captado foi absorvida pelos aminoácidos e obviamente quanto maior quantidade de aminoácido mais luz vai ser absorvida então a quantidade de absorbância vai ser diretamente proporcional à concentração de aminoácidos naquela solução nós podemos ver visualizar nesse slide

aqui um nanodrop que é um equipamento que utiliza a luz pra medir a absorção em proteínas né Nós podemos ver aqui embaixo Ou melhor aqui em cima o ponto onde vai ser colocada a amostra essa gotinha aqui vai ser a amostra de aminoácidos a luz vai incidir de baixo para cima vai ser detectada aqui em cima num num receptor num detector então a luz que passa por aqui ela vai ser absorvida dependendo da concentração de aminoácidos nessa Gotinha e nós podemos observar curvas semelhantes a essa onde nós podemos detectar nessa solução rnas que são absorvidos

o RNA ou DNA que é absorvido aqui em 260 nôm proteínas absorvido em 28080 nôm e solventes ou sais que porventura são utilizados para extração para isolamento dessas proteínas que não foram completamente retiradas da solução e que apresentam absorção aqui menores né na faixa 230 240 nôm então a cí é um aminoácido diferente ela pode formar um dímero com outra cisteína e esse dímero chamado de cisna então nós podemos observar aqui uma cisteína cisteína apresenta um grupamento sulfidrila outra cisteína com seu outro grupo sulfidrila e por uma reação de oxidação essas duas essas duas sulfidrila

vão se unir através de uma ligação covalente formando Esse dipeptídeo chamado cistina Essas sistinas são ligadas através de uma ligação de sulfeto uma ligação covalente entre as duas cisteína nós encontramos esse tipo de ligação principalmente na insulina então nós podemos observar nessa figura insulina insulina apresenta duas cadeias peptídicas uma cadeia a foi uma cadeia B ou Beta ligando essas duas nós temos aqui cisteína e nós temos aqui cisteína que vão unir essas duas cadeias impedindo que elas ajam sozinhas Então essas cadeias né Muitas vezes os aminoácidos conseguem fazer esse tipo de interação extremamente importante pra

atividade da eh da insulina além dos aminoácidos comuns ou seja aqueles que são encontrados que são utilizados na síntese de proteínas outros aminoácidos são produzidos depois que a proteína é sintetizada Ou seja é uma modificação pós traducional nós veremos mais adiante nesse curso o que significa modificação pós tradicional Mas é uma modificação que que acontece na cadeia lateral da do aminoácido e que não acontece durante a síntese do aminoácido mas sim depois que que o aminoácido é é inserido na proteína e que essa proteína precisa para sofrer algumas alterações que não são nativas dela mas

que ela precisa adquirir para ter sua função melhorada nós temos aqui algumas alguns aminoácidos desse desses que são chamados aminoácidos incomuns como a hidroxiprolina quatro hidroxiprolina Aqui nós temos também a cinco hidroxiprolina diferencia-se da prolina porque apresenta essa hidroxila aqui na cadeia lateral na posição C ou na posição qu quatro hidroxiprolina e cinco hidroxiprolina são aminoácidos muito comuns encontrados na proteína colágeno nós temos também aqui adição de grupo metil trimetil lisina três metil istidina grupamento metil inserido na cadeia lateral esses grupamentos metilos muitas vezes são inseridos principalmente em proteínas que se ligam ao DNA que

são as eston fazendo com que haja uma modificação na interação da estona com o ácido nucleico nós veremos isso na aula de regulação da expressão gênica então nessa alteração no aminoácido a proteína pode se desligar ou pode diminuir a sua interação com ácido nucléico ou pode aumentar sua interação com ácido nucléico fazendo com que aquele Gene seja mais favoravelmente Expresso ou menos favoravelmente expresso aqui fosfoserina também é uma modificação bastante encontrada principalmente em aminoácidos que tem no seu grupo da cadeia lateral hidroxilas e essa modificação ocorre principalmente para alterar a atividade de enzimas Então nós

vamos ver serina eh nós vamos encontrar também na tirosina e na treonina que são aminoácidos que possuem hidroxilas na cadeia lateral carboxil glutamato é adição de mais um grupamento carboxila numa cade que já tem o grupamento de carboxila isso é muito importante e uma modificação muito importante nos fatores de coagulação então nós podemos observar que os fatores de coagulação são muito dependentes do cálcio e a interação do cálcio com os fatores de coagulação acontec em resíduos chamados de carboxil glutamato e porque que é importante adicionar mais um grupamento de carboxila para que o cálcio que

