Metabolismo das Prote-nas-T16 pptx

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Metabolismo 
das Proteínas
PROF. ITAIRAN DA SILVA TERRES
UC – PROCESSOS METABÓLICOS
FACULDADE DE MEDICINA
UNIDAVI
1a FASE 2025/1 – T16
Introdução
 Proteínas
◦Compostos nitrogenados orgânicos complexos, formados fundamentalmente por C, H, 
O e N. Contêm ainda S, P, Cu, etc..
◦Os monômeros das proteínas são compostos nitrogenados conhecidos como 
aminoácidos (aas), compostos orgânicos que contêm grupo ácido (carboxílico) e 
amínico. 
◦A união de 2 aminoácidos forma um dipeptídeo, de 3 aminoácidos os tripeptídeos, e 
assim sucessivamente. A união de 10 ou mais aas forma um polipeptídeo.
◦Um polipeptídeo de dimensão macromolecular ou um conjunto de polipeptídeos 
associados entre si constituem proteínas.
◦Os comprimentos das cadeias polipeptídicas nas proteínas variam consideravelmente
◦ Uma única cadeia polipeptídica de cerca de 50 aas
◦ Dois ou mais polipeptídeos de milhares de aas associados.
Aminoácidos
Cadeia lateral
Amina Carboxila
Estrutura geral 
dos aminoácidos Carbono α
quiral
Define as propriedades do 
aminoácido conforme a estrutura, 
tamanho, carga elétrica e 
solubilidade
Aminoácidos
Cadeia lateral
Amina Carboxila
Glicina Cisteína
Tirosina Lisina
Estrutura geral 
dos aminoácidos Carbono α
quiral
Aminoácidos
Cadeia lateral
Amina Carboxila
Glicina Cisteína
Tirosina Lisina
Estrutura geral 
dos aminoácidos
Exceção 🡪 Prolina
Carbono α
quiral
Aminoácidos
Cadeia lateral
Amina Carboxila
Cisteína
Tirosina Lisina
Estrutura geral 
dos aminoácidos Carbono α
quiral
Exceção 🡪 Glicina
X
Aminoácidos
Cadeia lateral
Grupo 
Amina
Grupo 
Carboxila
Forma não ionizada Forma duplamente ionizada
PH Neutro
“zwitterions”
Aminoácidos – característica anfótera
Cátion ÂnionForma dipolar
Aminoácidos – classificação pelo grupo 
R
1. Grupos R apolares, alifáticos;
2. Grupos R aromáticos;
3. Grupos R polares, não carregados;
4. Grupos R carregados positivamente 
(básicos);
5. Grupos R carregados negativamente 
(ácidos).
Aminoácidos – composição e 
polaridade
Aminoácidos com cadeia lateral apolar ou 
hidrofóbico
São os menos solúveis, devido à 
ausência de grupamentos hidrofílicos 
no grupamento R. 
• Cadeia alifática hidrocarbonada: 
alanina, leucina, isoleucina, valina e 
prolina;
• Anel aromático: fenilalanina e 
triptofano;
• Tioéter: metionina.
• Hidrogênio: glicina. 
Aminoácidos – composição e 
polaridade
Aminoácidos com cadeia lateral polar
não-carregado
Possuem grupamentos hidrofílicos na 
cadeia carbonada que não se ionizam, 
porém conferem maior solubilidade ao 
aminoácido. 
• Hidroxila: serina, treonina e tirosina;
• Grupo Amida: asparagina e 
glutamina;
• Sulfidrila ou Tiol: cisteína.
Aminoácidos – composição e 
polaridade
Aminoácidos com cadeia lateral polar 
carregado positivamente (básicos)
• Lisina, arginina e histidina.
 Todos possuem grupamento R de 6 
carbonos e a carga positiva localiza-se 
em um átomo de nitrogênio da cadeia 
lateral. 
