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Bromatologia – EN/UNIRIO 2018.2
Proteínas- Revisão -
Profa. Dra. Elisa d’Avila Costa Cavalcanti
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O que são proteínas?
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Aminoácidos
α
21 tipos
Grupos R
Tendência de interagir com a água em pH intracelular (~7,0):
- Apolar (hidrofóbico)
- Polar (hidrofílico)
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Aminoácidos
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9179304
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Propriedades dos aminoácidos
As propriedades físico-químicas dos aminoácidos dependem da natureza química do grupo R
carga líquidasolubilidadereatividade químicapotencial de ligação de hidrogênio
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Propriedades dos aminoácidos
Isomeria ótica:proteínas têm aminoácidos na forma L
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Propriedade ácido-base de aminoácidos
zwitterion, do alemão, “íon híbrido”
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Propriedade ácido-base de aminoácidos
Anfóteros: quando em solução, podem atuar como ácido ou base.
Carga: +1 0 -1
Ponto isoelétrico (pI): pH no qual a molécula é eletricamente neutra.
E quando formando proteínas?
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Estado de ionização depende do pH do meio.
Propriedade ácido-base de aminoácidos
E se grupo R for ionizável?
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ExtremidadeC-terminal
ExtremidadeN-terminal
Ligação peptídica
Ligação com pouca rotação (caráter de ligação dupla)Peptídeos, Oligopeptídeos e Polipeptídeos
Proteínas > 6.000 Daltons
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Ligação peptídica
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Seqüência de Aminoácidos: transcrição e tradução, definido no DNA.
O comprimento da cadeia e a sequência na qual os resíduos estão ligados determinam as propriedades:
- físico-químicas- estruturais- biológicas/ funções
Proteína - Estrutura Primária
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Proteína - Estrutura Secundária
Arranjo espacial repetitivo
Ligações de H
N-H O=C(+) (-)
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Proteína - Estrutura Secundária
α-hélice
Cadeias laterais:
Polar x Apolar
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Proteína - Estrutura Secundária
Folha β-pregueada
Cadeias laterais:
Polar x Apolar
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Proteína - Estrutura Terciária
Cadeias laterais:
Polar x Apolar
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Proteína - Estrutura Terciária
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Várias interações entre os grupos R dos aminoácidos dacadeia estabilizam a estrutura
Ligação de H
Interações iônicas
Interação de Van der Waals
Ligação dissulfeto
Proteína - Estrutura Terciária
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Proteínas - Estrutura Quaternária
• Proteínas que contém mais de uma cadeia polipeptídica.
• Interações de caráter permanente ou transitório.
• As forças de ligação que estabilizam a estrutura quaternária são as mesmas da terciária.
Hemoglobina
Cadeias laterais:
Polar x Apolar
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Globular Fibrosa
Proteínas - Estrutura
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“A qualidade nutricional de uma proteína reflete a capacidade desta em fornecer aminoácidos essenciais nas quantidades necessárias ao crescimento e à manutenção.”
“... além de presentes na estrutura polipeptídica, esses aminoácidos devem estar biodisponíveis para o organismo.”
(Biodisponibilidade de nutrientes. Cozzolino, 2005)
Biodisponibilidade de proteínas
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Proteínas – Funções biológicas
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• Contráteis (miosina e actina);
• Estruturais (colágeno, queratina);
• Biocatalisadoras (enzimas);
• Hormonais (insulina, glucagon, hormônio da tireóide);
• Transporte (hemoglobina e transferrina);
• Reserva (ovalbumina, caseína)
• Proteção (anticorpos, veneno, bacteriocinas)
Proteínas – Funções biológicas
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Classificação de proteínas pelosprodutos de sua hidrólise total
Proteínas Simples:aminoácidos como os únicos produtos.
Proteínas conjugadas:aminoácidos e grupos prostéticos como produtos.
Proteínas derivadas:produtos de hidrólise térmica ou enzimática.