é bivalente consiga interagir com duas as negativas do aminoácido nós temos aqui outro acetil lisina o grupamento acetil foi adicionado aqui metil agenin mais um caso de metilação acetilcisteína adição de outro grupamento acetil esses grupamentos acetil são também importantes principalmente para transporte de aminoácido trimetil alanina agrupamento metil formil metionina um adição de um grupamento formil outros aminácidos incomuns nós temos aqui o gaba o Gaba não foi adicionado nenhum num grupamento eh eh diferente na cadeia lateral ele é aminoácido completamente diferente o gaba ele é um receptor importante para eh o gaba ele é um neurotransmissor

importante para como neurotransmissor inibitório né então muitas vezes a necessidade de diminuir a transmissão do impulso nervoso e o gaba é um desses neurotransmissores importantes para bloquear ou para reduzir a transmissão neuronal estamina é um aminoácido também não encontrado em proteínas mas extremamente importante na capacidade de desencadear reações alérgicas dopamina também é um neurotransmissor importante hidroxila acrescentada aqui tiroxina é um hormônio um hormônio da tireoide também o aminoácido não encontrado em proteínas citrulina e ornitina fazem parte do ciclo da ureia ciano alanina homocisteína a cerina e edenil metionina também são outros exemplos de aminoácidos incomuns

que não são encontrados nas proteínas Ok então como os aminoácidos eles apresentam na sua cadeia grupamentos ácidos grupamento Amina essas esses aminoácidos eles podem dependendo do PH dependendo da do PH da solução eles podem se ionizar então nós temos aqui do lado esquerdo a forma não iônica dos aminoácidos e do lado direito a forma zittern ou zittern que é a forma bipolar ou dipolar do aminoácido então o aminoácido ele pode estar na sua forma não ionizada ou na sua forma bionz com o grupamento amina ionizado com grupamento ácio também ionizado então por ter grupamentos ácidos

e básicos como eu já havia falado essas substâncias essas moléculas são chamadas anfóteras ou anfotérica se comporta de acordo com o PH em que eles em que ele está inserido Então dependendo do PH em que ele está inserido esse Amino ele pode adquirir cargas diferentes Então vamos só ver esse exemplo aqui ph1 ph1 significa fica PH ácido PH ácido significa excesso de cargas positivas excesso de prótons o que que vai acontecer com esse próton ele vai impedir né pela própr pelo próprio equilíbrio químico ele vai impedir que esse outro próton se ionize e por afinidade

o excesso de prótons vai se ligar em grupos que tenham a capacidade de atrair esses prótons no caso aqui do grupamento Amina então em ph1 nós temos que esse próton não se ioniza e esse e o excesso de próton se liga o grupamento Amina então em PH ácidos nós temos aqui o aminoácidos na sua forma catiônica com carga mais um a medida que nós vamos alcalinizando a solução nós vamos retirando os grupamentos ácidos então se nós retirarmos os grupamentos ácidos nós vamos ter dois prótons que podem sair né da das suas dos seus grupamentos para

o meio para compensar a retirada dos grupamentos ácidos nós temos o próton da carboxila e o próton do grupamento Amina Só que nesse caso aí nós temos uma diferença de capacidade de ionização o próton do grupamento Amina ele tem uma capacidade de ionização muito menor do que o próton do grupamento carboxila Então à medida que nós vamos retirando os prótons o primeiro próton a sair vai ser o próton da carboxila então retiramos o próton aqui o próton da carboxila saiu gerou uma carga negativa como nós temos uma carga positiva aqui e aqui nós temos uma

carga negativa essas cargas se anulam gerando portanto uma carga Zero Isso Aqui nós temos Subimos o PH de 1 para o ph7 Por exemplo essa forma aqui é chamada de forma neutra ou forma ziter única é o zerion essa forma zerion ela possui anulação de cargas e portanto a incapacidade de ser atraída ou de ser repelida por grupamentos positivos ou negativos se nós aumentarmos continuarmos aumentando o PH dessa solução ou seja nós retiramos mais ainda hidrogênios aí nós chegaremos num PH por exemplo 13 capaz de retirar esse próton daqui esse próton vai sair e vai

