ESTRUTURA DE AA E PROTEINAS

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As diferentes proteínas que compõem o 
nosso organismo são polímeros de 21 
aminoácidos, denominados comuns, e muitas 
vezes também aminoácidos modificados a partir 
de alguma reação enzimática. Os diferentes 
aminoácidos têm propriedades ácido-base e 
cargas que determinam as suas atividades 
biológicas. A estrutura primária de uma proteína 
compreende a sua estrutura covalente, que inclui 
a sequência de resíduos de aminoácidos. A partir 
desta estrutura outras estruturas geradas não 
covalentemente formam outros níveis de 
organização das proteínas, tais como, estrutura 
secundária, terciária e quaternária. A estrutura 
secundária refere-se ao dobramento local do 
esqueleto polipeptídico, enquanto a estrutura 
terciária refere-se à estrutura tridimensional do 
polipeptídio e a quaternária refere-se à associação 
não covalente de subunidades polipeptídicas de 
uma proteína de múltiplas subunidades (portanto 
nem toda proteína possui estrutura quaternária). O 
conjunto de todas as estruturas de uma proteína 
define as suas propriedades químicas e biológicas 
e, portanto, são fundamentais para o 
entendimento de suas funções no organismo. 
OBJETIVOS: reconhecer a estrutura básica dos 
aminoácidos e proteínas; conhecer as 
propriedades químicas e físicas dos aminoácidos 
 
Estrutura básica dos aminoácidos: 
- O aminoácido é uma molécula formada por 
um carbono alfa, um grupo amino (NH2), um 
grupo carboxílico (COOH) e uma cadeia 
lateral (R é comumente uma das 20 cadeias 
laterais diferentes). Tem a capacidade de ter 
tanto o grupo amino quanto o grupo 
carboxila ionizados em um pH próximo ao 
neutro (7) 
Obs: Aminoácidos polares tem sua cadeia lateral 
de preferência sem anel aromático, porém se tiver 
um anel aromático e uma ligação de hidrogênio é 
polar também, a menos que a ligação de 
 
hidrogênio esteja dentro do anel aromático 
(acontece com N e S), se tornando apolar 
Obs2: Aminoácido livre é chamado de aminoácido. 
Porém geralmente o aa tem perdas no caminho 
(de hidrogênio, etc), então quando ocorreu perda 
ao se ligar com alguém é chamado resíduo de aa 
- Existem aminoácidos que são monômeros de 
cadeias polipeptídicas, proteínas; temos um N-
terminal e um C-terminal, onde ocorre as ligações 
peptídicas (metionina, asparagina, leucina, 
tirosina). 
- Características: sólidos, cristalizáveis, incolores 
- Funções: monômeros das proteínas e peptídeos; 
precursores hormonais (tiroxina, serotonina, 
auxinas); intermediários do metabolismo 
(sinalizam reações de metabolismo ou fazem 
parte do metabolismo; podendo ser quebrados 
para fornecer energia ou sintetizados); 
precursores de nucleotídeos 
- Classificação conforme a ocorrência: 
proteicos (mais frequentes; fazem parte de 
proteínas- 20 aminoácidos padrão); não proteicos 
derivados dos aminoácidos proteicos (raros; 
cisteína-cisteína; lissina-N-metisilada; podem ter 
função de sinalização ou estrutural); também há 
os não proteicos que não são derivados dos 
proteicos 
Obs: Para representar sequências de aa em 
proteínas, abreviaturas de três letras e de uma 
letra para os aminoácidos comuns são usadas 
- Classificação conforme cadeia lateral: ácido 
(cadeia lateral negativa; tem mais de um O), 
básico (cadeia lateral positiva; tem NH3), polar 
não carregado (cadeia lateral polar sem nenhuma 
carga), apolar (cadeia lateral apolar). Quando 
esses aminoácidos forem ser monômeros de 
proteínas, essas cadeias laterais vão influenciar 
decisivamente na característica de um 
Julia Jordão- TXXII 
determinado domínio proteico ou até de toda a 
proteína e sua funcionalidade, dependendo dessa 
organização 
Os aminoácidos podem ser classificados 
em essenciais (são necessários serem adquiridos 
pela alimentação, não são sintetizados no corpo) 
e não essenciais (são sintetizados no corpo) 
-Dica: essenciais são todos com letra L, H, V e M. 
