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Cristiani Bortolatto e Bibiana Gai 
 
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Material didático – Bioquímica Básica 
 
 
QUÍMICA DE AMINOÁCIDOS, PEPTÍDEOS E PROTEÍNAS 
 
Sumário 
1. Introdução ............................................................................................................................... 2 
2. Desenvolvimento .................................................................................................................... 2 
2.1 Estrutura química, classificação e funções biológicas dos aminoácidos .......................... 2 
2.2 Estrutura química, classificação e funções biológicas de peptídeos e proteínas .............. 9 
3. Considerações finais ............................................................................................................. 24 
4. Bibliografia ........................................................................................................................... 24 
 
 
Universidade Federal de Mato Grosso 
Instituto de Ciências Exatas e da Terra 
Cursos de Química, medicina veterinária e 
engenharia florestal 
Professora Drª Bibiana M. Gai 
Universidade Federal de Santa Maria 
Centro de Ciências da Saúde 
Departamento de Clínica Médica 
Curso de Medicina 
Professora Drª Cristiani F. Bortolatto 
 
Cristiani Bortolatto e Bibiana Gai 
 
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1. Introdução 
 Os aminoácidos são as unidades monoméricas básicas formadoras de peptídeos e 
proteínas. Além de atuar como blocos de construção para estas macromoléculas, os 
aminoácidos também desempenham outros papéis no organismo sob sua forma livre ou 
servindo como precursores para a síntese de outros compostos biológicos. Os peptídeos e 
proteínas, por sua vez, são os instrumentos moleculares por meio dos quais a informação 
genética é expressa. A partir de um conjunto de 20 aminoácidos principais se tem a síntese de 
uma ampla gama de produtos proteicos incluindo enzimas, hormônios, anticorpos, 
transportadores, receptores, fibras musculares, proteínas do citoesqueleto, dentre outros. De 
fato, as proteínas são as macromoléculas biológicas mais abundantes na natureza e 
desempenham as mais variadas funções biológicas. Dentre esses produtos proteicos, as 
enzimas são as mais variadas e especializadas. 
2. Desenvolvimento 
2.1 Estrutura química, classificação e funções biológicas dos aminoácidos 
 Os aminoácidos são os blocos básicos formadores dos produtos proteicos os quais 
variam desde pequenos peptídeos até grandes proteínas. Os oligopeptídeos, polipeptídeos e 
proteínas são polímeros de aminoácidos com cada resíduo de aminoácido (após perda da H2O) 
unido ao seu vizinho de forma covalente formando sequências lineares características. 
Um conjunto de 20 aminoácidos principais/comuns é 
responsável por formar todos os peptídeos e proteínas existentes na 
natureza. Os 20 aminoácidos comuns são α-aminoácidos. Todos 
possuem um grupo amino e um grupo carboxila ligados ao carbono 
α (além de um átomo de hidrogênio). Eles diferem um dos outros nas 
suas cadeias laterais, grupos R, que variam em estrutura, tamanho 
e carga elétrica e que influenciam a solubilidade dos aminoácidos 
em água. Aos 20 aminoácidos comuns das proteínas foram atribuídas 
abreviações de três letras (ex. glicina: Gly). Existem também os 
aminoácidos especiais (menos comuns) como abordado 
posteriormente. 
Os aminoácidos principais podem ser: a) não-essenciais, quando existem vias 
biossintéticas que produzem esses aminoácidos a partir de precursores metabólicos, ou b) 
essenciais aos seres humanos, quando eles não podem ser sintetizados endogenamente, 
devendo ser adquiridos através da alimentação. Os aminoácidos essenciais são: fenilalanina, 
histidina, isoleucina, lisina, leucina, metionina, treonina, triptofano e valina. 
A identificação dos átomos de carbono do aminoácido pode ocorrer através de 
numeração, iniciando pelo carbono da carboxila ou ainda pelo uso de letras gregas, iniciando 
no carbono alfa em direção à cadeia lateral. 
 
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Para todos os aminoácidos comuns (exceto a glicina), o carbono α é um centro 
quiral, ou seja, está ligado a quatro substituintes diferentes (grupos amino, carboxila, H e 
cadeia lateral-R). Estes substituintes podem podem ocupar dois arranjos espaciais únicos. Eles 
são encontrados, portanto, sob a forma de isômeros óticos ou enantiômeros, imagens 
especulares não superpostas uma da outra e são também moléculas opticamente ativas. 
 
 
Para especificar a configuração absoluta dos 4 substituintes do carbono assimétrico 
(para aminoácidos e acúcares) foi desenvolvida uma nomenclatura especial referente ao 
sistema D, L (convenção de Fischer) que é baseada na configuração absoluta de 4 
substituintes em volta do carbono quiral do acúcar de três carbonos – o gliceraldeído. Esta 
convenção não refere-se, entretanto, às propriedades ópticas da moléculas visto que nem 
todos os L-aminoácidos são levorrotatórios. 
No entanto, os resíduos de aminoácidos nas proteínas estão exclusivamente na sua 
forma L, ou seja, a célula sintetiza somente L-aminoácidos porque os sítios ativos das 
enzimas são assimétricos (reações estereoespecíficas). Resíduos de D-aminoácidos são muito 
raramente encontrados (ex. certos antibióticos). 
Os aminoácidos podem ser classificados de acordo com as propriedades químicas 
da sua cadeia lateral (R), que são principalmente baseadas na sua polaridade, ou tendência 
de interagir com a água em pH 7,0. 
 
a) Grupo R alifático, não polar (hidrofóbicos) 
O grupo R desses aminoácidos são cadeias carbônicas hidrofóbicas. As cadeias laterais 
desses aminoácidos tendem a se agrupar dentro das proteínas, formando interações 
hidrofóbicas. 
A glicina, o aminoácido mais simples de todos cujo grupo R é um átomo de 
hidrogênio, embora não polar ela não apresenta contribuição real para as interações 
hidrofóbicas. A metionina possui um grupo tioéter. A prolina é cíclica e seu grupo imino é 
mantido em uma conformação rígida (baixa flexibilidade proteica nas porções contendo este 
aminoácido). 
 
 
 
 
 
 
 
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b) Grupo R0 aromático 
Do mesmo modo que o grupo anterior, esses 
aminoácidos podem formar interações hidrofóbicas. 
A tirosina e o triptofano são relativamente mais polares 
que a fenilalanina. O grupo hidroxila da tirosina e o nitrogênio 
(anel indólico) do triptofano podem formar pontes de 
hidrogênio. Estes aminoácidos absorvem luz ultravioleta, o 
que responde pela forte e característica absorção da luz pela 
maioria das proteínas na faixa de 280nm. 
 
c) Grupo R não-carregado, polar 
Esses aminoácidos são mais polares que os anteriores, 
pois apresentam grupamentos que podem formar pontes de 
hidrogênio com a água. A polaridade destes aminoácidos 
provém dos grupos hidroxila, sulfifrila ou amida. 
Asparigina e glutamina são amidas de outros dois 
aminoácidos, aspartato e glutamato, respectivamente. 
A cisteína pode ser facilmente oxidada, formando um 
aminoácido dimérico, a cistina (hidrofóbica), que possui 
resíduos de cisteína ligados por uma ponte dissulfeto. As 
pontes dissulfeto são muito importantes na estrutura das 
proteínas, pois constituem elos covalentes que podem ser 
formados entre partes de uma molécula de proteína ou entre 
duas cadeias peptídicas diferentes. 
 