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Classificação de proteínas pelosprodutos de sua hidrólise total
Proteínas conjugadas:São classificadas de acordo com a natureza da parte não protéica - denominada grupo prostético.Cromoproteínas; Lipoproteínas; Nucleoproteínas; Glicoproteínas; Fosfoproteína; Metaloproteínas.
Proteínas derivadas:Obtidas por hidrólise de proteínas simples ou conjugadas por tratamento químico ou enzimático.
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Classificação de proteínas pela SolubilidadeOsborne, 1907
• Albuminas;• Globulinas;• Prolaminas;• Glutelinas;• Escleroproteínas.
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AlbuminasSão solúveis em água e em soluções fracamente ácidas e
alcalinas. Coagulam com o calor. Ex. Ovalbumina (clara do ovo); lactoalbumina (leite).
GlobulinasSão praticamente insolúveis em água. Solúveis em soluções de sais neutros.
Ex. miosina (músculo).
Classificação de proteínas pela SolubilidadeOsborne, 1907
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ProlaminasSão insolúveis em água e etanol absoluto.
Solúveis em etanol entre 50 a 80%. Ex. gliadina (trigo).
GlutelinasSão insolúveis em água e solventes neutros, mas solúveis em
soluções diluídas de ácido e base. São encontradas somente em vegetais.
Ex. glutenina (trigo).
Classificação de proteínas pela SolubilidadeOsborne, 1907
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EscleroproteínasSão proteínas insolúveis. Ex. Queratina e colágeno.
Classificação de proteínas pela SolubilidadeOsborne, 1907
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Ponto Isoelétrico
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Salting in x Salting out
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Estabilidade proteica depende da sua composição e do meio!
Desnaturação Proteica
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Efeitos positivos e negativos: Perda de atividade biológica
Alterações na solubilidade e na capacidade de ligar água
Aumento da reatividade e da susceptibilidade à proteólise
Desnaturação Proteica
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Desnaturação Proteica
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Desnaturação Proteica – Principais Causas
• Temperatura– Agente desnaturante mais utilizado no processamento e preservação de alimentos
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Desnaturação Proteica – Principais Causas
• Temperatura– Agente desnaturante mais utilizado no processamento e preservação de alimentos
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Desnaturação Proteica – Principais Causas
• Temperatura– Agente desnaturante mais utilizado no processamento e preservação de alimentos
– A água facilita a desnaturação térmica• Proteínas secas são extremamente estáveis à temperatura
• Proteínas com mais aas hidrofóbicos são mais estáveis à temperatura
• Aditivos higroscópicos aumentam a estabilidade térmica de ptns
– Modificação química de aminoácidos, alteração de cor e sabor
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Desnaturação Proteica – Principais Causas
• Estresse mecânico / Cisalhamento– Ex.: agitação, amassamento, batimento, etc
– Incorporação de bolhas de ar (interface ar-líquido) > resíduos hidrofóbicos para o ar e hidrofílicos para o líquido
–- Proteínas mais flexíveis são menos estáveis ao estresse mecânico
Ovalbumina glúten (gliadina e glutenina)
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Desnaturação Proteica – Principais Causas
• pH– Alteração das cargas dos resíduos de aas
– Aumento da polaridade de resíduos de aas > tentam se expor ao ambiente aquoso
• Solventes orgânicos– aas hidrofóbicos tendem a orientar-se para o meio apolar
• Detergentes
• Solutos
• Oxiredução de grupos –S-H, -S-S-
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• Proteínas alimentares:• fácil digestão
• Aminoácidos essenciais
• atóxicas
• Propriedades funcionais nos alimentos:• viscosidade
• retenção de água
• capacidade de gelificação
• produção de espuma e emulsificação
Proteínas
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Proteínas
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Hidrolisados de proteínas
doi: 10.1111/1541-4337.12209
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Proteínas em alimentos
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Bibliografia
• Química e Bioquímica dos Alimentos - Volume 2. Franco M Lajolo, Adriana Z Mercadante. Editora Atheneu, 2017.
• Análise de Alimentos: uma visão química da nutrição – 4ª edição. Édira C B A Gonçalves. Editora Livraria Varela, 2015.