não essenciais com letra G, A, P, S 
- O leite materno é constituído por grane parte de 
aminoácidos essenciais, por isso é extremamente 
importante para o desenvolvimento humano 
Propriedades dos aminoácidos: isomeria 
óptica 
- O carbono alfa é assimétrico, o que permite duas 
formas especulares isômeras (ou 
estereoisômeros) 
- Os aminoácidos podem se apresentar na sua 
forma levógira ou dextrógira, o carbono 
assimétrico permite essas duas formas de 
isômeros 
- Aminoácidos que fazem parte de proteínas são 
os L-aminoácidos, enquanto os D-aminoácidos 
não são proteicos, relacionados a outras funções 
do organismo 
- A vantagem de isômeros é que, se o aminoácido 
não for usado para constituir a proteína, ele 
poderá ter função sinalizadora 
Propriedades iônicas dos aminoácidos 
- Os aminoácidos, quando estão em solução 
aquosa, estão ionizados e podem atuar como 
ácidos ou como bases (anfoteria); 
- Carga elétrica varia conforme a composição do 
meio 
- Em meio ácido, pH baixo, há disponibilização de 
H+ que se ligará a carboxila, gerando uma forma 
protonada (uma porção com carga neutra e uma 
porção com carga positiva). Em meio alcalino, pH 
alto, há retirada de H+ do grupo amino, formando 
uma forma desprotonada (uma porção neutra e 
uma porção negativa). No pH neutro há uma carga 
resultante=0 (carboxila e amina ionizadas, que se 
anulam) 
- Conforme você modula o pH de um meio, o 
aminoácido vai se comportar como ácido ou base, 
sendo na forma protonada ou desprotonada 
Propriedades ópticas dos aminoácidos: forma 
iônica da leucina 
- pK: constante de equilíbrio de ionização (medida 
da tendência dos grupos a ceder prótons) quando 
os aminoácidos estão livres no meio, se 
comportando como ácido ou base 
- pK1: COOH: 
50%COO 
dissociado e 
50%COO não 
dissociado 
- pK2: 50%NH3 
não dissociado e 
50%NH2 
dissociado 
- pI (ponto 
isoelétrico): 
corresponde ao pH 
em que 100% das 
moléculas 
encontram-se com 
carga neutra (isoelétrica/isoiônica) 
- Conforme diminui o pH, disponibiliza H+ no meio, 
e as glicinas recebem esse H+, se tornando 
protonadas, até chegar no ponto pK1 onde 50% 
dos aminoácidos estão protonados. Aumentando 
o pH, retira-se H+, até chegar no pK2, na forma 
desprotonada 
- Em pH abaixo do pI, a molécula é carregada 
positivamente. Em pH acima do pI, negativamente 
Ligação peptídica: 
- Os aminoácidos que fazem parte de proteínas 
sofrem uma ligação do grupo carboxila com amino 
de outro aminoácido, formando uma ligação 
peptídica, resultando em água (por isso os 
chamamos de resíduo de aminoácido). As cadeias 
laterais dão determinadas características aos 
aminoácidos 
Estrutura de proteínas: 
- Todas as proteínas possuem diferentes níveis de 
organização, que por sinal interferem na função 
- Uma estrutura primária envolve a composição 
básica de um polipeptídeo, ou seja, uma 
sequência de um polipeptídeo (quais 
aminoácidos e qual a sequência desses 
aminoácidos) 
*estrutura primária: sequência de aminoácidos, a 
composição e sequencia em que os aminoácidos 
estão organizados 
- Temos o grupo peptídico 
trans, que é formado entre 
o ângulo de ligação entre 
os aminoácidos igual a 
180 (planos opostos). 
