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BiomolBiomolééculasculas e e MembranasMembranas

Prof. Alexandre Prof. Alexandre HavtHavt

BiomolBiomolééculas e Membranasculas e Membranas

�� Estrutura e funEstrutura e funçções das biomolões das biomolééculasculas�� CarboidratosCarboidratos

�� LipLipíídiosdios�� AminoAminoáácidos e Protecidos e Proteíínasnas

�� Membranas celularesMembranas celulares�� Estrutura molecularEstrutura molecular

�� FunFunççõesões

CarboidratosCarboidratos


�� Compõem maior parte da matCompõem maior parte da matééria orgânica do planetaria orgânica do planeta

�� Fonte e armazenamento de energiaFonte e armazenamento de energia

�� IntermediIntermediáários metabrios metabóólicoslicos

�� Componentes estruturais de RNA e DNAComponentes estruturais de RNA e DNA

�� Elementos estruturais das paredes celularesElementos estruturais das paredes celulares

�� InteraInteraçção com lipão com lipíídeos e protedeos e proteíínasnas

�� InteraInteraçção cão céélulalula--ccéélulalula

�� InteraInteraçção cão céélulalula--meio extracelularmeio extracelular


�� DefiniDefiniççãoão�� Compostos orgânicos que apresentam fCompostos orgânicos que apresentam fóórmula comum rmula comum

(CH(CH22O)nO)n•• Hidratos de carbono Hidratos de carbono / / glicglicíídios / sacardios / sacaríídeos / deos /

aaçúçúcarescares�� ApresentamApresentam--se como aldese como aldeíídos ou cetonas dos ou cetonas

•• Grupo Grupo carbonilacarbonila

O

C RH

Aldeído

O

C R’R

Cetona

CarboidratosCarboidratos�� ClassificaClassificaççãoão

�� MonossacarMonossacaríídeos deos –– aldosesaldoses ou ou cetosescetoses•• TriosesTrioses

•• TetrosesTetroses

•• PentosesPentoses

•• HexosesHexoses

•• HeptosesHeptoses

Número de átomos de carbonos

D-gliceraldeídoD-gliceraldeído L-gliceraldeídoL-gliceraldeído DiidroxiacetonaDiidroxiacetona

AldotriosesAldotrioses CetotrioseCetotriose

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Ciclização de monossacarídeos com mais de 4 carbonos em meio fisiológico

Alguns monossacarídeos nas suas formas cíclicas

α D-Glicoseα D-Glicose α D-Frutoseα D-Frutose α D-Riboseα D-Ribose

OligossacarOligossacaríídeosdeos

�� Carboidratos formados pela união de um pequeno nCarboidratos formados pela união de um pequeno núúmero de mero de monossacarmonossacaríídeos por ligadeos por ligaçções glicosões glicosíídicas dicas

�� LigaLigaçção realizada entre duas hidroxilas com a liberaão realizada entre duas hidroxilas com a liberaçção de Hão de H22OO

Reação esquemática

DissacarDissacaríídeosdeos

�� OligossacarOligossacaríídeos mais comunsdeos mais comuns

PolissacarPolissacaríídeosdeos

�� PolPolíímeros de monossacarmeros de monossacaríídeos (glicose) deos (glicose) unidos por ligaunidos por ligaçções glicosões glicosíídicasdicas

�� Cadeias lineares Cadeias lineares –– celulose (glicose em celulose (glicose em ββ-- 1,4)1,4)

�� Cadeias ramificadas Cadeias ramificadas –– amido e glicogênioamido e glicogênio

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CeluloseCelulose AmidoAmido

GlicogênioGlicogênio

�� PolissacarPolissacaríídeodeo ramificadoramificado�� αα--1,41,4�� αα--1,6 (1,6 (ramificaramificaççõesões))�� Extremidades não redutorasExtremidades não redutoras

•• AdiAdiçção e quebra da molão e quebra da molééculas culas de glicosede glicose

•• Carbono 1 comprometidoCarbono 1 comprometido

�� ArmazenagemArmazenagem�� FFíígadogado

�� MMúúsculo esquelsculo esquelééticotico

LLipipíídeosdeos

LipLipíídeosdeos

�� Compostos orgânicos de estrutura variadaCompostos orgânicos de estrutura variada�� Têm baixa solubilidade em Têm baixa solubilidade em ááguagua�� Componentes de membranaComponentes de membrana

�� Isolantes tIsolantes téérmicosrmicos�� ProteProteçção contra traumas mecânicos (subcutânea)ão contra traumas mecânicos (subcutânea)

�� Reservas de energiaReservas de energia

�� Vitaminas e hormôniosVitaminas e hormônios�� AnfipAnfipááticos ticos

•• PorPorçção polar ão polar –– hidrofhidrofíílicalica

•• PorPorçção apolar ão apolar -- hidrofhidrofóóbicabica

ÁÁcidos Graxoscidos Graxos

�� ÁÁcidos carboxcidos carboxíílicoslicos�� Grupo carboxila (polar)Grupo carboxila (polar)�� Cadeia carbônica (apolar)Cadeia carbônica (apolar)

