2 aminoacidos

2 aminoacidos

1. Prof* Eleonora - Slide de aula

Aminoácidos e Peptídeos

2. Prof* Eleonora - Slide de aula

Aminoácidos

Ácido carboxílico com amina primária (-NH,) no carbono a.

Excegäo:
Prolina: amina secundäria (-NH-)

Ao estäo ligados 4 grupos substituintes diferentes: grupo carboxila, grupo
amino, grupo R (ou cadeia lateral) e um átomo de hidrog£nio.
© O carbono a é um

Com excegäo da glicina (R=H) todos os demais aminodcidos säo oticamente ativos.

Os estereoisömeros säo designados por D e
Na natureza os aminodcidos säo encontrados na forma

Polaridade do grupo R
Grupamento funcional do grupo R
Essencial

3. Prof* Eleonora - Slide de aula

: aqueles onde R é um hidrocarboneto alifático ou aromático.
glicina (Gly ou G) metionina (Met ou M)
alanina (Ala ou A) fenilalanina (Phe ou F)
valina (Val ou V) prolina (Pro ou P)
leucina (Leu ou L) triptofano (Trp ou W)
isoleucina (Ile ou I)

: aqueles onde R apresenta grupamento polar náo dissociado
em pH fisiológico (pH = 7,0).
serina (Ser ou S) asparagina (Asn ou N)

treonina (Thr ou T) glutamina (Gln ou Q)
cisteína (Cys ou C) tirosina (Tyr ou Y)

aqueles onde R apresenta carga positiva em pH
fisiológico (pH = 7,0).
histidina (His ou H)
lisina (Lys ou K)
arginina (Arg ou R)

: aqueles onde R apresenta carga negativa em pH
fisiológico (pH = 7,0).
ácido aspártico (Asp ou D)
ácido glutámico (Glu ou E)

4. Prof* Eleonora - Slide de aula

: Gly, Ala, Val, Leu, Ile
: Phe, Trp, Tyr
: Cys, Met
: Lys, Arg, His
: Ser, Thr
: Asp, Glu

: Asn, Glu
: Pro

Sáo aqueles que näo podem ser sintetizados pelo organismo, devendo ser administrados
pré-formados na dieta.

Cada espécie tem seus aminoácidos essenciais.

: Arg, Phe, His, Tle, Leu, Lys, Met, Trp, Val

5. Prof* Eleonora - Slide de aula

Estrutura dos Aminoácidos

coo” 5007 2007
í poo foo

E 4 + LE
HN CH HN ("HH HN PH

CH ge
ZN
Cu, CH, cu

Giicina | asia | "Y CH, CH;

CH,

6. Prof* Eleonora - Slide de aula

Estes aminoácidos possuem cadeia lateral que náo apresenta a capacidade de receber ou
doar elétrons, de participar de ligaçôes iönicas ou de formar pontes de hidrogénio.
Entretanto, podem promover SE

(*) Associaçäo de grupos no polares, tais como cadeias de hidrocarbonetos, em meio aquoso.
Em sistemas vivos, estas interaçôes contribuem para a estabilidade das moléculas de proteínas,
das membranas e de várias outras estruturas subcelulares.

Os valores de pK dos grupos a-carboxila (pK; = 2,3) e a-amino (pK, = 9,6) säo semelhantes
para todos os aminoácidos deste grupo.

A cadeia lateral da € 0 seu grupo a-amino formam um anel, de forma que, este
aminoácido difere dos demais pelo fato de conter um ao invés de um grupo
amino.

A (cadeia lateral = H) é o único aminoácido que náo possui carbono assimétrico.

7. Prof* Eleonora - Slide de aula

% Grupo R polar, náo carregado

coo" coo” foo”

+ x À

nN HN ¢—H HN CH
i

CH,OH HC OH Gut

CH; SH

Serina Treonina Cisteina

x Foo" foo”

H¿N— CH HN Ç=H
pu “Ha
pu

c
NS
HN 0 On

Asparagina rama Tirosina

8. Prof* Eleonora - Slide de aula

Estes aminoácidos apresentam carga líquida igual á zero em pH neutro, embora as
cadeias laterais de cisteína e tirosina possam perder um próton em pH alcalino.

