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São as unidades formadoras das PROTEÍNAS. Os AA se caracterizam por possuir um grupo Carboxila (COOH) e um grupo Amina (NH2), ligados ao mesmo carbono. A este carbono também se liga um radical químico –R de estrutura variável e o H. A cadeia lateral (R) varia em tamanho, forma, carga, capacidade de formação de pontes de hidrogênio, caráter hidrófobo e reatividade química Com exceção da prolina, todos os aminoácidos apresentam esta estrutura geral. A prolina não é um aminoácido típico, e sim um iminoácido, uma vez que seu Cα e seu Nα fazem parte de um anel heterocíclico da molécula. Além dos 20 AAs, existem mais 2 aminoácidos que são determinados geneticamente, que só aparecem em alguns tipos de proteínas, a selenocisteína e a pirrolisina, identificada em bactérias do gênero Methanosarcina. Os átomos de carbono nos aminoácidos são denominados em sequencia usando o alfabeto grego (α, β, γ, δ, ε) começando no carbono ligado a carboxila. @Ríllary.monteir0 Aula 01 25 /05/21 Bioquímica AMINOÁCIDOS TABELA DE AMINOÁCIDOS Mensageiros químicos – neurotransmissores inibitórios (Glicina, ácido γ-aminobutírico (GABA); excitatórios (ác glutâmico, ác aspártico, epinefrina, norepinefrina) Creatina e carnitina – intervem no metabolismo energético (creatina-P fonte de energia no tecido muscular; carnitina participa no transporte de ácidos graxos) Componentes de nucleotídeos e ácidos nucléicos Intermediários metabólicos Formam peptídeos e proteínas @Ríllary.monteir0 Aula 01 25 /05/21 Bioquímica AMINOÁCIDOS AMINOÁCIDOS ESPECIAIS: São produzidos enzimaticamente, por modificação pós-tradução de um dos 20 aminoácidos clássicos FUNÇÕES DOS AMINOÁCIDOS CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS (Quanto a cadeia lateral) Apolares (hidrofóbicos) Polares (hidrofiicos) Essenciais: não são sintetizados no organismo, devendo ser obtidos através da dieta. São eles: fenilalanina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptófano, valina (histidina é essencial na infância). Lisina e isoleucina (feijão), leucina e valina (arroz). Não essenciais: o organismo consegue sintetizá- los em quantidades adequadas. Essa classificação é dada em relação ao destino tomado pelo aminoácido quando o grupo amina é excretado do corpo na forma de uréia (mamíferos). Glicogênico - quando participam da gliconeogênese Cetogênico - quando geram corpos cetônicos (Lis-Leu) Glico-cetogênico - quando a rota metabólica leva a formação de glicose e de corpos cetônicos. @Ríllary.monteir0 Aula 01 25 /05/21 Bioquímica AMINOÁCIDOS CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS (Quanto as necessidades dietárias) CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS (Quanto ao destino) PROPRIEDADES DOS AMINOÁCIDOS São todos compostos sólidos, cristalinos, incolores. A maioria apresentam sabor adocicado; alguns sem sabor; e outros amargos. Atividade Óptica – com exceção da glicina, todos os aminoácidos naturais apresentam atividade óptica desviando a luz polarizada para a direita ou para a esquerda. Propriedade Elétrica (ácido/básica) – os aminoácidos possuem pelo menos dois grupos ionizáveis: um grupo carboxílico (-) e um grupo amínico (+). Solubilidade – é relativamente elevada em água e reduzida em solventes orgânicos. Ponto de Fusão – é bastante elevado (200-300°C) sendo normalmente acompanhado de decomposição da estrutura química original. Os AA são anfóteros pois, em solução aquosa, comportam-se como ácido e como base, formando íons dipolares. O grupamento carboxila ioniza-se em solução aquosa liberando próton e adquirindo carga negativa; O grupamento amina ioniza-se em solução aquosa aceitando prótons e adquirindo carga positiva; @Ríllary.monteir0 Aula 01 25 /05/21 Bioquímica AMINOÁCIDOS O Carbono α dos AA é assimétrico, um centro quiral, portanto opticamente ativo. Cada carbono assimétrico forma 2 imagens especulares que são denominadas estereisômeros ( D e L). Atividade óptica Ocorrência dos isômeros Os aminoácidos das proteínas têm todos a configuração L. Alguns AAs D livres ocorrem em tecidos vivos (D- serina e D-aspartato no tecido Nervoso; D-alanina e D-glutamato nas paredes celulares de bactérias,…). Ionização de aminoácidos Aminoácido Aminoácido em sol. aq com pH 7 composto iônico, são ligeiramente solúveis em água como compostos iônicos. Aminoácidos livres em solução existem predominantemente como íons dipolares (zwitterions). Na forma dipolar, o grupamento amino é protonado (NH3+) e o grupamento carboxila, desprotonado (COO-). O fato dos aminoácidos serem zwitterions afeta suas propriedades físicas. Todos os aminoácidos são sólidos com alto ponto de fusão o que é esperado para um Em meio básico, os AA tendem a doar prótons, comportando-se como ácidos e adquirindo carga negativa - ionizam-se em seus radicais carboxila. O valor de pH onde as cargas elétricas do aminoácido se igualam e se anulam chama-se PONTO ISOELÉTRICO (pI), ou pH ISOELÉTRICO. Em meio ácido, os AA tendem a aceitar prótons, comportando-se como base e adquirindo carga positiva - ionizam em seus radicais amina Reações do grupo α-COOH – esse dá as reações características dafunção carboxílica, sendo mais características: formação de amida,formação de ésteres, formação de haletos. Reações dos grupos α-NH2 e ε-NH2 – esses grupos são bastante reativos principalmente em sua forma desprotonada. Dentre as inúmeras reações desse grupo, destacam-se: reação com a ninidrina, reação de Sanger, reação de Edman. Reações dos radicais R – os principais grupos ativos dos radicais R dos aminoácidos além do grupo ε-NH2 são: -SH sulfidrilo (Cys), -OH fenólico (Tyr), imidazólico (His), guanidínico (Arg). Reação de Maillard é uma reação que ocorre entre os aminoácidos ou proteínas e os açúcares (carboidratos): quando o alimento é aquecido o grupocarbonila (C=O) do carboidrato interage com o grupo amino (-NH2) do aminoácido ou proteína, e após várias etapas produz as melanoidinas, que dão a cor e o aspecto característicos dos alimentos cozidos ou assados. Dependendo dos tipos de proteínas e açúcares que compõem o alimento, o processo produz resultados diferentes quanto ao aspecto, cor e sabor. @Ríllary.monteir0 Aula 01 25 /05/21 O estado de ionização de um aminoácido varia com o pH. Em condições fisiológicas, os aminoácidos existem na forma dipolar. Ponto isoelétrico pI PROPRIEDADES QUÍMICAS DOS AMINOÁCIDOS OXIDAÇÃO DE CISTEÍNA A CISTINA Bioquímica Bioquímica A ligação C-N na ligação peptídica é 10% mais curta que a ligação C-N usual. Isto se deve ao fato da ligação peptídica ter característica de dupla ligação, devido à ressonância que ocorre com na ligação amida. O numero de ligações peptídicas em um peptídeo é igual ao número de aminoácidos menos 1. AA que fazem parte de um peptídeo ou proteína são denominados com a terminação IL ao invés de INA Ex alanil e não alanina. Os 6 átomos que formam a ligação Cα-CO-NH- Cα, estão no mesmo plano O C=O e N-H da ligação são trans um em relação ao outro A ligação C-N apresenta algumas características de dupla ligação parcial não podendo girar livremente. A livre rotação é possível para as ligações C-C (não carbonila), permitindo variações na conformação. @Ríllary.monteir0 Aula 01 25 /05/21 A cisteína é o único aminoácido cuja cadeia lateral é capaz de fazer ligações covalentes e com isso pode contribuir para a estrutura da proteína. Resíduos de Cys podem formar pontes dissulfeto. LIGAÇÃO PEPTÍDICA Ligação peptídica é o nome da ligação amida entre o grupo α-carboxila de um AA e o grupo α-amino de outro. A união de dois AAs é acompanhada pela perda de uma molécula de água. Diversos AAs unidos por ligações peptídicas formam uma cadeia polipeptídica, onde cada AA do peptídeo é chamado de radical. Por convenção a ponta amínica é considerada como sendo o início da cadeia. CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DA LIGAÇÃO PEPTÍDICA PEPTÍDEOS são compostos de 2-10 resíduos de AA; . Cada unidade é chamada de resíduo; 2 resíduos – dipeptídeo. 3 resíduos – tripeptídeo. 12-20 resíduos – oligopeptídeo. Muitos resíduos – polipeptídeo. @Ríllary.monteir0Aula 01 25 /05/21 Bioquímica NOMECLATURA DOS PEPTÍDEOS Hormônios e feromônios: insulina, glucagon, oxitocina - contração da musculatura uterina, peptídeo do sexo - insetos; Neuropeptídios: substância P - neurotransmissor Antibióticos: polimixina B (Gram - bactéria), bacitracina (Gram + bactéria), Proteção ex. toxinas, amanitina (cogumelos), conotoxina (moluscos), clorotoxina (escorpião). CURIOSIDADES O aspartame é um éster metílico do dipeptídeo aspartilfenilalania, que é cerca de 200 vezes mais doce que o açúcar de mesa. substâncias são chamadas de "excitotoxinas”. Eles "excitam" ou estimulam as células neuronais à morte. O a spartame é composto de três substâncias químicas: ácido aspártico, fenilalanina, e metanol. Depois de ingerido, o metanol converte-se em formaldeído e ácido fórmico. O formaldeído, neurotoxina mortal, é um cancerígeno classe “A”. A fenilalanina também é neurotóxica quando isolada dos outros aminoácidos das proteínas. O ácido aspártico causa lesões cerebrais em desordens neuroendócrinas, em experiências com animais. A fenilalanina do aspartame bloqueia a produção de serotonina. Hoje os EUA está sendo varrido por uma onda de violência. Os pesquisadores atribuem este fato, em parte, aos níveis baixos de serotonina, que induzem à depressão, ao ódio e à paranóia. O excesso de aspartato e glutamato no cérebro mata certos neurônios por permitir demasiada afluência de cálcio para dentro dessas células. Essa afluência propicia a um excesso de radicais livres, que matam essas células. O dano à célula neuronal que pode ser causado por excesso de aspartato e glutamato é o motivo pelo qual tais De acordo com os pesquisadores e médicos as seguintes enfermidades crônicas podem ser ativadas ou pioradas pela ingestão de aspartame: tumores cerebrais, esclerose múltipla, epilepsia, síndrome de fadiga crônica, doença de Parkinson, Alzheimer, retardo mental, linfoma, defeitos de nascimento, fibromialgia, e diabete. @Ríllary.monteir0 Aula 01 25 /05/21 Tabela com alguns dados de aminoácidos