•• Saturada (ligaSaturada (ligaçções simples)ões simples)

•• Insaturada(ligaInsaturada(ligaçções duplas)ões duplas)

�� Sem ramificaSem ramificaççõesões�� NNúúmero par de carbonosmero par de carbonos

�� Ligados a um Ligados a um áálcoollcool•• GlicerolGlicerol

•• EsfingosinaEsfingosina

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ÁÁcidos Graxoscidos Graxos Propriedades fPropriedades fíísicassicas

�� Dependente das Dependente das insaturainsaturaççõesões

�� Dependente do tamanho da cadeia carbônicaDependente do tamanho da cadeia carbônica

�� Quanto maior a cadeia carbônica maior interaQuanto maior a cadeia carbônica maior interaçção entre os AGão entre os AG

�� Intensidade de associaIntensidade de associaçção relacionada com o ponto de fusãoão relacionada com o ponto de fusão•• Estado sEstado sóólido para llido para lííquidoquido –– ruptura das interaruptura das interaçções intermoleculares ões intermoleculares

•• Menor temperatura de fusão quanto maior nMenor temperatura de fusão quanto maior núúmero de mero de insaturainsaturaççõesões

•• Maior temperatura de fusão quanto maior o comprimento da cadeia Maior temperatura de fusão quanto maior o comprimento da cadeia carbônicacarbônica

FormaFormaçção de agregados menos ão de agregados menos compactoscompactos

AssociaAssociaçção com outros AGão com outros AG

InteraInteraçções hidrofões hidrofóóbicasbicas

Dupla ligaDupla ligaçção causa dobra rão causa dobra ríígida gida na cadeiana cadeia

Cadeias flexCadeias flexííveis e distendidasveis e distendidas

AG insaturadosAG insaturadosAG saturadosAG saturados

Propriedades fPropriedades fíísicassicas

63,1016Ácido Palmítico

13,4118Ácido oléico

69,6018Ácido esteárico

Temperatura de fusão (°C)

N0 insaturaçõesN0 carbonosÁcido Graxo

�� Consistência em temperatura ambienteConsistência em temperatura ambiente�� Saturados com mais de 14 carbonos Saturados com mais de 14 carbonos –– ssóólidolido�� Pelo menos uma ligaPelo menos uma ligaçção dupla ão dupla –– llííquidoquido

�� Grau de fluidez das membranas depende do Grau de fluidez das membranas depende do tipo de AG presente nos liptipo de AG presente nos lipíídios estruturaisdios estruturais

TriacilglicerTriacilgliceróóisis

�� Derivados dos Derivados dos áácidos graxos mais abundantescidos graxos mais abundantes

�� 3 mol3 molééculas de AG esterificados ao glicerolculas de AG esterificados ao glicerol

�� MonoacilglicerMonoacilgliceróóisis e e DiacilglicerDiacilgliceróóisis�� IntermediIntermediáários da srios da sííntese e degradantese e degradaççãoão

�� MolMolééculas apolares (hidrofculas apolares (hidrofóóbicas)bicas)�� Armazenagem na forma anidra (sem Armazenagem na forma anidra (sem áágua)gua)

TriacilglicerTriacilgliceróóisis

�� Gordura animal X gordura vegetalGordura animal X gordura vegetal�� Diferem na composiDiferem na composiçção dos AGão dos AG

•• Animal Animal –– AG saturados (sAG saturados (sóólidos lidos àà TATA°°CC))

•• Vegetal Vegetal –– AG insaturados (lAG insaturados (lííquidos quidos àà TATA°°CC))

�� HidrHidróólise de lise de triacilglicertriacilgliceróóisis�� Glicerol + AGGlicerol + AG’’ss

�� HidrHidróóliselise emem meiomeio alcalinoalcalino ((NaOHNaOH ouou KOH)KOH)•• Sais de Sais de áácidoscidos graxosgraxos –– sabõessabões

•• SaponificaSaponificaççãoão

GlicerofosfolipGlicerofosfolipíídeosdeos

�� DiacilglicerolDiacilglicerol com fosfato (POcom fosfato (PO44--) no ) no

C3C3

�� Variam de acordo com a molVariam de acordo com a moléécula cula

esterificada ao fosfatoesterificada ao fosfato

�� FunFunçção estrutural nas membranasão estrutural nas membranas

�� Fonte pFonte p/ s/ sííntesentese de de triacilglicertriacilgliceróóisis

�� PorPorçção polar ão polar –– grupo fosfatogrupo fosfato

�� PorPorçção apolar ão apolar –– cadeias cadeias

carbônicas do AGcarbônicas do AG’’ss em C1 e C2.em C1 e C2.