- O grupo peptídico cis é 
quando esse ângulo é 
igual a 0 (R no mesmo 
plano) 
- A ligação cis ou trans 
determina a conformação 
secundária da região da 
proteína 
- A maior parte das ligações entre os aminoácidos 
são trans 
Planaridade dos grupos peptídicos: 
conformação proteica estendida 
- A partir do ângulo entre os grupos peptídicos, vai 
se formar uma organização local, chamada de 
estrutura secundária 
*conformação local 
- Os ângulos formados pelas ligações peptídicas 
fazem com que a cadeia proteica assuma uma 
conformação espacial chamada de estrutura 
secundária. Há a formação de uma conformação 
espacial e local; dependendo do ângulo entre as 
ligações peptídicas há uma disposição local 
conformacional. Essas estruturas são chamadas 
de alfa-hélice e folha-beta-pregueada 
- O conjunto de estruturas secundárias formam a 
terciária 
 
Estrutura terciária: 
- A partir dessas diferentes estruturas 
secundárias,com diferentes interações (as 
cadeias laterais ficam próximas e podem interagir) 
como por exemplo, alterações eletrostáticas, 
ligações de hidrogênio, alterações de van der 
Waals, e diferentes interações pelas cadeias 
laterais, vão organizar a chamada estrutura 
terciária 
* conformação tridimensional 
- A estrutura terciária 
dá a conformação 
espacial da proteína, 
popularmente 
chamada de “dentes 
da chave”, na situação 
chave-fechadura 
- Mutações alteram a 
função da proteína, porque alterando a sequência 
primária de aminoácidos (compromete a estrutura 
secundária) pode prejudicar as interações das 
cadeias laterais, gerando uma estrutura terciária 
afuncional 
Estrutura quaternária 
- Se uma 
determinada proteína 
envolve diferentes 
cadeias 
polipeptídicas (cada 
uma delas com 
estruturas primárias, 
secundárias e 
terciárias interagindo 
entre si), teremos uma estrutura quaternária 
- Essa estrutura quaternária pode resultar em uma 
estrutura supramolecular 
- Podem ser utilizadas na modelagem molecular, 
uma conformação da proteína para poder gerar, 
por exemplo, inibidores 
Modificações pós-traducionais 
 Proteínas podem ser simples (constituídas 
apenas por aminoácidos) ou conjugadas 
(proteínas que além de aminoácidos, contem outro 
componente do grupo prostético, que são grupos 
covalentemente ligados, podendo ser glicídio-
glicoproteína-, lipídio-lipoproteína- ou metal-
metaloproteína) 
*HDL e LDL são lipoproteínas relacionadas ao 
transporte 
*hemoglobina é metaloproteína 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Como visto anteriormente, a composição e 
arquitetura de uma proteína são determinadas 
pelos seus diferentes níveis estruturais (estrutura 
primária, secundária, terciária e quaternária) e 
definem a sua função no organismo. Como 
exemplos da relação entre estrutura e função das 
proteínas pode-se observar as famílias das 
imunoglobulinas, serino-proteases, fatores de 
transcrição e proteínas receptoras de membrana. 
OBJETIVOS: reconhecer as diferentes 
funções das proteínas; entender a relação 
estrutura-função das moléculas de 
imunoglobulinas; entender a relação estrutura-
função das proteínas com atividade serino-
protease; entender a relação estrutura-função das 
proteínas que se ligam ao DNA; entender a 
relação estrutura função das proteínas receptoras 
de membrana. 