restaurar a neutralidade desse grupamento de restando apenas a carga negativa do aminoácido então com ph alcalino esse aminoácido ele apresenta uma sua uma forma aniônica então PH ácido forma catiônica PH básico formas aniônicas e PH neutro aqui uma forma zerica então a desprotonação doss grupos ácidos e Amino produzem uma curva de titulação típica E por que que apresenta uma curva de titulação típica se nós observarmos se nós lembrarmos do slide anterior a saída do primeiro próton Ou seja a a a o aminoácido Ele está na sua forma na sua forma vamos olhar aqui novamente na

sua forma catiônica carga positiva à medida que nós re tiramos esse primeiro próton nós observamos que esse equilíbrio aqui entre a forma catiônica e a forma ziter iônica ele apresenta uma constante de equilíbrio que nós vamos chamar constante de equilíbrio k1 da mesma forma se nós retirarmos o segundo próton vai existir também uma constante de equilíbrio aqui entre a forma zittern e a forma aniônica que nós vamos chamar de K2 para k1 existe um PH para K2 existe um outro PH Então vamos chamar esse PH de pk1 para o grupo grupo carboxila e pk2 para

o grupo aniônico para para o grupo desculpe para o grupo Amina Tá certo então vamos ter pk1 e pk2 pk1 e pk2 vão ser importantes principalmente para determinarmos a capacidade compante daquele aminoácido nesse slide nós podemos ver a curva de titulação da glicina num concentração de 0,1 molar a uma temperatura de 25 GC a glicina é o aminoácido mais simples que se conhece com sua cadeia lateral portando apenas o hidrogênio os dois grupamentos ionizáveis de glicina São a carboxila e o grupamento Amina nós podemos ver nessa parte superior da figura toda a cascata de ionização

da glicina em phs muito ácido nós temos a o grupamento amina protonado e também protonado o grupamento carboxila com o aumento do PH nós temos a desprotonação do grupamento carboxila e a manutenção da protonação do grupamento Amina Então nesse em phs muito baixo nós temos que o aminoácido ele possui carga elétrica Positiva em phs maiores ou médios nós temos um PH na qual a o aminoácido apresenta uma uma carga positiva e uma carga negativa ou seja uma anulação de cargas uma carga neutra o PK nada mais nada menos é do que um PH na Qual

metade das moléculas está na forma positivamente carregada e a outra metade na sua forma zittern para glicina esse pk1 corresponde a 2,34 seguindo o aumento do PH nós podemos observar também que posteriormente com aumento do PH nós teremos a desprotonação também da do grupamento Amina então a a retirada dessa desse grupo a retirada do próton do grupamento Amina vai tornar esse grupamento Amina sem carga elétrica mantendo essa carga elétrica negativa da carboxila esse aminoácido posteriormente ficará com carga elétrica líquida negativa o PH que faz com que o o aminoácido saia da sua forma zittern para

sua forma com sua forma com carga elétrica negativa é chamado de pk2 no caso da glicina esse pk2 vai ser 9,6 Então nesse PH metade das moléculas vai estar na sua forma ziter iônica a outra metade vai estar na sua forma carregada carregada negativamente nós podemos observar aqui nessa mesma imagem duas regiões em azul bastante interessante mesmo aumentando o a quantidade de bases nós não temos um aumento pronunciado do PH nessa faixa em torno de 2,34 em torno de 9,6 e significa que a glicina ela tem a capacidade de tamponar Ou seja a capacidade de

estabilizar o PH mesmo com variações adicionais de base ou de ácido em PH PR de 2,34 e próximo de 9,6 nessa mesma figura nós podemos observar também um ponto bastante interessante que é o ponto isoelétrico 5,97 é o PH na Qual metade na qual as formas todas as formas vão estar na sua na sua totalidade na sua forma zerica ou seja nessa nessa nesse PH os aminoácidos eles possuem uma carga elétrica neutra carga elétrica líquida neutra então o ponto isoelétrico definição valor do PH onde a carga líquida do aminoácido é igual a zero Então nesse

