aminoacidos_sua quimica e curiosidades

40
Aminoácidos: Sua Química E Curiosidades Por Rafael Garcia Lopes

Upload: deanastacio

Post on 30-Jun-2015

536 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

Aminoácidos:Sua Química E Curiosidades

Por Rafael Garcia Lopes

Page 2: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

O Que São?

O

NH2 OHR

• Unidades estruturais de todas as proteínas.

• Sua fórmula estrutural comum:

Page 3: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

Aminoácidos essenciais e não-essenciais

• Essenciais:• Arginina• Histidina• Isoleucina• Leucina• Lisina• Metionina• Fenilalanina• Treonina• Triptofano• Valina

• Não-essenciais:• Alanina• Asparagina• Aspartato• Cisteína• Glutamato• Glutamina• Glicina• Prolina• Serina• Tirosina

Page 4: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

Classificação

• Baseada na polaridade de seus grupos R quando em solução aquosa de pH neutro (plasma sanguíneo e espaço intracelular entre 7,4 e 7,1)

Page 5: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

1- Não polares (hidrofóbicos)

• Alanina; Leucina; Isoleucina; Valina; Prolina.(cadeia R alquílica).

O

NH2

CH3 OH

O

NH2

CH3

CH3

OH

A lan in e (A la) L eu c in e (L eu )

O

NH2

CH3CH3 OH

Iso leu c in e (I le)

O

NH2

CH3

CH3 OH

V alin e (V al)

O

NH

OH

P ro lin e (P ro)

Page 6: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

Não polares (hidrofóbicos)

• Fenilalanina; triptofano (Cadeia R aromática)

O

NH2

OH

O

NH2NH

OH

T ryp to p h an (T rp )P h en yla lan in e (P h e)

Page 7: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

2- Polares mas não Ionizados.

• Serina, treonina, tirosina.(hidroxila compondo a cadeia R).

O

NH2

OH OH

S erin e (S er) T h reo n in e (T h r)

O

NH2

OH

CH3

OH

O

NH2OH

OH

T yro sin e (T y r)

Page 8: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

Polares mas não Ionizados.

• Asparagina, glutamina, cisteína, glicina, metionina.

M eth io n in e (M et)

O

NH3+

SCH3 O

-

O

O

NH2

NH3+O-

A sp arag in e (A sn )

O

O

NH2

NH3+O-

G lu tam in e (G ln )

O

NH3+

SH O-

O

NH3+

O-

G lyc in e (G ly )

C yste in e (C y s)

Page 9: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

3-Positivamente Carregados

• Lisina, Arginina, histidina.

O

NH3+

NH3+

O-

L ysin e (L y s)

NH2+

O

NH

NH2

NH3+O-

A rg in in e (A rg )

O

NH3+

NH

N

O-

H istid in e (H is)

Page 10: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

4-Negativamente Carregado

• Ácido Aspártico (aspartato), Ácido Glutâmico (Glutamato)

OHO-

NH3+

O

O

A sp articA cid (A sp )

O O

O-

O-

NH3+

G lu tam icA cid (G lu )

Page 11: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

Íon Dipolar

• Também chamado de zwitterion

• O aminoácido pode agir como ácido (doador de prótons)

• O aminoácido pode agir como base (receptor de prótons)

O

NH3+

O-

R

Page 12: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

pH Isoelétrico

• pH específico, onde os aminoácidos não tem carga efetiva e portanto, não se deslocam em um Campo Elétrico.

• Calcula-se a média dos pK dos grupos dissociáveis (se forem somente dois grupos não haverá ambigüidade).

