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Conformação nativa
• Proteína dobrada em conformação 
funcional
• Dobramento espacial se dá 
principalmente por interações fracas 
– principalmente hidrofóbicas– principalmente hidrofóbicas
– Ligações de H e iônicas são 
otimizadas em estruturas 
termodinamente mais favoráveis
• Estabilidade estrutural
– Tendência a manter a 
conformação nativa
Estrutura de uma treptavidina, proteína modificada a partir 
da estreptavidina humana que funciona biotecnologicamente 
para ligar outras moléculas, como a biotina. Formada apenas 
por folhas beta e loops (2Y3E)
Computer-simulated folding pathway 
of a 36-residues protein.
https://www.youtube.com/watch?v=meNEUTn9
AtgAtg
Enovelamento das proteínas
� Enovelamento das proteínas pode ser Enovelamento das proteínas pode ser Enovelamento das proteínas pode ser Enovelamento das proteínas pode ser 
descrito pelo funil da energia livredescrito pelo funil da energia livredescrito pelo funil da energia livredescrito pelo funil da energia livre
�Busca aleatória inviável para a escala de Busca aleatória inviável para a escala de Busca aleatória inviável para a escala de Busca aleatória inviável para a escala de 
tempo biológicatempo biológicatempo biológicatempo biológica
�Necessidade de um processo Necessidade de um processo Necessidade de um processo Necessidade de um processo 
ordenado=intermediáriosordenado=intermediáriosordenado=intermediáriosordenado=intermediários
� Proteínas têm regiões flexíveis, de baixa Proteínas têm regiões flexíveis, de baixa Proteínas têm regiões flexíveis, de baixa Proteínas têm regiões flexíveis, de baixa 
estabilidade, que acarretam alterações estabilidade, que acarretam alterações estabilidade, que acarretam alterações estabilidade, que acarretam alterações 
conformacionais essenciais para suas funçõesconformacionais essenciais para suas funçõesconformacionais essenciais para suas funçõesconformacionais essenciais para suas funções
�Quanto maior a proteína, mais rugosa a Quanto maior a proteína, mais rugosa a Quanto maior a proteína, mais rugosa a Quanto maior a proteína, mais rugosa a 
superfíciesuperfíciesuperfíciesuperfíciesuperfíciesuperfíciesuperfíciesuperfície
�NucleaçãoNucleaçãoNucleaçãoNucleação
Processo ou sequência de processos em que os arranjos
espaciais de uma cadeia polipeptídica são transformadas pa ra
arranjos mais desordenados.
Desnaturação de proteínas
configuração
e
n
e
r
g
i
a proteína original
proteína desnaturada
configuração
e
n
e
r
g
i
a proteína original
proteína desnaturada
Desnaturação de proteínas
• Condições diferentes das celulares levam as proteínas à desnaturação
• Perda da estrutura leva também à perda da função
• Calor, pHs extremos, temperatura, solventes orgânicos, detergentes
Adaptabilidade 
conformacional
estrutura desnaturada
Qualquer Qualquer Qualquer Qualquer alteração no ambientealteração no ambientealteração no ambientealteração no ambiente irá forçar a proteína a assumir irá forçar a proteína a assumir irá forçar a proteína a assumir irá forçar a proteína a assumir 
um novo um novo um novo um novo equilíbrioequilíbrioequilíbrioequilíbrio estruturalestruturalestruturalestrutural
DESNATURAÇÃO
estrutura nativa
�Qualquer modificação na estrutura que não seja 
acompanhada por ruptura de ligações peptídica
�Consiste na perda das interações NATIVAS - interações
polares, hidrofóbicas e iônicas- com alteração das estruturas
quaternárias, terciárias e secundárias � destruição de 
interações de natureza físico-químicas NATIVAS. 
Desnaturação de proteínas
interações de natureza físico-químicas NATIVAS. 
�Após destruição das interações físico-químicas nativas, 
espera-se que novas interações sejam estabelecidas, o que
implica no aparecimento de uma “nova ordem” estrutural.
�Reversível ou irreversível 
Efeitos da desnaturação:
� Perda da atividade biológica
� Alteração da capacidade de ligar água� Alteração da capacidade de ligar água
� Destruição de toxinas
� Aumento/diminuição da digestão 
� Alteração das propriedades funcionais 
�Físico-químicos
� Químicos
Agentes Desnaturantes
� Físicos
oDesnaturação térmica
oAlta pressão
oForça mecânica
pH
pH < pIaumenta a solubilidade
diminui a solubilidadepH <<< pI
O
H
H+
HO
H H
+
H
O
H
H
O
H
H+
H
+ +
+
+ solubilidade
pH > pI aumenta a solubilidade
O
H
H
O
H H H
-
- -
-
O H
H
H
-+
+ +
+
- ---
-
++
pH = pI diminui a solubilidade
pH < pI
+
+ +
-
O
H H
O
H H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
O H
H
• pH<<<<pI
�ácido forte + T � desaminação.....hidrólise de 
ligações peptídicas
• pH>>>>>>>• pH>>>>>>>
�Modificações químicas (beta-eliminação do 
enxofre)
� pH muito elevado + T� hidrólise de peptídeos
�Solventes orgânicos
Alterações na Constante Dielétrica do Solvente
�Solventes apolares
� Penetram a região hidrofóbica
�Aumentam a interação eletrostática�Aumentam a interação eletrostática
�Enfraquecem as interações hidrofóbicas
http://www.youtube.com/wa
tch?v=-N_iuEvi6HA
Desnaturação por pH e cte 
dielétrica
http://www.youtube.com/watch
?v=EOu394F8gIA
