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Bioquímica - Resumo APx1 Assuntos: Tampão, Aminoácidos, Proteína Globular, Hemoglobina e Proteína Fibrosa. Solução Tampão - É uma solução aquosa capaz de resistir a mudanças de pH quando ácidos ou bases são adicionados. Tampões são formados pela mistura de ácidos fracos e suas bases conjugadas em uma solução de pH próximo ao pKa do ácido. Os tampões possibilitam que o pH de uma solução resista à adição de ácidos ou bases. Defina ácidos e bases -> Ácidos são as substâncias capazes de doar prótons, e bases são as substâncias capazes de recebê-los. Aula 8 a 10 Ponto isoelétrico ou pI - é o valor de pH onde o aminoácido titulado tem carga líquida igual a zero. Ele pode ser calculado pela fórmula: pI = ½ (pK1 + pK2) = - E o pl fica entre a metade do pK1 e pK2. Mas esta fórmula só é válida para os aminoácidos que não apresentam grupamento R titulável, ou seja, grupamentos capazes de perder ou ganhar prótons (vale somente para os que possuem 2 pKs). ★ Para o cálculo do pl dos aminoácidos ácidos usa-se a seguinte fórmula: 𝑝𝐾1+𝑝𝐾R/2 Aminoácidos Os aminoácidos, por apresentarem grupamentos tituláveis (COOH e NH3 +) comportam-se, em solução, como um tampão. Na curva de titulação dos aminoácidos quando é adicionada uma base forte à solução, percebe-se algumas regiões da curva onde o pH da solução não se altera. Isso porque ocorre a saída de prótons dos grupamentos tituláveis presentes no aminoácido, que neutralizam as hidroxilas adicionadas. Assim, em uma solução ácida, a adição de uma base forte provocará a liberação de prótons do grupamento carboxila (COOH → COO–) do aminoácido, neutralizando a base adicionada. Quando todas as carboxilas já se encontram na forma COO–, não há mais prótons liberados por esse grupamento para conter mudanças no pH. Se a concentração de OH– continuar aumentando, chegará um ponto em que começará a dissociação do grupamento amino (NH3 + → NH2), também liberando prótons no meio, mantendo o pH da solução. Principais grupos de Aminoácidos — apolares, aromáticos, polares sem carga e polares com carga (positiva ou negativa). Também podem ser classificados, para os seres humanos, em essenciais (que o organismo não produz, devendo ser adquiridos através da alimentação), e não-essenciais (que o organismo pode produzir). -> A função biológica de uma proteína depende da sequência primária da mesma. Assim, a ordem como os aminoácidos estão dispostos nessa sequência ditarão a função da proteína. O que são aminoácidos? Moléculas orgânicas, ou seja, compostas de átomos de carbono, contendo um grupamento amino e uma carboxila. São unidades formadoras de proteínas, as macromoléculas mais abundantes nos seres vivos, que ocorrem em todas as células e em todos os compartimentos celulares. Quais são os principais grupos de aminoácidos? Justifique. Podem ser classificados em quatro grandes grupos: apolares, aromáticos, polares sem carga e polares com carga (positiva ou negativa). Também podem ser classificados, para os seres humanos, em essenciais (que o organismo não produz, devendo ser adquiridos através da alimentação), e não- essenciais (que o organismo é capaz de produzir. Nome: Valina Tipo de cadeia lateral: Apolar, pois seu agrupamento lateral é formado apenas por carbono e hidrogênio fazendo com que esse aminoácido não tenha grande solubilidade em com a água. Por não apresentar agrupamento ionizável em água é um aminoácido neutro. Apresenta Cadeia Alifática pois seu agrupamento lateral é formado por uma cadeia linear de hidrocarbonetos(carbono e hidrogênio). Nome: Serina Tipo de cadeia: a cadeia lateral na serina é um grupamento metil hidroxilado (CH2OH). Devido a essa cadeia, é classificada como sendo um aminoácido polar e sem carga. A serina é importante no metabolismo, dado que participa na biossíntese de purinas e pirimidinas. É o precursor de vários aminoácidos, incluindo glicina e cisteína, e triptofano em bactérias. A serina desempenha um papel importante na função catalítica de muitas enzimas. Nome: Fenilanina Tipo de cadeia lateral Apolar, pois apresenta estrutura fechada em forma de anel que faz com que o aminoácido seja insolúvel em água . Seu agrupamento lateral apresenta anel aromático, que faz com que o aminoácido tenha um grande volume e a absorva a luz ultravioleta. Nome: Glutamato Tipo de cadeia lateral: polar, com carga. A presença da carboxila(COO-) em seu agrupamento lateral caracteriza este aminoácido como ácido. Nome: Lisina Tipo de cadeia lateral: polar, possui carga. A presença do amino NH3 faz com que esse aminoácido apresente carga positiva. Possui uma grande solubilidade em água. Nome: Glutamina Tipo de cadeia lateral: polar, não possui carga. Como possuem pólo em sua cadeia lateral polar faz esse aminoácido seja solúvel com facilidade em água. Proteínas Aula 11 a 13 As proteínas são formadas por moléculas chamadas de aminoácidos, cada aminoácido é formado por um grupo carboxila (- COOH) e um grupo amina (-NH2), que estão ligados a um átomo de carbono. No total existem 20 aminoácidos na natureza, e eles são responsáveis por formar todas as proteínas existentes no planeta. Os aminoácidos se ligam entre si por ligações peptídicas entre o grupamento carboxila de um aminoácido