Os popularmente 
chamados anticorpos 
(superfamília das 
proteínas 
imunoglobulinas- conjunto 
de moléculas com 
estrutura e função 
semelhantes) são 
estruturas quaternárias 
em forma de “y” com 
características em 
comum: uma região 
constante caudal, uma dobradiça, e sítios de 
ligação para o antígeno- que gera reação no 
sistema imunológico; são diferentes cadeias 
polipeptídicas (unidas por pontes de sulfeto) que 
formam as imunoglobulinas. São produzidos pelo 
linfócito B, no fígado e baço. Existem diferentes 
tipos de imunoglobulinas, cada uma com 
diferentes papeis na resposta imunológica do 
organismo 
- Tem a porção variável (porque varia a 
composição de aminoácidos de acordo com a 
imunoglobulina, de maneira a reconhecer 
especificamente determinado antígeno) formada 
pela cadeia leve e parte da cadeia pesada, 
formando o local de ligação do antígeno 
- As imunoglobulinas podem ser secretadas (G) ou 
ligadas a membrana (M), formar dímeros ou 
pentâmeros. Mas, ambas possuem conformação 
espacial específicas em comum (a região variável 
que muda, porque cada uma tem uma 
conformação espacial diferente) 
 
 
 
 
- Durante o processo de gerar respostas 
específicas envolve um certo tempo para a 
produção e diferenciação de cada plasmócito. No 
processo de produção de cada plasmócito vai 
recombinar a sequência de nucleotídeos da região 
variável da imunoglobulina (ação de 
recombinases), que será testada para afinidade 
com o antígeno. Escolhida a imunoglobulina 
adequada, o plasmócito produtor é proliferado. 
• Imunoglobulinas A: 
- Neutralizam toxinas; 
- Bloqueiam a ligação de antígenos (micro-
organismos) nas superfícies das mucosas; 
• Imunoglobulinas E: 
- Promovem a degranulação de mastócitos e 
basófilos, causando reação de inflamação pela 
liberação de histamina por exocitose; 
- O antígeno é reconhecido pela imunoglobulina E 
(a célula possui imunoglobulinas com diferentes 
regiões variáveis para alcançar um número 
máximo de antígenos). A resposta dirigida por elas 
é a mesma, pois através da região constante, a 
célula de resposta possui somente um tipo de 
receptor na superfície, mesmo que a região 
variável seja diferente. Por isso, reações alérgicas 
geram uma mesma resposta inflamatória, com 
antígenos representando uma mesma ameaça 
• Imunoglobulinas G: 
- Apresentam quatro subclasses: IgG1, IgG2, 
IgG3, e IgG4 
- Apresentam cadeias pesadas 
- Fixam complemento 
- São únicas que podem atravessas a placenta 
- Fazem opsonização 
- Neutralizam todas as 
toxinas 
*OPSONIZAÇÃO: marcação 
de identificação de antígeno 
para ser fagocitada por um 
fagócito (macrófago ou 
neutrófilo). As regiões 
variáveis identificam os 
antígenos de superfície, os 
fagócitos identificam a 
região constante das 
imunoglobulinas e promovem a fagocitose 
• Imunoglobulinas M: 
- Neutralizam toxinas; 
- Monomérica: receptor de antígenos na superfície 
dos linfócitos B; 
- Fixam o complemento (é uma cadeia de eventos 
que faz parte do sistema imunológico. Essa cadeia 
de eventos vai sinalizar para o sistema 
imunológico eliminar o antígeno); 
A imunoglobulina reconhece e se liga a 
determinada porção do antígeno pelo seu sítio de 
ligação, havendo uma alta especificidade. O fato 
de ser variável em termos de composição e 
estrutura torna possível ela se ligar 
especificamente a um antígeno 
- A dobradiça (região composta por 
aminoácidos) confere flexibilidade, fazendo com 
que a imunoglobulina 
possa se ligar a antígenos 
que estão distantes entre 
si, aumenta sua eficiência 
de ligação (aumenta a 