Aminoácidos quanto a origem
Obtenção de aminoácidos essenciais e 
síntese dos não essenciais:
• 11 aminoácidos são sintetizados no 
organismo, mas a arginina é sintetizada e 
inteiramente consumida no ciclo da 
ureia, tornando-se indispensável na 
dieta.
• A cisteína e a tirosina são sintetizadas a 
partir da metionina e da fenilalanina.
• Apenas 9 aminoácidos são sintetizados 
independentemente da alimentação.
Síntese dos aminoácidos não essenciais
Obtenção de aminoácidos essenciais e 
síntese dos não essenciais:
• 11 aminoácidos são sintetizados no 
organismo, mas a arginina é sintetizada e 
inteiramente consumida no ciclo da 
ureia, tornando-se indispensável na 
dieta.
• A cisteína e a tirosina são sintetizadas a 
partir da metionina e da fenilalanina.
• Apenas 9 aminoácidos são sintetizados 
independentemente da alimentação.
Formação dos peptídeos
No exemplo glicina se junta a alanina, formando um dipeptídeo.
A ligação covalente sempre ocorre entre o carbono do grupo carboxila de um aa e o nitrogênio 
do grupo amina do outro.
Na ligação uma molécula de água é retirada (síntese por desidratação).
Quebra do peptídeo ocorre via hidrólise.
Funções dos aminoácidos
 Blocos constitutivos dos peptídeos e proteínas
 Precursores de:
◦Hormônios (Tirosina🡪 T4, T3, dopamina, noradrenalina, adrenalina; 
Triptofano🡪 melatonina)
◦Coenzimas (Cisteína🡪 Coenzima A)
◦Nucleotídeos (Glicina🡪 purinas; aspartato🡪pirimidinas)
◦Porfirinas (Glicina)
◦Neurotransmissores (Glutamina 🡪 GABA; Triptofano🡪serotonina) e outras 
aminas biogênicas (Histidina🡪 histamina)
Síntese proteica
Síntese proteica
• Grande parte do aparato celular é dedicado à síntese de grande número de proteínas.
• As proteínas produzidas pela célula determinam a sua função especializada.
Genoma 🡪 Todos os genes do organismo (cerca de 20.000)
Proteoma 🡪 Todas as proteínas do organismo (500.000 a 1.000.000)
Funções biológicas das proteínas
Tipo de proteína Funções Exemplos
Estrutural Forma a estrutura de várias partes do corpo
Colágeno nos ossos e outros tecidos 
conectivos
Queratina na pele, cabelos, pelos e unhas
Regulatória
Funcionam como hormônios que regulam vários 
processos fisiológicos; controlam o crescimento e
desenvolvimento; como neurotransmissores, mediam 
respostas do sistema nervoso
Insulina (regula a glicemia)
Substância P (neurotransmissor que media a 
sensação de dor no sistema nervoso)
Contrátil
Permitem o encurtamento da célula muscular, produzindo 
o movimento
Miosina
Actina
Imunológica
Respostas de ajuda que protegem o corpo contra 
substâncias estranhas e patógenos invasores
Anticorpos, interleucinas
Transportadora Carregam substâncias vitais pelo corpo Hemoglobina (transporte de oxigênio)
Catalítica Agem como enzimas que regulam reações químicas Amilase, lipase, ATPase
(UFPB) Os antibióticos são de extrema importância para o combate a muitas doenças 
causadas por bactérias. No entanto, o seu uso indiscriminado pode trazer graves 
problemas de saúde pública, a exemplo do surgimento das bactérias 
multirresistentes, como a KPC (Klebsiella Pneumoniae Carbapenemase). Uma classe 
muito importante de antibióticos tem sua eficácia por agir no ribossomo da célula 
bacteriana, impedindo o funcionamento correto desse componente celular.