 
 
 
 
 
d) Grupo R com carga positiva, polar (aminoácidos básicos) 
Em pH 7, estes aminoácidos encontram-se 
positivamente carregados. O grupamento amino da sua cadeia 
lateral está protonado, produzindo uma carga líquida 
positiva. A lisina possui um segundo grupo amino,a arginina 
possui um grupo guanidino e a histidina um grupo imidazol. 
O pKR da histidina é próximo da neutralidade (6), 
assim o grupo R pode funcionar tanto como um doador ou 
receptor de prótons em muitas reações enzimáticas. 
 
e) Grupo R com carga negativa, polar (aminoácidos ácidos) 
Aspartato e glutamato possuem uma carga líquida negativa 
em pH 7. Eles apresentam um grupo carboxila na sua cadeia lateral. 
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Existem também os aminoácidos incomuns, os quais são derivados de modificações 
dos resíduos de um dos 20 aminoácidos básicos, depois que a proteína foi sintetizada. Por 
exemplo, a 4-hidroxiprolina e a 5-hidroxilisina presentes no 
colágeno; a N-metil-lisina na miosina (proteína contrátil do 
músculo); o γ-carboxiglutamato, encontrado em proteínas que 
ligam Ca++ como a protrombina (proteínas de coagulação do 
sangue); e a desmosina, um derivado de 4 resíduos de Lys 
encontrada na elastina. 
A selenocisteína é um caso especial. É um aminoácido raro derivado da serina; 
entretanto, é introduzido durante a síntese proteica em vez de modificação pós sintética. 
Contém selênio em vez de enxofre. 
Além destes muitos outros aminoácidos adicionais possuindo um variedade de 
funções, que não a constituição proteica, tem sido encontrados nas células. Como exemplos 
pode-se citar a ornitina e a citrulina envolvidos no ciclo da ureia. 
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Por possuírem grupamentos amino e carboxila, que 
podem ser ionizados, quando os aminoácidos são dissolvidos 
em água eles existem sob a forma de íon dipolar (Zwitterion) e 
podem funcionar tanto como bases (receptores de prótons) ou 
ácidos (doadores de prótons). Possuem, portanto, características 
anfóteras, são anfólitos. A forma não-iônica não ocorre em 
quantidades significativas em soluções aquosas. 
Os aminoácidos possuem curvas de titulação 
características, que correspondem aos pontos de 
protonação/desprotonação dos seus grupos amino e 
carboxila e eventualmente da cadeia lateral. A titulação ácido-
base envolve, então, a adição ou a remoção gradual de prótons. Em pH muito ácido, o 
aminoácido está presente em sua forma totalmente protonada ao passo que, em pH muito 
básico, ele se encontra desprotonado. Durante a titulação, o ponto isoelétrico ou pH 
isoelétrico corresponde ao pH onde o aminoácido apresenta um equilíbrio de cargas, ou seja, 
onde a carga líquida é zero. O pI é calculado a partir de: pI = pK1 + pK2 / 2. 
 
 
Para a glicina, em pH muito baixo, a espécie predominante é a totalmente protonada 
(
+
H3N-CH2-COOH). No ponto médio da primeira titulação existe concentrações equimolares 
de 
+
H3N-CH2-COOH e 
+
H3N-CH2-COO
-
 e um ponto de inflexão é alcançado (área de 
tamponamento), onde o pH é igual ao pKa do grupo protonado sendo titulado (2,34) . A 
medida que a titulação prossegue há um outro ponto de 
inflexão em pH 5,97, no qual a remoção do primeiro próton foi 
essencialmente completada e a remoção do segundo próton 
apenas começou. Nesse pH a glicina está grandemente 
presente como íon dipolar +H3N-CH2-COO
- 
(carga líquida 
zero). O segundo estágio da titulação corresponde à remoção 
de um próton do grupo –NH3
+
 da glicina. O pH no ponto 
médio deste estágio é 9,6, igual ao pKa para o grupo –NH3
+
, 
onde se tem 50% das moléculas como 
+
H3N-CH2-COO
- 
e 50% 
como H2N-CH2-COO
-
. A titulação é essencialmente 
completada em um pH cerca de 12, em cujo ponto a forma 
predominante da glicina é H2N-CH2-COO
-
. 
Portanto, a glicina possui uma carga negativa em 
qualquer pH acima de seu pI e se movimentará para o eletrodo 
positivo (ânodo) quando colocada em um campo elétrico. Em 
qualquer pH abaixo do seu pI, a glicina possui uma carga líquida positiva e se movimentará 
para o eletrodo negativo (o cátodo). 
 
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Efeito do ambiente químico sobre o pKa: 
 
 
Para todos os aminoácidos que possuem o grupamento R não ionizável, a curva de 
titulação se dá de maneira semelhante, possuindo valores de pKa para o grupo carboxila 
entre 1,8 e 2,4 e para o grupo amino entre 8,8 e 11,0. 
Os aminoácidos ácidos e básicos, que apresentam um grupo R ionizável, possuem 
três estágios de protonação/desprotonação possível apresentando curvas de titulação mais 
complexas (3 valores de pKa). Os pontos isoelétricos refletem a natureza dos grupos R 
ionizantes presentes. 
 
 
Por exemplo, o glutamato possui um PI de 3,22, menor que o da glicina em virtude de 
dois grupos carboxila, enquanto a lisina é de 9,74 devido a dois grupos amino. Apenas a 
histidina (pKR=6,0) apresenta poder tamponante em pH fisiológico. 
 
Em relação as suas funções, os aminoácidos atuam principalmente como unidades 
básicas precursoras na síntese de peptídeos e proteínas em diversos tecidos. Entretanto, eles 
também desempenham outros papéis no organismo sob sua forma livre ou servindo como 
precursores para a síntese de outros compostos biológicos. Alguns, em especial a alanina, 
participam como precursores da neoglicogênese formando novas moléculas de glicose 
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(aminoácidos glicogênicos). Outros podem também atuar como precursores de corpos 
cetônicos (aminoácidos cetogênicos) e ainda existem os glicocetogênicos. Certos 
aminoácidos podem gerar intermediários do ciclo de krebs e serem oxidados para produção de 
energia. Eles podem também colaborar na geração de outras moléculas como purinas, 
porfirinas, creatinina e ácidos biliares conjugados. Aminoácidos como o triptofano ou 
tirosina servem como precursores para a síntese de neurotransmissores como serotonina e 
melatonina ou dopamina e noradrenalina, respectivamente. A descarboxilação da histidina 
proporciona a histamina, que exerce ação estimulante sobre a função do ácido clorídrico, pela 
mucosa gástrica. O próprio glutamato, o aspartato e a glicina funcionam em nosso sistema 
nervoso como neurotransmissores. Como discutido anteriormente, a histidina tem poder 
tamponante no pH fisiológico, podendo auxiliar na manutenção do pH. Enfim, os 
aminoácidos desempenham diversas funcões biológicas, seja formando proteínas, outros 
compostos bioativos ou na sua forma livre. 
 