Os aminoácidos serina, treonina e tirosina contém grupos hidroxila que podem participar
da formaçäo de E

(*) Resultam da atraçèo eletrostética entre um átomo eletronegativo (normalmente O ou N)
e um átomo de hidrogénio ligado covalentemente a um segundo átomo eletronegativo. O
átomo de hidrogénio, desta forma, é compartilhado entre dois átomos eletronegativo.

As cadeias laterais da asparagina e da glutamina contem, cada uma, um grupo carbonila e
um grupo amida que podem participar também de

A cadeia lateral da cisteína contém um (SH).
Nas proteinas os grupos sulfidrilas de duas cisteinas podem se tornar oxidados e formar
um dimero - - que contém uma ligaçäo denominada (ESE

(*) A ponte dissulfeto (-S-S-) é uma ligaçäo covalente formada pelos grupos sulfidrila (-SH)
de dois residuos de cisteína para produzir um resíduo de cistina.

9. Prof* Eleonora - Slide de aula

¿E ‚po
NZ €

$ Grupo R carregado
positivamente

> Grupo R carregado
negativamente

10. Prof* Eleonora - Slide de aula

As cadeias laterais dos aminoácidos básicos säo

Em pH fisiológico, as cadeias laterais da e da se encontram completamente
ionizadas, com carga positiva.

Jáa € fracamente básica e o aminoácido livre, em geral, näo apresenta carga
elétrica em pH fisiológico. Entretanto quando a histidina se encontra incorporada em
uma proteína, a sua cadeia lateral pode se apresentar com carga positiva ou neutra,
dependendo do ambiente iónico fornecido pela cadeia polipeptidica da proteína.

Os aminoácidos e säo

Em pH neutro, as cadeias laterais desses aminodcidos se encontram completamente
ionizadas, contendo um carregado negativamente (-COO-).

Esses aminoácidos sao, portanto, denominados aspartato e glutamato, para enfatizar o
fato de estarem carregados negativamente em pH fisiológico.

11. SEE Prof s=Eleonopa=silide:de-aula:
Estrutura e classificaçäo dos aminoácidos

Apolares (Hidroföbicos)

Polares (Hidroflicos)

Polares com Polares com
Polares sem carga carga negativa (Ácidos) carga positiva (Básicos)

12. Prof* Eleonora - Slide de aula

Carga elétrica dos aminoácidos varia com o pH

forma protonada: -COOH e -NH;*
forma desprotonada: -COO- e -NH,

G00" coo”
= HIN-C-H == HN-C-H

R R

(©) (b)

(a) em solugöes muito ácidas os dois grupos se apresentam
(b) em solugdes muito alcalinas os dois grupos se apresentam
(c) em soluçôes neutras os aminoácidos se apresentam como um

A conversäo entre as formas a, be c em funçäo do pH do meio pode ser evidenciada
através da curva de titulaçäo do aminoácido.

13. Prof* Eleonora - Slide de aula

Curva de titulaçäo de aminoácido

*NH¿CHRCOOH

CH;

x cHRCOOH
ne a Alanina

NH CHRCOO (em meio ácido)

+ NHCHRCOO"

pl = 6,02
*NH¿CHRCOO”

(forma dipolar isoelétrica)
NH, CHRCOO"

> y PKi + pk2
p= pH: #5

NH¿CHRCOO”

2:34 + 369. ¿02

a e _ . 234 + 969
1s pI=pH= 2245

Equivalentes de NaOH adicionados

€ o pH da solugäo para o qual a carga absoluta do aminoácido € nula.
No ponto isoelétrico náo há migraçäo, em meio elétrico, nem para o eletrodo positivo (ánodo), nem

para o eletrodo negativo (cátodo).

14. Aminoácido

Abreviaçäo

pK,
(COOH)

Prof* Eleonora - Slide de aula

pK, PK: pr
CNH;) (GrupoR)

Glicina
Alanina
Valina
Leucina
Tsoleucina
Prolina

Fenilalanina
Tirosina
Triptofano

Serina
Treonina
Cisteína
Metionina
Asparagina
Glutamina

Ácido aspártico

Ácido glutámico

Lisina
Arginina
Histidina

Gly
Ala
Val
Leu
Tle
Pro

Phe
Tyr
Trp

2,34
2,34
2,32
2,36
2,36
1,99

183
2,20
2,38

2,21
2,1
1,96
2,28
2,02
2,17

1,88
2,19

2,18
2,17
1,82

9,60
9,69
9,62
9,60
9,68
10,96

9,13
9,11
9,39

9,15
9,62
8,18
9,21
8,80
9,13

9,60
9,67

8,95
9,04
9,17

15. SEE Phofs:Eleonopa=silide:de-aula:

Reacdes químicas dos aminoácidos
Reagöes comuns da química orgánica relativa aos grupos -COOH e -NH,