(UFPB) Os antibióticos são de extrema importância para o combate a muitas doenças 
causadas por bactérias. No entanto, o seu uso indiscriminado pode trazer graves 
problemas de saúde pública, a exemplo do surgimento das bactérias 
multirresistentes, como a KPC (Klebsiella Pneumoniae Carbapenemase). Uma classe 
muito importante de antibióticos tem sua eficácia por agir no ribossomo da célula 
bacteriana, impedindo o funcionamento correto desse componente celular.
(UFPB) Os antibióticos são de extrema importância para o combate a muitas doenças 
causadas por bactérias. No entanto, o seu uso indiscriminado pode trazer graves 
problemas de saúde pública, a exemplo do surgimento das bactérias 
multirresistentes, como a KPC (Klebsiella Pneumoniae Carbapenemase). Uma classe 
muito importante de antibióticos tem sua eficácia por agir no ribossomo da célula 
bacteriana, impedindo o funcionamento correto desse componente celular.
Expressão gênica
• Processo em que o gene do DNA (ácido 
desoxirribonucleico) é usado como modelo 
para a síntese de uma proteína específica
•1º 🡪 Transcrição – a informação codificada em uma 
região específica do DNA é transcrita para produzir 
uma molécula específica de RNA (ácido 
ribonucleico)
• 2º 🡪 Translação – o RNA se liga a um ribossomo, 
onde a informação nele contida é traduzida em uma 
sequência correspondente de aminoácidos para 
formar uma nova molécula de proteína. Transcrição ocorre no núcleo e 
translação no citoplasma
(MACK) Os códons UGC, UAU, GCC e AGC codificam, respectivamente, os 
aminoácidos cisteína, tirosina, alanina e serina; o códon UAG é terminal, ou 
seja, indica a interrupção da tradução. Um fragmento de DNA, que codifica a 
sequência serina – cisteína – tirosina – alanina,sofreu a perda da 9a base 
nitrogenada. 
(MACK) Os códons UGC, UAU, GCC e AGC codificam, respectivamente, os 
aminoácidos cisteína, tirosina, alanina e serina; o códon UAG é terminal, ou 
seja, indica a interrupção da tradução. Um fragmento de DNA, que codifica a 
sequência serina – cisteína – tirosina – alanina, sofreu a perda da 9a base 
nitrogenada. 
(MACK) Os códons UGC, UAU, GCC e AGC codificam, respectivamente, os 
aminoácidos cisteína, tirosina, alanina e serina; o códon UAG é terminal, ou 
seja, indica a interrupção da tradução. Um fragmento de DNA, que codifica a 
sequência serina – cisteína – tirosina – alanina, sofreu a perda da 9a base 
nitrogenada. 
Transcrição
 A informação genética representada pela sequência de tripletos de base no DNA 
serve como um modelo para copiar a informação em uma sequência 
complementar de códons. Três tipos de RNA são feitos a partir do modelo de 
DNA:
 1. RNA mensageiro (RNAm) direciona a síntese de uma proteína.
 2. O RNA ribossômico (RNAr) se une às proteínas ribossômicas para formar 
ribossomos.
 3. O RNA transportador (RNAt) liga-se a um aminoácido e o mantém no lugar de 
um ribossomo até que seja incorporado a uma proteína durante a tradução. 
Uma extremidade do RNAt carrega um aminoácido específico, e a extremidade 
oposta consiste de um trio de nucleotídeos chamado anticódon.
 Por emparelhamento entre bases complementares, o anticodon de RNAt liga-se 
ao codon de RNAm. Cada um dos mais de 20 tipos diferentes de RNAt liga-se a 
apenas um dos 20 aminoácidos diferentes.
Translação (tradução)
•A sequência nucleotídica numa molécula de RNAm 
especifica a sequência de aminoácidos de uma proteína.
•Os ribossomos no citoplasma realizam a tradução. 
• A subunidade pequena de um ribossomo possui um sítio de ligação 
para RNAm; 
• A subunidade maior tem três locais de ligação para as moléculas de 
RNAt:
• O local P (peptidilo) liga-se ao RNAt que transporta a cadeia polipeptídica em 
crescimento. 