 
 
 
 
 
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2.2 Estrutura química, classificação e funções biológicas de peptídeos e proteínas 
 Os aminoácidos podem ser ligados entre si através de ligações peptídicas, formando 
polímeros lineares de aminoácidos que resultam em uma molécula 3D única (peptídeos e 
proteínas). Polímeros de aminoácidos de ocorrência biológica variam em tamanho de 
pequenos (2 ou 3) até muito grandes (milhares de resíduos de aminoácidos). Os peptídeos e 
proteínas são resultados da expressão do código genético. Três pares de bases em sequência 
determinam um aminoácido e os aminoácidos são unidos para formar seus polímeros 
(peptídeos e proteínas) em nível ribossomal. Além de C, H, O e N, as proteínas podem conter 
S, Se, Fe, Va, Mo, Zn, Cu. 
 
Ligação peptídica 
A ligação peptídica é uma ligação amida formada entre o grupamento terminal 
carboxílico de um aminoácido com o grupamento terminal amino de outro aminoácido. Essa 
ligação envolve uma reação de condensação entre dois aminoácidos e a liberação de uma 
molécula de água (desidratação). As ligações peptídicas são muito estáveis, possuindo uma 
alta meia-vida, que pode ser de anos (t1/2 vida: 7 anos na maioria das condições intracelulares). 
Embora a hidrólise de uma ligação peptídica seja uma reação altamente exergônica, ela 
ocorre lentamentepor causa da sua alta energia de ativação. Porém, elas podem ser 
hidrolisadas por enzimas específicas denominadas peptidases. 
O equilíbrio químico favorece os aminoácidos em vez do peptídeo. Para tornar a 
reação de condensação favorável, o grupo carboxila deve 
ser quimicamente modificado ou ativado de forma que o 
grupo hidroxila possa ser mais facilmente eliminado. O 
grupo α-amino de um aminoácido atua como nucleófilo 
para deslocar o grupo hidroxila de outro aminoácido, 
formando a ligação peptídica. Grupos amino são bons 
nucleófilos, mas o grupo hidroxila é um mau grupo se 
saída e não é facilmente deslocado. Em pH fisiológico, a 
reação não acontece em quantidades apreciáveis na 
ausência das enzimas. 
Dois aminoácidos podem ser ligados por uma ligação peptídica 
para formar um dipeptídeo. Três aminoácidos podem ser ligados por 
duas ligações peptídicas formando um tripeptídeo. Da mesma forma, 
tetrapeptídeos, pentapeptídeos, etc, podem ser formados. Quando 
poucos aminoácidos são ligados dessa maneira, a estrutura é chamada 
de oligopeptídeo. Quando muitos aminoácidos são ligados, o produto é chamado 
polipeptídeo. As proteínas são muitas vezes chamadas de polipeptídeos, porém elas possuem 
um peso molecular muito maior (geralmente mais que 10.000 Daltons) que os polipeptídeos, 
podendo ser formadas por milhares de aminoácidos e, em sua maioria, possuem mais de uma 
cadeia polipeptídica. As proteínas diferem em relação a sua composição química, 
sequência de aminoácidos e peso molecular. 
Os peptídeos podem ser distinguidos pelo seu comportamento de ionização. Embora 
os grupos amino e carboxila não terminais estejam comprometidos na ligação peptídica, os 
grupos R de alguns aminoácidos (ex. lisina, histidina, arginina, aspartato, glutamato) podem 
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ionizar-se e em um peptídeo eles contribuem para as propriedades ácido-base globais da 
molécula. Assim, os peptídeos possuem curvas de titulação típicas também, ainda que os 
valores de pKa para um grupo R pode alterar-se muito quando o aminoácido se torna um 
resíduo em um peptídeo. 
 
Funções 
 Muitos pequenos peptídeos exercem seus efeitos em concentrações muito baixas 
como, por exemplo, alguns hormônios e venenos. Exemplos de hormônios: ocitocina 
(liberada pela hipófise posterior e estimula as contrações uterinas), bradicinina (inibe a 
inflamação dos tecidos), fator de liberação de tireotropina (hormônio hipotalâmico TRF). 
Peptídeos um pouco maiores são a insulina, o glucagon e a corticotropina (ACTH). 
Proteínas e peptídeos formam uma variedade de moléculas biologicamente ativas com 
as mais variadas funções: 
 Catalílitica: enzimas 
 Estrutural: colágeno, queratina 
 Transporte: hemoglobina, lipoproteínas, transferrina. 
 Sinalização e hormonal: receptores e transportadores de membranas, alguns 
hormônios 
 Contrátil: actina e miosina 
 Defesa e proteção: anticorpos, fibrina 
 Regulação gênica: regulam a síntese de outras proteínas 
 Regulação e manutenção do pH: cadeias laterais (doam e recebem prótons) (ex. Hb) 
 Regulação do equilíbrio hídrico 
 
Classificação das proteínas 
Algumas proteínas consistem de uma cadeia polipeptídica única, mas outras, 
chamadas de proteínas de subunidades múltiplas, possuem dois ou mais polipeptídeos 
associados de forma não-covalente. As cadeias polipeptídicas individuais em uma proteína de 
subunidades múltiplas podem ser idênticas ou diferentes. Se pelo menos 2 são idênticas, a 
proteína é dita oligomérica e as unidades idênticas são referidas como protômeros. Proteínas 
com subunidades múltiplas são referidas como multímeros e se houver poucas subunidades 
pode-se chamar oligômeros. Um exemplo de oligômero é a hemoglobina (quatro cadeias 
polipeptídicas + 4 grupos prostéticos, tetrâmero ou dímero de protômeros αβ). De acordo com 
o número de cadeias polipeptídicas, as proteínas podem ser classificadas em monômeros, 
dímeros, trímeros, tetrâmeros. Algumas poucas proteínas contém duas ou mais cadeias 
polipeptídicas ligadas de maneira covalente. Por exemplo, a insulina que possui duas cadeias 
ligadas por pontes dissulfeto e em tais casos, os polipeptídeos não são considerados 
subunidades, e sim apenas cadeias. 
De acordo com a composição química as proteínas podem ser simples (somente 
aminoácidos) ou conjugadas. Além dos aminoácidos, algumas proteínas podem possuir outros 
grupos químicos ligados permanentemente à sua estrutura (normalmente por ligações 
covalentes), que desempenham um papel importante na sua função biológica. Essas proteínas 
recebem o nome de proteínas conjugadas, e a parte não-aminoácido de uma proteína é 
chamada de grupo prostético. São proteínas conjugadas as lipoproteínas, glicoproteínas, 
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metaloproteínas, flavoproteínas etc. Usualmente o grupo prostético desempenha um papel 
importante na função fisiológica da proteína. 
De acordo com a forma podem ser do tipo fibrosas (espirais, interações simples) ou 
globulares (esféricas, interações complexas). 
 