% Grupamento carboxila
+ Esterificaçäo por álcoois
H H
| I
R—~c—COOH + ROH —— R-c—coor' + HO

! |
NH, NH

Utilizada no isolamento de aminodcidos

+ Formagäo de amidas

H H

\ | :
R=C—COOH + R'—NH, ——» R-C—CONH-R' + HO

| |

NH, NH,

Ligaçäo peptidica

16. Prof* Eleonora - Slide de aula

+ Resistente à hidrólise
+ Pode ser removido por oxidaçäo. Agentes oxidantes: H,O,, KMnO,, etc.

Reaçôes decorrentes da reatividade do grupo R.
Assim, a cisteina apresenta reaçôes característica do grupamento sulfidrila (SH),
a tirosina as do grupamento fenólico, etc.

Identificaçäo e andlise de aminoácidos

Identificaçäo e sequenciamento de aminoácidos em proteínas

Identificaçäo de residuos específicos necessários para a atividade biológica de
proteínas nativas

Modificaçôes químicas de residuos de aminoácidos capazes de alterar a atividade
biológica da proteína

Síntese química de peptídeos

17. Prof* Eleonora - Slide de aula

Reaçôes químicas características de aminoácidos

Duas reaçôes säo amplamente utilizadas para a detecgäo, medida e identificaçäo de
aminoácidos

Resulta na desaminaçäo oxidativa de a-aminodcidos produzindo CO, ; NH; um aldeido
com um carbono a menos e a ninidrina reduzida.

A ninidrina reduzida ou hidridantina reage com o NH, e com outra molécula de ninidrina
formando um complexo arroxeado (A = 570 nm)

Nos aminoácidos com grupo
amina secundária, como é o caso
da , o produto da reaçäo
é diferente e origina uma cor
amarela (À = 440 nm).

Neste caso náo há a liberaçäo
de NH,, porém, há a produçäo

o
N de teores quantitativos de CO,.

Br + 3Hg0 + H°
O E

18. Prof* Eleonora - Slide de aula

© Reacáo com 1-flúor-2,4-dinitrobenzeno (FDNB)

Em soluçäo levemente alcalina, o FDNB reage com os o-aminodcidos para produzir
derivado do 2,4-dinitrofenil de cor amarela.

nz
O + R—ç—COOH
N |
NO2 NH
13 2

FONB a- aminoácido :
COOH

2,4-dinitrofenil-aminoécido

19. Prof* Eleonora - Slide de aula
Ligaçäo peptidica (ou ligaçäo amida)

H Re

ligaçäo peptidica

Os de dois aminoácidos adjacentes e os átomos dos
grupamentos que participam da ligaçäo peptidica -
- estdo todos em um mesmo plano.

O polímero formado pelo encadeamento de aminoácidos é constituído por unidades

planares - - unidas entre si por uma articulaçäo flexivel - o carbono a.

Os oligómeros de aminoácidos säo denominados
2 residuos de aminoácidos: dipeptideo
3 residuos de aminodcidos: tripeptideo
4 residuos de aminodcidos: tetrapeptideo, etc.

ou é uma seqiiéncia de mais de dois residuos de
aminodcidos.

% A seqüência dos aminoácidos na cadeia peptídica é denominada de estrutura priméria.

20. Peptideo

a) Os quatro dtomos dos
grupamentos envolvidos na
(em vermelho)
se dispóem em um plano. A
unidade peptídica está
representada por um retángulo.

b) As unidades peptídicas podem se
movimentar umas em relaçäo ás
outras. E possivel uma rotaçäo
(indicada pelas setas) em torno
das ligaçôes com o

c) A cadeia polipeptídica consiste
em um arranjo flexível de
unidades planas,

, conectadas por uma
articulaçäo, o carbono a. As
cadeias laterais dos aminoácidos
estáo representadas.

Prof* Eleonora - Slide de aula

21. Prof* Eleonora - Slide de aula

Amino ao 1 Amino ao 2

i % Ligacáo peptidica (ou ligaçäo amida)

terminus

Peptide bond

% 4 residuos de aminoácidos: tetrapeptideo

Re: Residue 2 Rescue 3 Rosine a

Condensation

22. Prof* Eleonora - Slide de aula

O que diferencia um peptídeo de uma proteína?