capacidade de ação da 
imunoglobulina) 
- A cadeia pesada é constante para sinalizar 
determinadas vias comuns da resposta 
imunológica 
- Características estruturais importantes para a 
resposta imunológica relacionada a 
imunoglobulinas: a região variável (ligação 
especifica a determinado antígeno), flexível 
(capacidade de ligação a antígenos distantes 
entre si) e constante (vai dirigir para determinadas 
respostas) 
- Proteínas com mecanismo catalítico: serino-
proteases (possui um aminoácido serina no sítio 
catalítico, exercendo uma função fundamental); 
realizam papeis importantes no organismo: 
enzimas do tipo quimiotripsina, tripsina e elastase 
com capacidade de reconhecimento em 
determinados polipeptídeos e hidrólises 
específicas; *Clivam/Hidrolisa determinadas 
proteínas (suas ligações peptídicas) a partir de 
resíduos de aa como serina ativada, usada no sitio 
de ligação do substrato para catalisar suas ligação 
peptídicas 
* a quimiotripsina hidrolisa ligações peptídicas em 
seguida a resíduos de aminoácidos hidrofóbicos: 
leucina, metionina, tirosina, fenilalamina ou 
triptofano; 
* a elastase hidrolisa ligações peptídicas em 
seguida a resíduos de aminoácidos: serina, glicina 
ou alanina 
* a tripsina hidrolisa ligações peptídicas em 
seguida a resíduos de aminoácidos básicos: 
argenina ou lisina 
* Essas serino-proteases são produzidas no ciclo 
de ribossomos ligados a membrana, 
encaminhadas por vesículas a superfície. Como 
elas não clivam as proteínas desde o lúmen do 
retículo endoplasmático até a chegada na 
membrana plasmática? Essas proteases não 
ficam ativas no interior das células, sintetizada 
como zimógenos, com conformações diferentes, 
que serão modificadas, por pH ou clivagem, por 
exemplo, para ativá-las conforme a necessidade 
(tripsinogênio; quimiotripsinogênio) 
- No caso de carboxil-proteases, também há 
enzimas que reconhecem ligações peptídicas: 
* a pepsina hidrolisa ligações peptídicas em 
seguida a resíduos de aminoácidos hidrofóbicos: 
leucina, fenilalanina ou triptofano 
As proteínas que se ligam a DNAsão de 
famílias de fatores de transcrição (específicos de 
uma via de reação), para se ligarem possuem 
estruturas que permitem o reconhecimento e 
associação a determinadas sequencias no DNA: 
- As proteínas hélice-volta-hélice 
são duas alfa-hélices ligadas por 
uma volta (resíduos de aa); esse 
fator de transcrição é capaz de 
reconhecer, por exemplo, 
determinadas sequências 
presentes no promotor 
(exemplo: proteína P53) 
 
- As proteínas dedos de zinco 
possuem determinada conformação 
espacial em que é formada devido a 
interação de resíduos de aminoácidos 
com zinco, formando projeções que 
permitem a associação estrutural em 
diferentes sequências do DNA, 
permitindo a ligação do fator de 
transcrição em local específico do 
promotor (exemplo: TFIIIA) 
- As proteínas zíper de 
leucina possuem região 
carboxiterminal rica em 
leucina com uma 
configuração em formato 
de zíper; aa básicos 
interagem na estrutura do 
promotor (exemplo: jum e 
fos) 
 
- Os receptores de membrana precisam de uma 
estrutura peculiar: domínio extracelular, 
transmembranal (hidrofóbica, composta de 
resíduos de aminoácidos apolares hidrofóbicos 
que permitem interação com fosfolípideos) e 
intracelular (com aa característicos para uma 
conformação adequada); transmitem um sinal que 
vem do extracelular pro intracelular; tem a 
presença de aa hidrofóbicos para interagir com a 
bicamada lipídica 
- A composição dos aminoácidos que estão em 