 
Separação e identificação de proteínas 
As proteínas podem ser separadas e identificadas por técnicas que utilizam das suas 
diferentes características como tamanho, carga e propriedades de ligação. Inicialmente elas 
podem ser seletivamente precipitadas por certos sais. Procedimentos cromatrográficos 
então são usados valendo-se das diferentes características químicas para a separação e 
purificação das proteínas. A eletroforese separa as proteínas de acordo com seu peso 
molecular e carga. Por fim, a purificação pode ser monitorada através do ensaio de atividade 
específica da proteína quando esta for uma enzima. 
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Quantificação de proteínas 
 Como descrito anteriormente, alguns aminoácidos tem a capacidade de absorver luz 
em faixas específicas de comprimento de onda, como o triptofano em 280 nm. Então, a 
concentração de proteínas em uma determinada solução pode ser obtida através de uma 
medida em espectrofotômetro e calculada em relação a uma curva padrão de proteína. 
 
Níveis de estrutura protéica 
As proteínas possuem vários níveis de organização estrutural. Dentre eles 
identificamos comumente as estruturas primária, secundária, terciária e quaternária. 
 
A ligação de resíduos de aminoácidos por ligações covalentes (peptídicas e dissulfeto) 
em uma cadeia polipeptídica refere-se a estrutura primária (sequência de aminoácidos). A 
estrutura secundária refere-se a arranjos organizados dos resíduos de aminoácidos 
originando padrões estruturais recorrentes. A estrutura terciária descreve os aspectos de 
enovelamento tridimensional de um polipeptídeo. Quando a proteína possui mais de 1 
subunidade polipeptídica, o arranjo final no espaço é dito estrutura quaternária. 
 
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A estrutura covalente das proteínas 
Cada proteína possui um número e uma sequência de resíduos de aminoácidos 
diferentes. Além disso, cada tipo de proteína produz uma única estrutura tridimensional, e 
essa estrutura confere uma função. Então, é intuitivo que a estrutura primária de uma proteína 
determine a forma como ela se enovela em uma única estrutura tridimensional, e isso, por sua 
vez, determine a função da proteína. Proteínas com funções diferentes sempre possuem uma 
sequência de aminoácidos distinta. A produção de proteínas defeituosas tem sido relacionada 
a diversas doenças genéticas humanas, e muitas delas resultam de uma única alteração em 
sua sequência de aminoácidos. Portanto, se a estrutura primária da proteína for alterada, a 
sua função pode ser comprometida.Entretanto, a sequência de aminoácidos não é absolutamente fixa ou invariante. 
Alguma flexibilidade é possível e 20-30% das proteínas humanas são polimórficas, 
possuindo sequências de aminoácidos variantes na população humana. Muitas dessas 
variações possuem pouco ou nenhum efeito na função proteica. Embora a sequência de 
aminoácidos em algumas regiões da estrutura primária possa variar consideravelmente sem 
afetar a função biológica, a maior parte das proteínas contém regiões cruciais que são 
essenciais para sua função e cuja sequência é, portanto, conservada. 
O conhecimento da sequência de aminoácidos em uma proteína pode oferecer 
sugestões sobre sua estrutura tridimensional e sua função, localização celular e evolução. 
Proteínas individuais são atribuídas às famílias com base no grau de semelhança na 
sequência de aminoácidos. Membros de uma mesma família são usualmente idênticos ao 
longo de 25% ou mais de suas sequências, e as proteínas nessas famílias geralmente 
compartilham pelo menos algumas características estruturais e funcionais. Certas 
sequências de aminoácidos funcionam como sinais que determinam a localização celular, 
modificação química e meia-vida de uma proteína. Sequências especiais são usadas para 
endereçar certas proteínas para a exportação da célula, outras para a distribuição ao núcleo, 
à superfície celular, ao citosol etc. Outras sequências atuam como sítios de ligação para 
grupos prostéticos. 
 
A estrutura tridimensional das proteínas 
O arranjo espacial dos átomos em uma proteína é chamado de conformação. As 
conformações possíveis de uma proteína incluem qualquer estado estrutural que possa ser 
alcançado sem quebrar ligações covalentes. Entretanto, uma ou umas poucas conformações 
predominam sob condições fisiológicas, as quais são usualmente aquelas 
termodinamicamente mais estáveis (com menor energia livre de Gibbs). A função proteica 
frequentemente acarreta uma interconversão entre duas ou mais formas estruturais. Proteínas 
em qualquer das suas conformações funcionais são chamadas de proteínas nativas. 
 
 
 
 
 
 
 
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A estabilidade da estrutura proteica (sua tendência em manter a conformação nativa) 
é mantida em grande parte por interações fracas. Proteínas nativas são apenas marginalmente 
estáveis, e o estado desenovelado é caracterizado por um alto grau de entropia da 
conformação. Essa entropia e as interações de pontes de hidrogênio de muitos grupos na 
cadeia polipeptídica com a água tendem a manter o estado desenovelado. Entretanto, existem 
interações químicas que se opõem a estes efeitos e, assim, a manutenção da forma enovelada 
(nativa) inclui a participação de pontes dissulfeto (covalente) e as interações fracas não 
covalentes (pontes de hidrogênio, interações iônicas e hidrofóbicas). Mesmo sendo mais 
fracas, pelo fato de serem tão numerosas, são as interações fracas que predominam como 
força estabilizadora na estrutura proteica. Em geral, a conformação proteica com a menor 
energia livre é aquela com número máximo de interações fracas. 
 