Desnaturação por aquecimento
Agentes químicos
uréia (até 8 M), hidrocloreto de 
guanidinio, NaHCO 3 (sol. 4%)
quebra ligações H estruturais
forma novas pontes com soluto e solvente
desnaturação ao nível de estrutura secundária
solubilização
Detergentes tipo SDS 
(0,1%)
quebra interações de Van der Waals
penetra nas regiões hidrofóbicas
liga às cadeias laterais não polaresliga às cadeias laterais não polares
desnaturação
solubilidade em meio polar
�Salting in
� Proteínas são solúveis em soluções 
salinas� Sais se associam aos grupos 
carregados
� Aumenta a hidratação de proteínas
Força Iônica
� Aumenta a hidratação de proteínas
�Salting out
� desidratação das proteínas
Salting in Efeito solubilizante
Adição de pequenas quantidades de sal
Sais interagem com as cargas iônicasSais interagem com as cargas iônicas
aumenta interação água-proteína
acrescentando água a superfície da proteína
SaltingSalting outout
precipitação de 
proteínas, com pouca
desnaturação
aumento na condutividade do 
solvente
competição dos grupos competição dos grupos 
solvatados pelas ligações de H 
coalescência das 
moléculas 
proteícas
� Velocidade depende da 
temperatura
�� Aumento de temperatura:Aumento de temperatura:
Afeta a estrutura terciária
Desnaturação térmica
�� Ao resfriar:Ao resfriar:
� Agregação 
� Aumenta a flexibilidade 
molecular
� Ligações H começam a 
quebrar � interação com a 
água
� Aumenta a ligação com a água
� Aumenta a viscosidade da 
solução 
� Estrutura diferente da nativa
� Perda de solubilidade
� Teor de água afeta a 
desnaturação térmica
� Outras consequências:
� Quebra de pontes 
dissulfeto
� alteração química de 
resíduos de aminoácidos
Desnaturação térmica
Facilidade a desnaturação
peso molecular 
estrutura quaternária
pontes de dissulfeto 
Reversível
inativação de enzimas 
Irreversível
inativação de enzimas 
inativação de fatores antinutricionais
aumento da digestibilidade
alteração das propriedades funcionais
Mudança da Força Iônica e da 
Constante Dielétrica
aas, 
açúcares,
polialccóis
mantém água de solvatação
saída de água
proteínas fibrilares
aas, 
açúcares,
polialccóis
mantém água de solvatação
saída de água
proteínas fibrilares
aas, 
açúcares,
polialccóis
mantém água de solvatação
saída de água
proteínas fibrilares
Frio
Quebra das Ligações de H e das
Interações de Van der Waals
proteínas globulares
mudança de 
conformação
proteínas globulares
mudança de 
conformação
Desnaturação Mecânica
�Alterações nas estruturas quaternária e até 
terciária
�Desnaturação Irreversível
Ovoalbumina (clara do ovo)
Formação do glúten
Solubilidade Funcionalidade
AlbuminasAlbuminas
Globulinas
Não formadoras do glútenNão formadoras do glúten
15-20%
Albuminas
Globulinas
Prolaminas
� Gliadinas
Glutelinas
� Gluteninas
Globulinas
Formadoras do glúten
80-85%
GliadinasGluteninas
“Glúten é uma rede proteica formada a partir de inte rações 
covalentes e não covalentes entre as cadeias de gli adinas e 
gluteninas presentes nas farinhas oriundas dos grão s de trigo, de 
centeio e de cevada. 
“O seu desenvolvimento ocorre durante a mistura de f arinha e 
água, associada ao trabalho mecânico, dando origem a uma massa 
coesa com características viscoelásticas”
SHEWRY; TATHAM, 1997; XU et al., 2007; WIESER, 2007; DELCOUR et al., 2012; KHATKAR et al., 2013; ZHOU et al., 2014SHEWRY; TATHAM, 1997; XU et al., 2007; WIESER, 2007; DELCOUR et al., 2012; KHATKAR et al., 2013; ZHOU et al., 2014
Fonte: F. Ortolan
A desnaturação ocorre na faixa de 1 a 12 kbar
(100 a 1200 MPa)
Pressão Hidrostática
As proteínas são flexíveis e compressíveis
Aplicações
Inativação microbiana 
Gelatinização
Amaciamento da carne
Inativação de enzimas 
Desnaturação induzida pela pressão pode ocorrer a
25°C . (relação temperatura X pressão) � porque as
proteínas são flexíveis e compressíveis .
Proteínas globulares – espaços vazios no
interior da proteína
Proteínas fibrosas - em sua maioria o
desprovidas de espaços vazios, são mais estáveis adesprovidas de espaços vazios, são mais estáveis a
alta pressão
• O efeito da alta pressão hidrostática nas estruturas das 
proteínas depende de fatores extrínsecos, como o pH, a 
temperatura e o meio iônico, e também propriedades 
intrínsecas da proteína (ex. ligações dissulfeto)
• O desdobramento da proteína sob alta pressão ocorre 
principalmente devido ao rompimento de interações 
hidrofóbicas e eletroestáticas; as ligações covalentes e as 
ligações H, geralmente, são menos afetadas pela alta pressãoligações H, geralmente, são menos afetadas pela alta pressão
– Isto significa que a pressão é capaz de romper as ligações que 
mantêm as estruturas terciárias e quaternárias das proteínas 
globulares, porém possui pouca influência na estrutura secundária
Na faixa de 700 MPa, a pressão causa o rompimento de ligações não
covalentes. As interações hidrofóbicas são as ligações mais fracas envolvidas
na estabilidade de proteínas, de micelas e de lipídeos. Ligações iônicas são
rompidas pela pressão e a ionização de sais, ácidos e bases e a auto-ionização
da água sofrem aumento sobre pressão.