• O local A (aminoacilo) liga o RNAt portador do aminoácido seguinte a ser 
adicionado ao poliptideo em crescimento. 
• O local E (saída) liga o RNAt imediatamente antes de ser liberado do ribossomo.
1 2 3 4 5 6 7 8 
Códons de inicialização e finalização
CÓDON DE INICIALIZAÇÃO - AUG
 Codifica o aminoácido metionina
◦ Peptídeos iniciam com metionina ou ela é removida 
no processamento da proteína.
 O códon AUG de inicialização se diferencia dos 
códons AUG que sintetizarão metioninas 
intermediárias no peptídeo pela proximidade com 
a sequência Shine-Dalgarno (sequência que 
sinaliza a iniciação contendo de quatro a nove 
resíduos de purina)
 Um RNAt específico entrega a metionina inicial, 
diferente no RNAt que entrega as metioninas em 
posições intermediárias
Códons de inicialização e terminação
CÓDONS DE TERMINAÇÃO - UAA, UGA E UAG
▪O alongamento do peptídeo acontece até que 
um dos códons de terminação sinalize que o 
último aminoácido foi codificado.
▪Na apresentação de um códon de terminação, 
fatores de liberação (RF-1, RF-2 e RF-3) 
induzirão a liberação do polipeptídeo e a 
dissociação do ribossomo para que este possa 
iniciar novo processo de síntese.
Os polissomos (ou polirribossomos) são formados basicamente por uma 
molécula de RNAm (RNA mensageiro), associada a um determinado número de 
ribossomos. Nas células eucarióticas, os polissomos podem ser encontrados 
livres no citoplasma ou ligados à membrana do retículo endoplasmático. 
Os polissomos (ou polirribossomos) são formados basicamente por uma 
molécula de RNAm (RNA mensageiro), associada a um determinado número de 
ribossomos. Nas células eucarióticas, os polissomos podem ser encontrados 
livres no citoplasma ou ligados à membrana do retículo endoplasmático. 
Os polissomos (ou polirribossomos) são formados basicamente por uma 
molécula de RNAm (RNA mensageiro), associada a um determinado número de 
ribossomos. Nas células eucarióticas, os polissomos podem ser encontrados 
livres no citoplasma ou ligados à membrana do retículo endoplasmático. 
(UNIMEP-SP) Foram analisadas duas proteínas, X e Y, extraídas de órgãos 
diferentes de um macaco. Verificou-se que X apresenta 12 alaninas, 5 ácidos 
glutâmicos, 8 fenilalaninas, 2 lisinas e 10 glicinas, enquanto Y apresenta 12 
alaninas, 5 ácidos glutâmicos, 8 fenilalaninas, 2 lisinas e 10 glicinas.
(UNIMEP-SP) Foram analisadas duas proteínas, X e Y, extraídas de órgãos 
diferentes de um macaco. Verificou-se que X apresenta 12 alaninas, 5 ácidos 
glutâmicos, 8 fenilalaninas, 2 lisinas e 10 glicinas, enquanto Y apresenta 12 
alaninas, 5 ácidos glutâmicos, 8 fenilalaninas, 2 lisinas e 10 glicinas.
(UNIMEP-SP) Foram analisadas duas proteínas, X e Y, extraídas de órgãos 
diferentes de um macaco. Verificou-se que X apresenta 12 alaninas, 5 ácidos 
glutâmicos, 8 fenilalaninas, 2 lisinas e 10 glicinas, enquanto Y apresenta 12 
alaninas, 5 ácidos glutâmicos, 8 fenilalaninas, 2 lisinas e 10 glicinas.
PROPRIEDADES ESTRUTURAIS DAS 
PROTEÍNAS
 Estrutura primária: A estrutura primária é a sequência de aminoácidos que compõem a cadeia 
polipeptídica. A ordem exata dos aminoácidos em uma proteína específica é a estrutura primária 
dessa proteína.