A água pura contém o maior potencial em formar pontes de hidrogênio. Quando a 
água circunda uma molécula hidrofóbica, o arranjo ótimo das pontes de hidrogênio resulta em 
em uma camada de solvatação da água na vizinhança imediata que cria um decréscimo 
desfavorável na entropia da água. Entretanto, quando grupos apolares são agrupados juntos, 
há uma diminuição na extensão da camada de solvatação havendo um aumento favorável na 
entropia da água. Esta entropia é a principal força impulsionadora para a associação de grupos 
hidrofóbicos na água. Na maior parte dos padrões estruturais de proteínas os resíduos 
hidrofóbicos são em grande parte enterrados no interior da proteína, longe da água e o 
número de pontes de hidrogênio dentro da proteína é maximizado. Já os grupos polares 
podem formar pontes de hidrogênio com a água e, portanto, são solúveis em água; embora 
uma concha de solvatação também ocorra em certo grau nestes grupos polares. 
A liberação da estrutura da água quando a interação intramolecular é formada fornece 
uma força impulsionadora entrópica para o enovelamento. A maior parte da alteração de 
energia livre que ocorre quando as interações fracas são formadas dentro de uma proteína é, 
portanto, derivada do aumento na entropia na solução aquosa ao seu redor resultante do 
enterramento da superfície hidrofóbica. Então, o interior da proteína é um núcleo densamente 
empacotado das cadeias laterais de aminoácidos hidrofóbicos e quaisquer grupos polares ou 
carregados devem ter seu par adequado para a formação de pontes de hidrogênio ou 
interações iônicas. 
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Em suma, cada proteína possui uma estrutura 3D que reflete sua função. A estrutura 
das proteínas é estabilizada por múltiplas interações fracas. As interações hidrofóbicas são as 
principais contribuidoras para estabilizar a forma globular da maior parte das proteínas 
solúveis; as pontes de hidrogênio e as interações iônicas são otimizadas nas estruturas 
específicas que sejam mais estáveis termodinamicamente. 
Para entendermos melhor a conformação proteica é necessário analisar seus níveis 
estruturais (estruturas 1, 2, 3 e 4ª). 
 
a) Estrutura primária 
Refere-se a uma sequência linear de aminoácidos determinada geneticamente. Os 
aminoácidos são unidos por ligações peptídicas (covalentes) resultando em uma cadeia 
polipeptídica. Podem ainda apresentar pontes dissulfeto. Esta sequência é única para cada 
proteína (não se repete). 
A ligação peptídica apresenta algumas características especiais. A ligação entre C-N é 
mais curta que a mesma ligação em uma amina simples e os átomos associados com a 
ligação peptídica são co-planares. Isso indica uma ressonância ou compartilhamento de 
elétrons entre o oxigênio da carbonila e o N da amida. O oxigênio tem uma carga parcial 
negativa e o nitrogênio, uma carga parcial positiva, estabelecendo um pequeno dipolo 
elétrico. Os seis átomos do grupo peptídico (Cα-CO-NH-Cα) colocam-se em posição trans 
entre si (exceção: prolina). Assim, as ligações C-N são incapazes de rodar livremente devido a 
seu caráter de dupla ligação. A rotação é permitida entre N-Cα e Cα-C. 
 
 
Resumindo, as ligações peptídicas têm caráter de dupla ligação, são rígidas e planares, 
possuem configuração trans; não tem carga, porém são polares. 
Embora a estrutura primária por si só não tenha atividade biológica, ela está 
diretamente relacionada à função biológica da proteína, uma vez que alterações na sua 
sequência de aminoácidos podem provocar uma deficiência na função. De fato, a estrutura 
primária pré-determina as estruturas 2ª, 3ª e 4ª e suas funções contendo a informação 
necessária para gerar uma proteína com estrutura tridimensional particular. 
 
Cristiani Bortolatto e Bibiana Gai 
 
16 
 
b) Estrutura secundária 
 A conformação secundária de uma proteína refere-se a arranjos particularmente 
estáveis de resíduos de aminoácidos e suas interações numa mesma cadeia polipeptídica ou 
com uma cadeia diferente dando origem a padrões estruturais recorrentes. Ela é a 
conformação local de alguma parte de um 
polipeptídeo. Em outras palavras, a estrutura secundária 
é o arranjo regular dos resíduos de aminoácidos em 
um segmento de uma cadeia polipetídica, onde cada 
resíduo está espacialmente relacionado aos seus 
vizinhos de maneira idêntica. 
Uns poucos tipos de estrutura secundária são 
particularmente estáveis e ocorrem amplamente nas 
proteínas. As duas estruturas regulares mais comuns 
são a α-hélice, a conformação β e as dobras β. 
Emboraestas sejam as principais estruturas secundárias 
repetitivas em uma ampla variedade de proteínas, 
outras estruturas repetitivas existem em algumas 
proteínas especializadas. 
 
 α-hélice: é uma estrutura helicoidal em que o esqueleto 
polipeptídico está fortemente enovelado ao redor de um eixo imaginário e 
onde as cadeias laterais dos AA projetam-se para fora para evitar 
interferência estérica entre si. Cada volta helicoidal inclui 3,6 resíduos de AA 
e a torção é no sentido da mão direita. A α-hélice se forma mais facilmente 
que muitas outras conformações possíveis pois ela faz uso máximo das pontes 
de hidrogênio internas, sendo estabilizada por pontes de hidrogênio entre os 
grupamentos NH (H da amida) e CO (O da carbonila) da cadeia principal 
que está situado quatro radicais à frente na sequência linear. Além disso, as 
cadeias laterais dos aminoácidos também podem interagir por pontes de 
hidrogênio. Todas as pontes de hidrogênio combinadas dão à estrutura 
helicoidal considerável estabilidade. Aproximadamente ¼ dos resíduos dos AA 
estão em alfa hélices nas proteínas, sendo o número exato variável. Elas são a 
estrutura predominante da α-queratina. Algumas 
proteínas já tem sua função biológicas definida a 
partir da estrutura secundária. Exemplo: α-
queratina. 
No entanto, interações entre as cadeias 
laterais também podem afetar ou desestabilizar esta 
estrutura. A mudança na sequência de 
aminoácidos ou mesmo a ionização dos mesmos 
pode modificar a forma com que eles interagem e, 
assim, prejudicar a conformação da proteína. 
Sequências contendo longo bloco de aminoácidos 
carregados (ex. Glu) não formam α-hélices porque 
Cristiani Bortolatto e Bibiana Gai 
 
17 
 
em pH 7 estes aminoácidos se repelem. Aminoácidos carregados positivamente são 
frequentemente encontrados separados por 3 resíduos de aminoácidos carregados 
negativamente para formarem o par iônico. O mesmo ocorre para grupo 
aromáticos hidrofóbicos. O volume dos aminoácidos Asn, Ser, Thr e Cys 
também podem desestabilizar uma hélice. Uma restrição para a formação de 
uma alfa hélice é a presença de prolina ou glicina. Na prolina o átomo de N é 
parte de um anel rígido que impede a rotação sobre a ligação N-Cα, sendo assim 
raramente encontrada na estrutura de uma α-hélice. Já a glicina possui maior 
flexibilidade de conformação que os outros AA e polímeros de glicina tendem a 
formar estruturas espiralas bem diferentes. 
Existe um dipolo líquido que se estende-se ao longo da α-hélice. Os 4 
resíduos de AA de cada extremidade não participam da inteiramente das pontes 
de hidrogênio da hélice. As cargas positivas e negativas parciais do dipolo da hélice situam-se 
nos grupos peptídeos amino e carbonila próximos das extremidades terminais amino e 
carboxila da hélice. Por essa razão, AA carregados negativamente são frequentemente 
encontrados próximos do terminal amino do segmento helicoidal, onde eles tem uma 
interação de estabilização com cargas positivas do dipolo da hélice (um AA carregado 
positivamente desestabiliza). O oposto é verdadeiro na extremidade do terminal carboxila do 
segmento helicoidal. 
Afetam a estabilidade da α-hélice: 1) repulsão ou atração eletrostática entre resíduos 
de AA sucessivos com grupos R carregados, 2) o volume de grupos R carregados, 3) as 
interações entre grupos R espaçando 3 ou 4 resíduos entre si, 4) ocorrência de resíduos de 
prolina ou glicina e 5) interação entre resíduos de AA nas extremidades do segmento 
helicoidal e o dipolo elétrico inerente a uma α-hélice. 
 