PH já que o a carga elétrica é zero e se esse aminoácido for submetido a um campo elétrico não haverá movimento desse aminoácido certo como é que nós calculamos o ponto elétrico de um aminoácidos que apresenta apenas um grupo carboxila e um grupamento Amino só fazer uma média aritmética dos dois PK pk1 + pk2 dividido por 2 nós obteremos o ponto isoelétrico desse aminoácido nessa outra imagem nós observamos agora um uma curva de titulação do glutamato o glutamato é um aminoácido que apresenta na sua cadeia lateral um ou um segundo grupo carboxila então nós obteremos

uma curva com três estágios em vez de dois estágios como observamos na glicina em outros aminoácidos que não possuem na sua cadeia lateral nem grupos carregados positivamente nem nem grupos carregados negativamente Então nesse caso nós obtemos nós observamos a parte superior da figura o glutamato em PH baixos em phs ácidos nós temos a protonação do grupamento amina com o aumento do PH nós obteremos essa segunda estrutura Ou seja a retirada do primeiro próton e esse próton vai ser retirada da carboxila mais próxima do grupamento Amina deixando assim o aminoácido com carga elétrica líquida neutra ou

seja o zerion aumentando-se o PH nós vamos retirar agora o o próton da do o segundo próton o próton da carboxila da cadeia lateral por isso que nós chamamos aqui de pkr e posteriormente com aumento PH nós retiraremos o próton do grupamento Amino então nós teremos aqui três regiões pk1 pkr e pk2 que podem ser consideradas regiões tamponantes para o glutamato então para o glutamato o pk1 vai ser 2,19 o pk2 4,25 e o o pkr desculpe 4,25 e o pk2 9,67 e o ponto isoelétrico vai ficar onde bem ponto isoelétrico vai ficar entre o

momento em que a carga elétrica ela é positiva e ela é negativa Ou seja no meio termo Então significa o que se o ponto isoelétrico é esse aqui então nós vamos fazer a a divisão ou melhor a a média aritmética entre o pk1 e o pkr então a média aritmética entre pk1 e pkr vai dar vai nos dar aqui o ponto isoelétrico que nesse caso aqui é 3,22 somando 4,25 com 2,19 dividindo por 2 3,22 nessa outra imagem nós temos aí a ã curva de titulação da istidina então a istidina ao contrário do glutamato ela

apresenta um grupamento Amina na cadeia lateral Então esse grupamento Amina também vai ser ionizado só que nós teremos um aminoácido em meios ácidos com duas cargas positivas porque os dois grupamentos aminas serão ionizados com o aumento do PH nós atingiremos o pk1 na Qual metade vai est na sua forma dupla positiva e metade vai est na sua forma monopositivo por quê Porque o primeiro grupamento o primeiro próton foi retirado do grupamento carboxila posteriormente nós atingiremos o PH para o segundo estágio que é o pkr com a retirada do segundo próton e esse próton vai ser

retirado da cadeia lateral e finalmente o pk2 com a retirada do terceiro próton esse PR vai ser retirado do grupamento Amino da cadeia principal então para estin nós temos pelo menos quatro fases né pelo menos quatro estruturas diferentes com carga mais 2 com carga mais 1 com carga z0 que é a forma zerion e com carga men1 o pk1 para istidina é 1,82 o pkr 6 e o pk2 9,17 quando nós olhamos o ponto isoelétrico o ponto isoelétrico é esse aqui então vai ser a média entre pkr e o pk2 nós obtemos 7,59 então apenas

a istidina tem condições de exercer atividade tamponante em um ambiente de PH neutro então PH aqui próximo de sete né ele mantém aí um poder tamponante nessa tabelinha nós podemos observar todos os aminoácidos com algumas características com pk1 pk2 e o pkr né Nós podemos observar o que eu havia falado o ponto isoelétrico da istidina é o único próximo de 7,5 7,4 que é o que é o PH eh fisiológico né Nós podemos observar aqui também a ocorrência desses aminoácidos em proteína o aminoácido mais abundante em proteína que é leucina 9,1 por de todas as

proteínas t leucina e o menos abundante aqui é o triptofano com 1,4 por nessa outra tabela nós podemos observar os pontos isoelétricos das proteínas né as proteínas têm diversos pontos elétricos e esses pontos elétricos obviamente são dependentes da composição de aminoácidos dessa proteína como por exemplo a pepsina com ph de menor pontos elétricos menor do que um Muito provavelmente vai ter muitos aminoácidos ácidos na sua composição para que tenham um ponto elétrico próximo do ácido assim como a lisozima citocromo c e quimiotripsinogênio apresentam PH pontos elétricos bastante básicos indicando que a sua composição de aminoácidos

também apresentam aminoácidos também básicos então chegamos ao fim de mais uma aula próxima aula nós veremos a continuação desse assunto com Amino dois até lá