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.

1. Proteinas
Vinicius Nogueira TrajanoVinicius Nogueira Trajano

2. Função das Proteínas
Catálise Enzimas
Imunoglobulinas Anticorpos
Transporte Hemoglobina, etc
Regulação Hormônios
Estrutural Revestimento e suporte
Movimento Músculos, Cílios e
Flagelos
Toxinas Venenos

3. Aminoácidos
Todas as proteínas são 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 características ácidas 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 AminoácidosClassificação dos 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 não Polares, NeutrasCadeias Laterais não Polares, Neutras

8. Cadeias Laterais não Polares, NeutrasCadeias Laterais não Polares, Neutras

9. Aminoácidos Neutros, PolaresAminoácidos Neutros, Polares

10. Aminoácidos Neutros, PolaresAminoácidos Neutros, Polares

11. Cadeias Laterais Polares, ÁcidasCadeias Laterais Polares, Ácidas

12. Cadeias Laterais Polares, BásicasCadeias Laterais Polares, Básicas

13. Ligação peptídicaLigação peptídica
Proteínas são polímeros formados de aminoácidosProteínas são polímeros formados de aminoácidos
Ligação peptídicaLigação peptídica – encadeamento de aminoácidos– encadeamento de aminoácidos

14. Estrutura Primária de ProteínasEstrutura 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

15. PeptídeosPeptídeos

16. Modelo em BastãoModelo em Bastão

17. RecheioRecheio

18. TirasTiras

19. Estrutura Secundária de ProteínasEstrutura 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.

20. αα-hélice-hélice

21. αα-hélice-hélice
Todo hidrogênioTodo hidrogênio
amida e oxigênioamida e oxigênio
carbonil estãocarbonil estão
envolvidos naenvolvidos na
ligaçãoligação

24. ColágenoColágeno
Família de proteínas relacionadasFamília 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 Vitamina CColágeno 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 de ProteínasEstrutura 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 de ProteínasEstrutura Terciária de Proteínas

28. Estrutura Terciária de ProteínasEstrutura Terciária de Proteínas
Oxidação da cisteína – formação de cistinaOxidação da cisteína – formação de cistina

29. Estrutura Quaternária de ProteínasEstrutura 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 de ProteínasEstrutura 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 MioglobinaHemoglobina e 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 Heme1 grupo Heme
HemoglobinaHemoglobina
4 grupos Heme4 grupos Heme

33. MioglobinaMioglobina

34. HemoglobinaHemoglobina

35. Hemoglobina e o Transporte 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 Oxigênio da 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
Uma alteração 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

38. Hemácias FalsiformesHemácias Falsiformes

39. Hemácia Normal e FalsiformeHemácia Normal e Falsiforme
NormalNormal FalsiformeFalsiforme

40. Resumo da Estrutura de ProteínasResumo da Estrutura de Proteínas

41. Efeito da Temperatura e 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 ProteínaDesnaturando uma Proteína

43. HidróliseHidrólise
Resulta na redução de 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 Temperatura e 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 Algumas Proteínas 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 ProteínasGaleria de Proteínas
InsulinaInsulina
HumanaHumana
51 resíduos51 resíduos
3 S-S3 S-S

48. Galeria de ProteínasGaleria de Proteínas
Hormônio doHormônio do
CrescimentoCrescimento
HumanoHumano
596 resíduos596 resíduos

49. Galeria de ProteínasGaleria de 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 AminoácidosMetabolismo dos Aminoácidos

51. Metabolismo dos AminoácidosMetabolismo dos 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 Turnover de 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 Aminoácidos na 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 Metabólicas dos AminoácidosMaiores Vias Metabólicas dos Aminoácidos

56. Catabolismo dos AminoácidosCatabolismo dos 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 AminoácidosCatabolismo de 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 TransaminaçãoExemplo de Transaminação
Enzima utilizada é a alaninaEnzima utilizada é a alanina
aminotransferaseaminotransferase

59. Exemplo de Desaminação OxidativaExemplo de Desaminação Oxidativa

60. ResumoResumo

61. A Desaminação Produz EsqueletosA 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 EssenciaisAminoácidos não Essenciais

64. Aminoácidos EssenciaisAminoácidos Essenciais

65. Ciclo da UréiaCiclo da 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 UréiaCiclo da 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
Determinados passos 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 IntermediáriosProdução de Intermediários

71. Produção de IntermediáriosProdução de Intermediários

72. Metabolismo das DrogasMetabolismo das 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 DrogasMetabolismo das 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 DrogasMetabolismo das 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 DrogasMetabolismo das 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 Metabolismo das DrogasSumário do Metabolismo das Drogas