 Conformação β → Folhas β-pregueadas: a 
conformação β é uma conformação mais estendida das 
cadeias polipeptídicas, que estão dispostas formando uma 
estrutura em ziguezague, ao invés da hélice. A 
conformação β organiza as cadeias polipeptídicas em 
folhas. Ao contrário das alfa hélices, as beta folhas são 
compostas de duas ou mais cadeias peptídicas. Essas 
cadeias podem ser arranjadas lado a lado, formando uma 
estrutura que se assemelha a uma folha que foi aberta após 
ser dobrada como sanfona. Nesse arranjo, as pontes de 
hidrogênio são formadas entre cadeias adjacentes 
(intercadeia) da cadeia polipeptídica ou ainda intracadeia 
quando dobra-se. Os grupos R dos AA adjacentes 
projetam-se da estrutura ziguezague em direções opostas, 
criando padrões alternados. 
 As folhas β podem ser arranjadas de forma 
paralela, quando as cadeias estão na mesma orientação 
amino-terminal  carboxi-terminal, ou anti-paralela, 
quando a orientação das cadeias é inversa, ou seja, uma 
Cristiani Bortolatto e Bibiana Gai 
 
18 
 
cadeia está no sentido amino-terminal  carboxi-terminal e a cadeia a seu lado está no 
sentido carboxi-terminal  amino-terminal. 
Algumas folhas β podem ser assentadas uma acima da outra. Nesse caso, as cadeias 
laterais dos resíduos de aminoácidos devem ser pequenas, para evitar a repulsão. Exemplo é 
a fibroína da seda e teias que possuem um alto conteúdo de glicina e alanina. 
 
 Dobras β: Nas proteínas globulares que possuem uma 
estrutura enovelada compacta, quase 1/3 dos AA estão em dobras ou 
alças onde a cadeia polipeptídica reverte a sua direção. São os 
elementos de conexão que unem corridas sucessivas de α-hélice ou 
conformação β. Particularmente comum são as dobras β que 
conectam as extremidades de dois segmentos adjacentes de uma 
folha β anti-paralela. Elas são, literalmente, dobras de 180º 
envolvendo 4 resíduos, frequentemente encontradas na superfície das proteínas, onde os 2 
resíduos centrais fazem pontes de hidrogênio com a água, enquanto os resíduos da 
extremidade fazem ligação de hidrogênio entre eles. Resíduos de glicina e prolina 
frequentemente ocorrem em dobras β, o primeiro porque é pequeno e flexível e o último 
porque as ligações peptídicas envolvendo o nitrogênio imino facilmente assume a 
conformação cis. Menos comuns são as dobras γ, dobras com 3 resíduos com uma ligação de 
higrogênio estabelecendo-se entre o 1 e 3º resíduos. 
 
 Tríplice hélice: Outras estruturas secundárias existem 
em poucas proteínas especializadas. Um exemplo é a hélice 
tríplice do colágeno que apresenta resistência à tensão. 
Ocorre no colágeno dos tendões, dentes, cartilagens, córnea e 
matriz óssea. O colágeno tem estrutura helicoidal simples do 
tipo α-hélice orientada à esquerda, é rico em Gly, Ala, Pro e 
Hyp e Hyl a sequência de AA comum é uma unidade 
tripeptídica Gly-X-Pro ou Gly-X- HO-Pro onde X é um dos 
20 AA padrões. 
 
c) Estrutura terciária 
 O arranjo tridimensional geral de todos os átomos em uma proteína é referido como 
a estrutura terciária das proteínas. A estrutura terciária resulta da associação de partes 
organizadas da molécula, chamadas de "domínios ou motivos" proteicos (estruturas 
supersecundárias). Os domínios são unidades fundamentais funcionais e de estrutura 3D 
Cristiani Bortolatto e Bibiana Gai 
 
19 
 
de um polipeptídeo. Cada domínio tem características de uma proteína globular pequena e 
compacta que é estruturalmente independente de outros domínios na cadeia polipeptídica. 
 
Assim, a estrutura terciária descreve todos os aspectos do enovelamento 
tridimensional de um polipeptídeo, tanto o dobramento dos domínios quanto ao arranjo final 
dos mesmos no polipeptídeo. 
Aminoácidos que estão muito distantes na sequência de proteínas e que residem em 
diferentes tipos de estruturas secundárias podem interagir, formando uma estrutura 
tridimensional. As cadeias laterais dos aminoácidos podem ligar-se fracamente por interações 
hidrofóbicas, e algumas vezes por ligações covalentes, formadas pelas pontes dissulfeto entre 
resíduos de cisteína.Os grupos hidrofóbicos tendem a se localizar no 
interior da molécula onde associam-se com outros 
grupos hidrofóbicos e os hidrofílicos (polares, 
carregados ou não) tendem a estar na superficie 
molecular em contato com o solvente. O máximo de 
ligações de hidrogênio são feitas procurando evitar 
outras interações. As características de um domínio 
(motivo) é estruturalmente independente de outros 
domínios que compõem a cadeia polipeptídica. 
Para algumas proteínas, que apresentam apenas 
uma subunidade, a estrutura terciária é o último nível 
de organização. 
Interações que estabilizam a estrutura terciária: Pontes dissulfeto (entre os –SH da 
cisteína), interações hidrofóbicas entre os grupos R apolares, pontes de H e interações 
iônicas (ex. COO- com NH3+). 
 
d) Estrutura quaternária 
 Quando uma proteína possui duas ou mais cadeias polipeptídicas (oligoméricas), 
que podem ser iguais ou diferentes, seu arranjo espacial é referido como estrutura 
quaternária. Essas cadeias podem estar unidas por ligações não-covalentes como pontes de 
hidrogênio, interações hidrofóbicas e interações iônicas. Essas proteínas são grandes e 
complexas, muitas vezes apresentando papéis reguladores. A ligação de uma molécula a 
uma subunidade pode levar a uma mudança conformacional em toda a estrutura da proteína, 
alterando a função das outras subunidades. Em alguns casos, subunidades separadas podem 
apresentar funções diferentes. Portanto, as subunidades podem funcionar 
independentemente ou trabalhar cooperativamente. 
 