Estrutura primária da preproinsulina, proinsulina, peptídeo sinal, insulina e peptídeo C
Estrutura primária da preproinsulina, proinsulina, peptídeo sinal, insulina e peptídeo C
Estrutura primária da preproinsulina, proinsulina, peptídeo sinal, insulina e peptídeo C
Estrutura quaternária da insulina
Monômero Dímero Hexâmero
Classificação quanto a forma
 Formas Fibrosas 
◦As proteínas fibrosas apresentam forma alongada, são geralmente insolúveis e 
desempenham um papel basicamente estrutural nos sistemas biológicos. Ex: 
colágeno (a principal proteína do tecido conjuntivo), queratina (cabelo, lã, 
escamas, unhas e penas) elastina (encontrada nos vasos sanguíneos).
 Formas Globulares
◦Polipeptídeos firmemente dobrados em forma de “bola” e solúveis em água, 
tem papel metabólico. Ex: enzimas, albumina (transporte), hemoglobina 
(transportador de oxigênio das hemácias), hormônios.
Desnaturação das proteínas
As proteínas expostas a condições como 
variações de temperatura, mudanças de pH, 
força iônica, entre outras perdem a estrutura 
secundária e/ou terciária 
O arranjo tridimensional da cadeia 
polipeptídica é rompido, podendo levar a 
perda da atividade biológica característica. 
Quando as proteínas sofrem desnaturação 
não ocorre rompimento de ligações 
covalentes do esqueleto da cadeia 
polipeptídica, preservando a seqüência de 
aminoácidos característica da proteína 
(estrutura primária).
Desnaturação das proteínas
Desnaturação das proteínas
Desnaturação das proteínas
Desnaturação das proteínas
 Inicia no estômago 🡪 HCl 🡪Pepsinogênio 🡪Pepsina
 Pepsina 🡪 Proteína 🡪 Polipeptídeos
 Ação mais importante na digestão proteica 🡪 tripsina, 
quimotripsina e carboxipeptidases pancreáticas (formas 
ativadas)
 Absorção 🡪 dipeptidases, tripeptidases e aminopeptidases 
 Jejuno e íleo 🡪 transporte passivo 
 Não existe depósito de aminoácidos 🡪 peptídeos e 
proteínas 
Digestão e 
absorção das 
proteínas
Ativação dos zimogênios pancreáticos pela 
clivagem proteolítica limitada produzida pela 
tripsina.
Metabolização das proteínas
•Na síntese proteica alguns aminoácidos liberados à partir 
da proteína não serão usados e sofrerão degradação 
oxidativa
•Se a ingestão proteica for maior que a necessidade para 
a síntese proteica, o excedente é catabolizado, não 
existe armazenamento de proteínas/aminoácidos
•No jejum prolongado ou descompensação diabética, 
com carboidratos indisponíveis, as proteínas celulares 
são usadas como combustível.
🡪 perdem o grupo amina e formam α-cetoácidos 
(esqueletos de carbono)
Metabolização das proteínas
•Os α-cetoácidos sofremoxidação a CO2 e H2O ou 
fornecem 3 a 4 unidades de carbono que podem ser 
convertidas por gliconeogênese em glicose.
•Assim como nos carboidratos e lipídios, o catabolismo 
dos aminoácidos converge para o ciclo do ác. cítrico.
•No catabolismo dos aminoácidos o grupo amino 
separa-se do esqueleto de carbono, formando amônia 
que é tóxica.
•A síntese de ureia é feita no fígado com o objetivo de 
impedir a formação de amônia tóxica e excretar o 
nitrogênio proteico.
Metabolização das proteínas
•A retirada do grupo amina ocorre no fígado por 
transaminação e desaminação.
• A transaminação ou aminotransferência ocorre no citosol, é 
catalisada pelas transaminases (ou aminotransferases), tendo 
como co-fator o piridoxal-fosfato, forma ativa da vitamina B6.