e o amina de outro. As proteínas podem ser classificadas em dois grupos: proteínas fibrosas e proteínas globosas. Importante!!! Proteínas fibrosas - são aquelas em que as cadeias de aminoácidos estão dispostas de maneira a formar fios e, são insolúveis em água. Como exemplo posso citar o caso das fibras encontradas no tecido conjuntivo. Proteínas globulares - possuem cadeias que se enrolam sobre elas mesmas, formando uma estrutura esférica e normalmente solúvel em água. Exemplos: a hemoglobina e os anticorpos. → A -queratina é fibrosa ou globular? Disserte sobre a estrutura e as ligações da - queratina. É uma proteína fibrosa, que apresenta grande resistência pois é formada por α-hélices que se enrolam umas sobre as outras formando uma super-hélice. Diferentemente das α-hélices, as hélices da α-queratina apresentam cada volta com tamanho menor que das hélices tradicionais, e por isso a sua estrutura toda é mais compacta, o que lhe confere maior resistência. As hélices também são entrelaçadas de tal maneira que a superfície de cada uma delas é composta por aminoácidos hidrofóbicos, possibilitando a formação deinterações hidrofóbicas entre os aminoácidos, ajudando a estabilizar a estrutura da super-hélice. → Disserte sobre a estrutura e as ligações da fibroína. A fibroína é uma proteína fibrosa formada, predominantemente, por fitas β antiparalelas. Essa estrutura é formada porque a seqüência primária da fibroína é rica em alanina e glicinas, dois aminoácidos bem pequenos, que permitem um grande empacotamento das fitas β umas contra as outras. A estrutura terciária da fibroína é estabilizada pelas pontes de hidrogênio e pelo contato entre resíduos apolares (ligações fracas). → Diferencie proteína globular e proteína fibrosa. As proteínas globulares são aquelas que apresentam um formato arredondado, ricas em elementos de estrutura secundária. Geralmente são enzimas, envolvidas em processos de transporte ou de regulação no organismo. As proteínas fibrosa são aquelas em forma de filamento, mais comprida do que larga, que se associa a outras unidades idênticas a ela para formar um feixe. → O que são chaperonas e qual a sua importância? Nem todas as proteínas têm a capacidade de se “enovelarem” sozinhas. As chaperonas são proteínas que interagem com as proteínas que precisam se enovelar, auxiliando-as a assumir a sua conformação nativa. Elas são encontradas em todos os organismos. -> Algumas proteínas não conseguem se enovelar sozinhas e as Chaperonas por exemplo não conseguem. Existem chaperonas chamadas de proteínas de choque térmico que são algumas proteínas que sofreram um estresse térmico. “Essas proteínas de choque térmico se ligam às regiões hidrofóbicas de outras proteínas que ainda estão desenoveladas, evitando que a proteína se agregue. A agregação ocorre quando proteínas desenoveladas, parcialmente enoveladas ou enoveladas incorretamente interagem umas com as outras, formando uma espécie de aglomerado”. (Retirado do Livro) No citoplasma da célula, enquanto uma proteína está sendo sintetizada associada ao ribossomo, as chaperonas se ligam à cadeia nascente. Uma vez que a síntese se completou e a proteína se soltou do ribossomo, as chaperonas a induzem a um estado parcialmente enovelado. Uma vez que a proteína recém sintetizada chega a este estado parcialmente enovelado, as chaperonas se dissociam da cadeia polipeptídica, que termina seu enovelamento sozinha, adquirindo a sua estrutura funcional (ou seja, corretamente enovelada). (Retirado do Livro) Organização das Proteínas: A estrutura primária de uma proteína é a sequência linear dos aminoácidos dessa proteína. A estrutura secundária é a maneira como esses aminoácidos se organizam no espaço (hélices, fitas, voltas). A estrutura terciária é a forma como a proteína se organiza no espaço tridimensional (movimento). A estrutura quaternária é quando a proteína tem mais de uma subunidade (dímeros, etc.). Hemoglobina → As seguintes situações aumentaria ou diminuiria a afinidade da hemoglobina pelo O+ ? ★ Diminuição do pH diminui. ★ Aumentando as concentrações de BPG diminui. ★ Diminuição a pCO2 aumenta. ★ Ligação do oxigênio a uma das subunidades aumenta. ★ Redução da pO2 diminui. → A função desempenhada pela hemoglobina é somente carrear oxigênio? E o papel da mioglobina? Como explicar a diferença funcional entre essas duas proteínas? A hemoglobina também transporta CO2, um produto do nosso metabolismo. Uma parte dele é utilizada como sistema tampão no sangue. A mioglobina só é capaz de carrear um oxigênio por vez, enquanto a hemoglobina carrega 4. Mio não pode carrear CO2. → Diferencie hemoglobina e mioglobina. Mioglobina é um monômero que contém apenas uma molécula de heme, ligando apenas um oxigênio por vez, enquanto a hemoglobina é constituída por quatro cadeias polipeptídicas, cada uma com um heme ligado, e por isso é capaz de ligar quatro moléculas de oxigênio por vez. → Defina Efeito Bohr. Tanto o pH do sangue como a concentração de CO2 influenciam a ligação do O2 com a hemoglobina. → Defina grupamento Heme. Molécula que possui um átomo de ferro no centro de seu anel, possibilitando sua interação com o oxigênio, que fica preso às proteínas pela ligação do ferro a uma histidina. Rafaela Gonçalves