Cristiani Bortolatto e Bibiana Gai 
 
20 
 
 Ao considerar níveis superiores de estrutura, é útil classificar as proteínas em dois 
grupos principais: as proteínas fibrosas, possuindo cadeias polipeptídicas arranjadas em 
longas fitas ou folhas, e as proteínas globulares, possuindo cadeias polipeptídicas 
enoveladas em uma forma esférica ou globular. Os dois grupos são estruturalmente 
distintos: as proteínas fibrosas usualmente consistem principalmente de um único tipo de 
estrutura secundária; as proteínas globulares frequentemente contem vários grupos tipos 
de estrutura secundária. Os dois grupos diferem também funcionalmente, em que as estruturas 
que fornecem apoio, forma e proteção externa aos vertebrados são feitas de proteínas 
fibrosas, enquanto a maior parte das enzimas e proteínas regulatórias são proteínas 
globulares. 
 
Proteínas fibrosas: 
As proteínas fibrosas apresentam propriedades mecânicas especiais que dão forma 
e/ou flexibilidade aos tecidos ou estruturas onde ocorrem. Elas são adaptadas para a função 
estrutural. Resultam de uma estrutura especial, porém extremamente simples, obtidas pela 
combinação de AA específicos com elementos estruturais secundários regulares. Ou seja, a 
unidade estrutural fundamental é um elemento de repetição simples da estrutura 
secundária. Isso contrasta com as proteínas globulares, cujas formas são resultantes de uma 
interação complexa de elementos estruturais 2º, 3º e até 4º. 
Elas são insolúveis em água devido a alta concentração de aminoácidos hidrofóbicos. 
Alguns exemplos de proteínas fibrosas são a α-queratina, o colágeno e a fibroína da seda. 
 
As α-queratinas conferem um caráter resistente ao cabelo, unhas, 
lã, penas, etc. São formadas por α-hélices (sentido da mão direita), 
arranjadas na forma de uma espiral. Duas fitas de α-queratina , orientadas 
em paralelo, são embrulhadas uma com a outra para formar uma espiral 
supertorcida (sentido da mão esquerda) que amplifica a resistência da 
estrutura global. O entrelaçamento de dois polipeptídios α-helicoidais é 
um exemplo de estrutura quaternária. As espirais são conectadas entre si 
por ligações cruzadas covalentes (pontes de dissulfeto), o que aumenta ainda mais a 
resistência da proteína. Nas α-queratinas de maior rigidez, como nos chifres, as interações da 
estrutura quaternária são reforçadas por muitas pontes dissulfeto. 
 
O colágeno, encontrado no tecido conjuntivo formando os tendões, 
cartilagens e a matriz extracelular dos ossos e da córnea, também confere 
resistência a essas estruturas. A hélice do colágeno é uma estrutura secundária 
única. Apresenta o sentido da mão esquerda e possui três resíduos de aminoácidos 
por volta. O colágeno também é uma espiral com três cadeias polipeptídicas 
(cadeias α), que são entrelaçadas entre si formando uma espiral superentrelaçada no sentido 
de mão direita, oposto a α-queratina. O espiral superentrelaçado pode ser estendido, 
conferindo ao colágeno um caráter elástico. A sequência de AA no colágeno é geralmente 
uma unidade tripeptidica repetitiva, Gly-X-Y, onde X frequentemente é prolina e Y 
frequentemente 4-hidroxiprolina, que permitem uma torção brusca na hélice do colágeno. A 
enzima que hidroxila a prolina requer ascorbato. As fibrilas do colágeno são montagens 
Cristiani Bortolatto e Bibiana Gai 
 
21 
 
supramoleculares consistindo de moléculas da hélice tripla de colágeno, associadas de uma 
variedade de maneiras para fornecer graus variados de força tensional. 
 
A fibroína da seda é produzida por insetos e aranhas. Suas cadeias 
polipeptídicas estão predominantemente na conformação de folha β-
pregueada, estabilizadas por pontes de hidrogênio entre todas as ligações 
peptídicas nas folhas β e por interações de van der Waals entre as folhas. A 
fibroína é rica em resíduos de alanina e glicina permitindo um empacotamento 
íntimo entre as folhas beta. Como a conformação β já é estendida, a fibroína da 
seda não é elástica como o colágeno. No entanto, ela é flexível, uma vez que as 
dobras são mantidas juntas por numerosas interações fracas (ao invés de pontes dissulfeto 
como na α-queratina, resistente). 
 
Proteínas globulares: 
A diversidade estrutural reflete a diversidade funcional nas proteínas globulares. Em 
uma proteína globular, segmentos diferentes de uma cadeia polipeptídica (ou múltiplas 
cadeias) enovelam-se entre si, conferindo uma forma compacta. Esse enovelamento também 
confere uma estrutura tridimensional para que as proteínas desempenhem uma ampla gama de 
funções biológicas. Anticorpos, enzimas alostéricas, actina e miosina (proteínas da 
contração muscular), hemoglobina e mioglobina (proteínas que fazem o transporte de 
oxigênio) são exemplos comuns de proteínas globulares. 
 
Hemoglobina e mioglobina são as proteínas de 
transporte de oxigênio. A mioglobina está presente nos 
músculos, enquanto que a hemoglobina é um pigmento 
presente nos eritrócitos responsável por transportar o 
oxigênio dos pulmões até os tecidos. Enquanto que a 
mioglobina apresenta uma estrutura terciária, constituída 
por uma única cadeia polipeptídica, a hemoglobina possui 
quatro subunidade arranjadas em uma estrutura 
quaternária. Essas proteínas globulares possuem um grupo 
prostético heme, formado por porfirinas e íons ferro, que fixam 
o oxigênio na estrutura da proteína (cada subunidade apresenta um 
grupo heme). A ligação de um átomo de oxigênio ao heme de uma 
subunidade da hemoglobina promove uma mudança 
conformacional nas outras subunidades, aumentando sua 
afinidade pelo oxigênio. 
OBS.: Na anemia falciforme, há um defeito na sequência de aminoácidos da 
hemoglobina. Um aminoácido “glutamato” é substituído por uma “valina”, formando uma 
hemoglobina que precipita quando é desoxigenada; os eritrócitos dos indivíduos acometidos 
por esta doença adquirem a forma de foice, são menores e anormais. Uma vez que a sequência 
primária de aminoácidos é modificada, sua função também é alterada; o transporte de 
oxigênio é, portanto, defeituoso. 
Cristiani Bortolatto e Bibiana Gai 
 
22 
 
Ao se analisar a estrutura de muitas proteínasglobulares há a revelação de padrões 
de estruturas comuns. A estrutura tridimensional de uma proteína globular típica pode ser 
considerada uma montagem de segmentos polipeptídicos nas conformações de α-hélice e 
folha β unidas por segmentos conectantes. As estruturas supersecundárias (motivos, 
dobras) são arranjos particularmente estáveis de vários elementos da estrutura secundária e as 
conexões entre eles. Um motivo grande e único pode compreender a proteína inteira. Um 
motivo bem estudado são as espirais da α-queratina. Motivos complexos como o barril 
alfa/beta podem ser formados por motivos mais simples (alça beta-alfa-beta). As estruturas 
das proteínas são divididas em quatro classes: toda alfa, toda beta, alfa/beta (onde as 
regiões alfa e beta são intercaladas ou alternadas), alfa + beta (onde as regiões alfa e beta são 
de alguma forma separadas). Os motivos proteicos servem de base para a classificação das 
proteínas. 
Polipeptídeos com mais de uma centena de resíduos de AA frequentemente se 
enovelam em duas ou mais unidades globulares estáveis chamadas de domínios. Uma proteína 
com múltiplos domínios pode parecer tendo um lobo globular distinto para cada domínio, 
porém com contatos intensos. Domínios diferentes frequentemente possuem funções distintas. 
Proteínas pequenas frequentemente possuem apenas 1 domínio. 
 