Faz a transferência do grupo amino para o cetoglutarato, formando outro 
cetoácido e o glutamato.
O glutamato será o doador de grupos amino para vias biossintéticas ou para 
vias de excreção
• As principais transaminases dos hepatócitos são a transaminase 
glutâmico-oxaloacética (TGO) e glutâmico-pirúvica (TGP), que 
transaminam a alanina em piruvato e o aspartato em 
oxaloacetato, tendo ação também sobre os outros aas, mesmo 
havendo uma transaminase para cada tipo de aa.
Metabolização das proteínas
•Nos hepatócitos o glutamato é transportado do citosol 
para as mitocôndrias, onde sofre desaminação oxidativa 
catalisada pela glutamato desidrogenase, presente na 
matriz mitocondrial.
•O α-cetoglutarato resultante da desaminação do glutamato 
pode ser usado no ciclo do ácido cítrico ou na síntese de 
glicose.
•A reação é mitocondrial, não citoplasmática, para evitar a 
perda da amônia tóxica para o sangue.
Metabolização das proteínas 
Glutamina
•A amônia é tóxica para os tecidos e seu nível sanguíneo é regulado.
•A amônia produzida em tecidos extra-hepáticos é conjugada ao 
glutamato, formando a glutamina para ser transportada de forma 
atóxica.
•A glutamina é o aa em maior concentração circulante.
•A glutamina serve como fonte do grupo amino para várias reações 
biossintéticas.
•A glutamina excedente é transportada para o fígado, rins e intestino 
para ser processada em glutamato + amônia.
•A amônia produzida no intestino e rins é transportada para o fígado 
pelo sangue.
Metabolização das proteínas
Ciclo da glicose-alanina
•Nos músculos e outros tecidos que degradam proteínas como 
combustível as aminas são coletadas como glutamato.
•O glutamato pode:
• ser convertido em glutamina para ser transportado ao fígado 
ou
• Transferir a amina para o piruvato produzido pela glicólise 
muscular produzindo alanina que será transportada ao fígado.
•No citosol do hepatócito a alanina transfere o grupo amino 
para o α-cetoglutarato formando piruvato e glutamato.
•O glutamato entra na mitocôndria onde libera a amina.
Ciclo da ureia
•O ciclo da ureia (ou da ornitina) produz 
ureia a partir da amônia
•Parte do ciclo é mitocondrial e parte 
ocorre no citosol, principalmente nos 
hepatócitos
•O fumarato resultante da clivagem do 
arginino-succinato é um intermediário do 
ciclo do ácido cítrico, interconectando os 
ciclos (“bicicleta de Krebs”).
•O fumarato resultante da clivagem do 
arginino-succinato é um intermediário do 
ciclo do ácido cítrico, interconectando os 
ciclos (“bicicleta de Krebs”).
Catabolismo da cadeia carbonada dos 
aminoácidos
•Diariamente renovação de cerca de 400 g de proteínas 
• 400 g de proteínas degradadas substituídas por 400 g de 
proteínas produzidas.
•Alimentação habitualmente oferece excesso de aminoácidos.
•Os cetoácidos resultantes da desaminação e transaminação são:
Cetogênicos 🡪 degradados em acetil CoA 🡪 energia imediata 
via ciclo de Krebs
Catabolismo excessivo leva a produção de ác. graxos, 
colesterol e corpos cetônicos.
Glicogênicos 🡪 podem ser convertidos em glicose
Glicocetogênicos 🡪 podem ser substrato para gliconeogênese 
e produzir acetil CoA
Catabolismo da cadeia carbonada dos 
aminoácidos
•Uma pequena fração da energia oxidativa, nos seres humanos, 
provém do catabolismo dos aminoácidos
•Essas vias metabólicas integram a degradação dos aminoácidos no 
metabolismo intermediário e podem ser críticas para a 
sobrevivência sob condições nas quais os aminoácidos são uma 
fonte significativa de energia metabólica.
Bibliografia