Page 13: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

Aminoácido pK1 (COOH) pK2 (NH3+) pKr (grupo R)

pI Ocorrência nas proteínas (%)

Glicina 2,34 9,60 5,97 7,5

Alanina 2,34 9,69 6,01 9,0

Valina 2,32 9,62 5,97 6,9

Leucina 2,36 9,60 5,98 7,5

Isoleucina 2,36 9,68 6,02 4,6

Prolina 1,99 10,96 6,48 4,6

Fenilalanina 1,83 9,13 5,48 3,5

Tirosina 2,20 9,11 10,07 5,66 3,5

Triptofano 2,38 9,39 5,89 1,1

Serina 2,21 9,15 13,60 5,68 7,1

Treonina 2,11 9,62 13,60 5,87 6,0

Cisteína 1,96 8,18 10,28 5,07 2,8

Metionina 2,28 9,21 5,74 1,7

Asparagina 2,02 8,80 5,41 4,4

Glutamina 2,17 9,13 5,65 3,9

Aspartato 1,88 9,60 3,65 2,77 5,5

Glutamato 2,19 9,67 4,25 3,22 6,2

Lisina 2,18 8,95 10,53 9,74 7,0

Arginina 2,17 9,04 12,48 10,76 4,7

Histidina 1,82 9,17 6,00 7,59 2,1

Page 14: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

Reações Químicas características

• Reação c/ a Ninidrina:O

O

H

H

H

H

OH

OH

ninidrina

Page 15: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

O

O

H

H

H

H

OH

OH

O

O

H

H

H

H

OH

OHO

NH3+

O-

R

+ +

CO2 +O

H

H

+ H2O + H+

O

O

N

H

H

H

H

O

O

H

H

H

H

ninidrina

aminoácido

Pigmento púrpura

Page 16: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• Há outras reações similares, só que utilizando a fluorescamina, cloreto de dânsil, 1-flúor-2,4-dinitrobenzeno.

fluorescamina

OO

O

O

+

O

NH2OH

R

Page 17: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

Outros Aminoácidos

• 4-hidroxiprolina e 5-hidroxilisina: são encontrados nas proteínas fibrosas do tecido conjuntivo: colágeno.

O

N+

O-

OH

H H O

NH3+

NH3+

O-

OH

Page 18: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• Y-carboxiglutamato: encontrado na protrombina, uma proteína importante na coagulação sanguínea.

O O

O-

O-

NH3+

O O-

Page 19: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• Tiroxina: precursor dos hormônios tireoidianos.

OH

I

I O

I

I

O

O-

NH3+

Page 20: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• Beta-alanina: parte da vitamina panteteína e da coenzima A.

O

O-

NH3+

O

ONH

OH

OH

CH3

CH3

OH

Page 21: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

Curiosidades

• Os aminoácidos com cadeia aromática (triptofano, tirosina, fenilalanina e histidina) absorvem luz na faixa do ultravioleta (280 nm). Propriedade muito explorada na caracterização de proteínas.

O

NH2OH

OH

T yro sin e (T y r)

O

NH2NH

OH

T ryp to p h an (T rp )O

NH2

OH

P h en yla lan in e (P h e)

Page 22: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• A alanina tem uma estabilidade impressionante, sendo encontrada em fósseis de mais de 1.000.000 de anos. Essa detectação foi utilizada a ninidrina

Page 23: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• A cisteína pode ser facilmente oxidada para formar um aminoácido dimérico unido covalentemente, chamado cistina, no qual duas moléculas de cisteína estão unidas por uma ponte dissulfeto.

O

NH2SHOH

O

NH2

SH OH

O

NH2SOH

O

NH2

S OH

2H 2H

C yste in e (C y s) C yste in e (C y s)

Page 24: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• Leucina, Isoleucina e Valina também são conhecidos, por terem suas cadeias R ramificadas, como BCAA’s (branched chain aminoacids). São utilizados como fonte de energia pelos músculos para exercícios de longa duração.

O

NH2

CH3

CH3OH

Iso leu c in e (I le)

O

NH2

CH3

CH3

OH

L eu c in e (L eu )

O

NH2

CH3

CH3 OH

V alin e (V al)

Page 25: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

Usos do aminoácido no organismo

• Arginina:Pode favorecer a liberação do hormônio do crescimento, aumentando a massa muscular e o metabolismo das gorduras, participando na síntese da Creatina(slide 38). Ajuda a reduzir a obesidade sendo vital para o funcionamento da glândula pituitária.

Page 26: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• A arginina também está envolvida no ciclo da uréia, uma série de reações de importância fundamental no uso do nitrogênio pelos organismos vivos.