contato com a cauda do fosfolipídeo são apolares, 
mas no centro do canal que forma um poro, temos 
aminoácidos polares, para passagem de íons, por 
exemplo 
- A acetilcolina liga-se ao receptor, causa uma 
mudança conformacional que permite a abertura 
para passagem de sódio, por exemplo, quando a 
molécula é retirada o receptor fecha 
- Existem diferentes receptores associados a 
canais iônicos, podem já fazer parte do canal 
(ionotrópico) ou geram uma resposta para gerar a 
conformação do canal (metabotrópico); podem 
estar associados a proteína G ou enzimas 
RETOMANDO- ESTRUTURA DE AA E PROTEÍNAS 
Estrutura 1°: é a estrutura covalente que inclui a 
sequência de resíduos de aa e a formação de pontes 
dissulfeto (cistina); necessária para entender sua 
estrutura e mecanismo de ação, sua biossíntese, 
incluindo as modificações pós-tradução de sua 
estrutura e sua relação com outras proteínas com 
papeis fisiológicos semelhantes. Exemplo: insulina 
Obs: Pode ocorrer substituição de um 
aminoácido por outro de polaridade semelhante. Nesse 
caso é uma substituição conservativa. Além da 
polaridade, volume molecular e área de superfície do 
resíduo determina se a substituição alterara na função 
da proteína 
Estrutura 2°: é considerada como nível superior de 
proteína, pois a conformação da cadeia polipeptídica 
não é gerada covalentemente; ângulo formados pela 
ligação peptídica causa um dobramento local do 
esqueleto polipeptídico em conformação de hélice, 
folha pregueada ou ao acaso; não tem cadeia lateral. O 
resto das propriedades é normal (carbono α ligam 
resíduos de aa a proteínas); se formam entre o carbono 
α e o nitrogênio e o carbono α e o carbono da carbonila 
Estrutura 3º: é considerada como nível superior de 
proteína, pois a conformação da cadeia polipeptídica 
não é gerada covalentemente; refere-se a união de 
estrutura secundárias dando uma conformação 
tridimensional a proteína 
Estrutura 4º: é considerada como nível superior de 
proteína, pois a conformação da cadeia polipeptídica 
não é gerada covalentemente; refere-se à 
interação/associação não covalente de diferentes 
cadeias polipeptídicas; presença de uma super-hélice 
 
OBSERVAÇÃO- ESTRUTURA E FUNÇÃO DE 
PROTEÍNAS 
* receptor de acetilcolina tem uma conformação que 
permite a ligação especifica dessa molécula e uma 
sinalização intracelular; é um neurotransmissor (é 
secretado extracelularmente e através da reação 
especifica com os receptores age dentro da célula) 
* cinética de ligação do receptor nicotínico de 
acetilcolina: Acetilcolina se liga ao receptor, sofre uma 
mudança conformacional e o sódio pode passar por 
esse canal 
* receptores associados a canais iônicos: Sitio de 
ligação dos receptores são iguais, o diferente é a 
resposta em células especificas ou na mesma célula 
* receptores alfa-adrenérgicos associados a proteína 
Gq e mensageiro lipídico: Receptor vai agir com 
diferentes proteínas, vai liberar um sinal e vai gerar uma 
cascata, para abertura do canal com uma via de 
transdução (conjunto de modificações) 
* receptores alfa-adrenérgicos associados a proteína G 
inibitória (determinado sinalizador->transdução): A 
mesma sinalização vai gerar respostas diferentes; 
receptor vai agir com diferentes proteínas, vai liberar 
um sinal e vai gerar uma cascata 
* receptores beta-adrenérgicos associados a proteína 
G estimulatória (estimulação-> reconhecimento-
>conformação espacial-> transdução-> resposta 
celular): Receptor vai agir com diferentes proteínas, vai 
liberar um sinal e vai gerar uma cascata