Desnaturação proteica: 
A conformação nativa da proteína é apenas marginalmente estável. A perda da 
estrutura tridimensional da proteína (conformação nativa), acompanhada pela perda da 
sua função biológica, é chamada de desnaturação. No estado desnaturado, a proteína perde 
sua estrutura enovelada, mas não ocorre perda da estrutura primária nem o rompimento 
das ligações peptídicas. O estado desnaturado não é necessariamente igual ao completo 
desenovelamento da proteína. 
 Modestas alterações no ambiente da proteína 
podem provocar alterações estruturais que afetam a sua 
função. As proteínas podem ser desnaturadas pelo calor 
(condições extremas de temperatura), que afeta as 
interações entre as cadeias polipeptídicas (pontes de 
hidrogênio e interações hidrofóbicas) ou por extremos 
de pH, solventes orgânicos (álcool, acetona), certos 
solutos orgânicos (uréia, cloreto de guanidina) e 
detergentes. Solventes orgânicos, ureia e detergentes 
atuam rompendo as interações hidrofóbicas do núcleo 
estável das proteínas globulares, principalmente 
afetando o estado de ionização das cadeias laterais. 
Extremos de pH alteram a carga líquida nas proteínas, 
causando repulsão eletrostática e ruptura de algumas 
pontes de hidrogênio. Outras condições desnaturantes 
são: raio-x, ultrassom e agitação mecânica. 
 A desnaturação aumenta a digestibilidade das 
proteínas, pois quanto mais próximo da organização 
Cristiani Bortolatto e Bibiana Gai 
 
23 
 
primária, mais fácil é a digestão pelas enzimas intestinais (peptidases). 
 
 
 
Renaturação 
A estrutura terciária de uma proteína globular é determinada pela sua sequência de 
aminoácidos e a desnaturação de algumas proteínas é reversível. Assim, certas proteínas 
globulares podem sofrer um processo de renaturação, voltando à sua conformação inicial e 
recuperando sua estrutura nativa e função biológica, quando o agente desnaturante é 
removido. Nem todas as proteínas enovelam-se espontaneamente à medida que vão sendo 
sintetizadas na célula. O enovelamento para muitas proteínas é facilitado pela ação de 
proteínas especializadas chamadas chaperonas (HSP70, chaperoninas). As chaperonas são 
responsáveis por reenovelar as proteínas conferindo-lhes novamente a função após sua 
desnaturação. 
Os estados desenovelados são caracterizados por alto grau de entropia de conformação 
e relativamente alta energia livre. 
 
Formas proteicas alteradas 
 Príons → Embora não contenha material 
genético, o príon, uma proteína celular alterada, 
multiplica-se como vírus e bactérias. Atinge seres 
humanos e animais com uma doença degenerativa que dá 
ao cérebro uma aparência esponjosa, tal o estrago que 
causa nas células nervosas. Ao se reproduzir em grande 
escala, o príon provoca as encefalopatias, que causam 
tremores incontroláveis, demência e morte. 
 Beta-amilóide → A proteína beta-amiloide, como se sabe, é acumulada nas placas 
senis, um dos marcos patológicos da doença. Essa proteína é produzida normalmente no 
cérebro e há evidências de que quantidades muito pequenas dela são necessárias para manter 
os neurônios viáveis. O problema na doença de alzheimer é que sua produção aumenta muito 
e moléculas acumulam-se como oligômeros, levando à alteração nas sinapses, o primeiro 
passo para a série de eventos que leva à perda de neurônios e aos sintomas da doença. 
 
Ubiquitinização 
A ubiquitina é uma proteína encontrada nas células eucariotas constituída por 76 
aminoácidos que desempenha uma função importante na regulação de proteínas. Ela marca 
proteínas indesejadas (por exemplo proteínas mal-dobradas) para que sejam degradadas por 
organelas chamadas proteassomas. 
Cristiani Bortolatto e Bibiana Gai 
 
24 
 
 
 
 
 
3. Considerações finais 
Os aminoácidos são compostos orgânicos contendo um grupo carboxila, um grupo 
amino, um hidrogênio e uma cadeia lateral ligados a um carbono-α. Sua natureza é conferida 
pela cadeia lateral, podendo o grupo R ser apolar alifático, aromático bem como polar sem 
cargas ou carregados positiva ou negativamente. A união de L-aminoácidos através das 
ligações peptídicas dá origem a diferentes peptídeos e proteínas, os quais apresentam funções 
muito amplas no organismo que vão desde propriedades estruturais até a catálise das reações 
bioquímicas nos organismos. A expressão de uma proteína é ditada geneticamente, onde cada 
aminoácido é codificado a partir de 3 pares de bases nitrogenadas (códon). A síntese de 
proteínas compreende os processos de transcrição, ativação de aminoácidos e tradução. A 
estrutura química tridimensional das proteínas envolve vários níveis de organização incluindo 
as estruturas primária, secundária, terciária e quaternária. As proteínas podem ser formadas 
apenas por aminoácidos ou ainda apresentar grupos prostéticos (proteínas conjugadas) que 
desempenham importantes papéis da função biológica. Além disso, elas podem ser formadas 
por uma ou mais subunidades. De acordo com a forma, elas podem ser do tipo fibrosas ou 
globulares. As fibrosas são praticamente insolúveis em água e desempenham funções 
estruturais (ex. colágeno). Já as proteínas globulares são esféricas, mais solúveis em água e 
desempenham funções dinâmicas (ex. enzimas, hemoglobina e imunoglobulinas). Por fim, as 
proteínas são as macromoléculas mais abundantes e juntamente com os peptídeos e 
aminoácidos estão atralados a quase todos os processos celulares. 
4. Bibliografia 
 Nelson, DL et al.. Princípios de bioquímica de Lehninger, 6ª edição, Porto Alegre, 
Artmed, 2014. 
 Champe, PC et al. Bioquímica ilustrada, 4ª edição, Porto Alegre, Artmed, 2009. 
 
 
 
 
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ANEXOS 
 
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