NH2+

O

NH

NH2

NH3+

O-

O-

NH3+

NH2

O

+

O

NH2 NH2

Histidina Ornitina Uréia

Page 27: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• Aspartato:Ajuda a aumentar a resistência do organismo e diminuir a fadiga crônica. Junto com o cálcio e o magnésio dá suporte ao sistema cardiovascular, sendo também neuro-excitante.

Page 28: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• Cisteína: Importante componente antioxidante que trabalha em conjunto com a vitamina E e o selênio para proporcionar proteção celular dos perigosos componentes dos radicais livres. É um excelente desintoxicante do álcool e poluentes ambientais (metais tóxicos) e também auxilia na formação da Queratina que é a principal proteína do cabelo, pele e unhas. Ajuda a combater os malefícios do cigarro, melhora doenças de pele como a psoríase e alivia as dores articulares.

Page 29: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• O triptofano é precursor de um neurotransmissor muito importante: SEROTONINA.

O

NH3+

NHO-

NH3+

NH

OH

TriptofanoSerotonina

Page 30: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• A tirosina também é precursora de um neurotransmissor: EPINEFRINA.

O

NH2OH

OH

O

NH2OH

OH

OH

NH3+

OH

OH

OH

OH

NH2+

CH3

Tirosina L-Dopa

DopaminaEpinefrina

Page 31: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• A descarboxilação do glutamato também leva a origem de um neurotransmissor: GABA (ácido gama amino butírico).

O O

O-

O-

NH3+

O

O-

NH3+

CO2glutamato

GABA

Page 32: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• Glicina: Adicionada a outras moléculas para torná-las mais solúveis, para serem excretadas pela urina. EX:

+

O

NH3+

O-

O

NH O

O-

O

O-

Ácido Benzóico

Glicina

Ácido Hipúrico

Page 33: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• A metionina tem um derivado utilizado como fonte de metila em muitas reações de metilação. S-adenosilmetionina

O

S+

CH3

O-

O

OH

OH

N

N

N

N

NH3+

Page 34: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• A metionina também serve como principal fonte de aminoácidos do enxofre orgânico que precisa ser reposto diariamente. Ajuda na manutenção e saúde do fígado e do sistema digestivo. É um lipotrópico (emulsificador de gorduras) que auxilia na queima e dissolução das gorduras, controlando também o colesterol.

Page 35: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• Glutamato: O MSG (Glutamato mono sódio) um realçador de sabor, mas em algumas pessoas provocam sensações de frio, dores de cabeça e vertigens.

Page 36: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• Com a remoção do grupo ácido(descarboxilação) da histidina, ele será convertido em histamina.

O

NH2

NH

N

OH

NH2NH

N

Histidina Histamina

Page 37: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• A fosfocreatina, derivada da creatina, é um importante reservatório de energia no músculo esquelético. A creatina é derivada da glicina e da arginina e a metionina desempenha o papel de doadores do grupos metila.

P

O-

O-

O

NH NH2+

N

CH3

OH O

fosfocreatina

Page 38: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

O

NH3+

O- + NH2

+

O

NH

NH2

NH3+

O-

NH2

NH2+

NH

O

O-

NH2

NH2+

NO

O-

CH3

NH

NH2+

NO

O-

CH3

P

O-

O-

O

Ornitina

Metionina

ATP

ADP

GlicinaArginina

Guanidinoacetato

Fosfocreatina

Page 39: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• A tirosina, o triptofano e a fenilalanina são convertidos em uma grande variedade de compostos importantes. O polímero rígido lignina (derivado da Phe e Tyr), apenas a celulose é mais abundante do que ele. Taninos: inibem a oxidação dos vinhos; alcalóides; terpenóides. A auxina (hormônio de crescimento vegetal) é originada do triptofano.

Page 40: aminoacidos_sua quimica e curiosidades

• Asparagina e Glutamina: nos animais estão relacionadas com a desintoxicação da amônia e com os vegetais, armazenamento do nitrogênio

O

ONH2

NH2

OH O

O

NH2

NH2

OH

AsparaginaGlutamina