Muitos autores se baseiam na dimensáo da estrutura, em termos do número de resíduos
de aminoácidos. Por exemplo

n < 80 a 100 aminoácidos = cadeia peptídica

n > 80 a 100 aminoácidos = cadeia protéica
Entretanto a distinçäo entre peptideo e proteína deve se basear nas respectivas

Nomenclatura de peptídeos

As cadeias peptidicas säo nomeadas da extremidade amino terminal (ou }) para
a extremidade carboxila terminal (ou

Nao há possibilidade de
ionizagäo do grupamento que
faz parte da ligagäo peptidica

Os grupos amina e carboxila
terminais e os grupos
ionizäveis das cadeias laterais
(grupos R) sáo os responsáveis
pelas propiedades ácido-
básicas dos peptídeos.

23. Prof* Eleonora - Slide de aula

Hidrólise das ligaçôes peptídicas

: por fervura
com ácido ou base forte ocorre
a hidrólise de todas as ligagdes
peptídicas.

: por certas
enzimas proteoliticas.

A hidrélise ocorre nas ligagöes
peptidicas de aminodcidos
| especificos.

- hidrolisa apenas as ligaçôes peptídicas cujo pertence a um
resíduo de ou .

- hidrolisa apenas ligagöes peptidicas cujo pertence
aum residuo de A ou

- hidrolisa apenas as ligaçôes peptídicas cujo pertence a um
resíduo de 5 = E

- hidrolisa apenas as ligaçôes peptídicas cujo pertence a um
resíduo de i ou

24. Prof* Eleonora - Slide de aula

% Método químico seletivo

+ Brometo de cianogénio - hidrolisa apenas ligaçôes peptidicas cujo grupo carboxila
pertence a um resíduo de

Exemplo de peptídeo hidrolisado por diferentes proteases

Tyr - Lys - Glu - Met - Leu - Gly - Arg - Ala- Gly

Tripsina (3 fragmentos) Tyr-Lys // Glu- Met - Leu- Gly- Arg // Ala-Gly

Quimotripsina (2 fragmentos) Tyr // Lys - Glu - Met - Leu - Gly - Arg - Ala - Gly
Termolisina (2 fragmentos) Tyr - Lys - Glu-Met // Leu- Gly- Arg - Ala - Gly

25. Determinaçäo da seqiiéncia de aminoácidos nos fragmentos de peptideos

Método de degradaçäo de
Edman, conduzido em meio
levemente alcalino, marca e
remova o resíduo

de peptídeos, deixando
intactas as outras ligacdes
peptídicas.

Após a remocúo e
identificaçäo, por
cromatografia, do residuo
N-terminal, o novo residuo
N-terminal exposto pode ser
marcado e removido pela
repetiçäo da mesma reagäo.

Prof* Eleonora - Slide de aula

Edman Degradation Reactions

Phenyl isothiocyanate
(Edman's rea:

+ Weak acia

H¿N— The + Gly plo +
Polypeptide one
residue shorter

PTH-Alanine

26. Prof* Eleonora - Slide de aula

Arranjo tridimensional das cadeias polipeptídicas
*
Arranjo espacial de uma molécula orgánica que é conferido pela presença de:

% : ao redor das quais náo hé liberdade de rotaçäo, o que determina as
configuragóes

HOOC _H H _H
Deze er

>
H ScooH

> : ao redor do qual os grupos substituídos estáo arranjados em uma
seqiiéncia determinada (configuracáo L ou D)

COOH COOH

tn bu Lona,
| | gr co
CH, CH, n= {on win
boon

wo Ho.
moon Hoc."

Para passar de uma configuraçäo para a outra é i
CHon Con

HECESSARIO-qUE-OCOEFGEENN 7 p-Glyceraldehyde L-Glyceraldehyde

27. Prof* Eleonora - Slide de aula

* Conformaçäo
Arranjo espacial de grupos substituídos em moléculas orgánicas que podem assumir
varias posicdes espaciais, sem o rompimento de ligaçôes devido à liberdade de rotaçäo ao

redor de ligaçôes simples carbono-carbono.

Exemplo: etano

H
1

=: HHS
= 14M
[4
m

H

c
wm

Forma escalonada Forma eclipsada