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GlicerofosfolipGlicerofosfolipíídeosdeos

Etanolamina Fosfatidiletanolamina

Inositol Fosfatidilinositol

Ácido fosfatídico

Glicerol Fosfatidilglicerol

Grupo apolar

Grupo polar

EsfingolipEsfingolipíídeosdeos�� Não contNão contéém glicerol na esqueleto bm glicerol na esqueleto báásicosico

�� AminoAminoáálcoollcool com cadeia hidrocarboneto com cadeia hidrocarboneto

•• EsfingosinaEsfingosina�� AminoAmino + + ÁÁcido Graxo cido Graxo –– ceramidaceramida (mol(moléécula precursora)cula precursora)

•• EsfingomielinasEsfingomielinas –– bainha de mielina (bainha de mielina (fosforilcolinafosforilcolina))

•• CerebrosCerebrosíídeos deos –– ceramidaceramida + glicose ou galactose+ glicose ou galactose

•• GangliosGangliosíídicosdicos –– ceramidaceramida + oligossacar+ oligossacaríídeosdeosGlicolipídeos

Grupo apolar

Grupo polar

EsfingolipEsfingolipíídeosdeos

Fosforilcolina Esfingomielina(Fosfolipídeo)

Glicose Cerebrosídeo

Ceramida

Oligosacarídeo Gangliosídeo

EsterEsteróóidesides

�� NNúúcleo tetraccleo tetracííclico clico

�� ColesterolColesterol�� FunFunçção estrutural nas membranasão estrutural nas membranas

�� Precursor de outras molPrecursor de outras molééculasculas•• Hormônios sexuais e do cHormônios sexuais e do cóórtex adrenalrtex adrenal

•• Sais biliaresSais biliares

•• Vitamina DVitamina D

�� Transportado por lipoproteTransportado por lipoproteíínas esterificado nas esterificado ààAGAG’’ss insaturadosinsaturados

ColesterolColesterolPorção apolar

Porção polar

AminoAminoáácidos e Protecidos e Proteíínasnas

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ProteProteíínasnas

�� Constituintes celulares mais abundantesConstituintes celulares mais abundantes

�� Grande diversidade estrutural e funcionalGrande diversidade estrutural e funcional

�� FunFunçções Estruturaisões Estruturais

•• Componentes do esqueleto celular e de estruturas de sustentaComponentes do esqueleto celular e de estruturas de sustentaçção ão

(col(coláágeno e elastina)geno e elastina)

�� FunFunçções Dinâmicasões Dinâmicas

•• Processos biolProcessos biolóógicos (enzimas)gicos (enzimas)

•• Transporte de molTransporte de molééculas (culas (mioglobinamioglobina, hemoglobina), hemoglobina)

•• Mecanismo de defesa (imunoglobulinas)Mecanismo de defesa (imunoglobulinas)

•• Controle metabControle metabóólico (hormônios)lico (hormônios)

•• Mecanismos contrMecanismos contrááteis (teis (actinaactina e miosina)e miosina)

•• Controle da expressão gênicaControle da expressão gênica


�� Cadeia formada por aminoCadeia formada por aminoáácidoscidos

�� Apenas 20 aminoApenas 20 aminoáácidos (2,4 x 10cidos (2,4 x 1018 18 molmolééculas)culas)

Glicina – Gly (G)Alanina – Ala (A)Valina – Val (V)Leucina – Leu (L)Isoleucina – Ile (I)Metionina – Met (M)Prolina – Pro (P)Fenilalanina – Phe (F) Triptofano – Trp

Serina – Ser (S)Treonina – Thr (T)Cisteína – Cys (C)Asparagina –Asn (N) Glutamina – Gln (Q)Tirorisina – Tyr (Y)

Lisina - Lys (K)Arginina – Arg (R)Histidina – His (H)

Aspartato – Asp (D)Glutamato – Glu (E)

AminoAminoáácidoscidos

Cα H

COOH

R

H2NAMINO

CARBOXILA

CADEIA LATERAL

Cα H

COO-

R

H3N+

AMINO

CARBOXILA

CADEIA LATERAL

pH fisiológico

AminoAminoáácidoscidos�� Classificados pela polaridade da Cadeia lateralClassificados pela polaridade da Cadeia lateral

Glicina – Gly (G)Alanina – Ala (A)Valina – Val (V)Leucina – Leu (L)Isoleucina – Ile (I)Metionina – Met (M)Prolina – Pro (P)Fenilalanina – Phe (F) Triptofano – Trp

Serina – Ser (S)Treonina – Thr (T)Cisteína – Cys (C)Asparagina –Asn (N) Glutamina – Gln (Q)Tirorisina – Tyr (Y)

Hidrófobos(apolares)

Lisina - Lys (K)Arginina – Arg (R)Histidina – His (H)

Hidrófilos (Polares)

Aspartato – Asp (D)Glutamato – Glu (E)

Sem cargas

Hidrófilos (com carga +)Básicos

Hidrófilos (com carga -)Ácidos

AminoAminoáácidos D e Lcidos D e L

Cα H

COO-

CH3

H3N+ CαH

COO-

H3N+

CH3

D-alaninaL-alanina

Carbono assimétrico

• Seres vivos apresentam proteínas com L-aminoácidos

• D- aminoácidos em antibióticos e peptídeos bacterianos

•Produtos intermediários de síntese

IonizaIonizaçção dos Aminoão dos Aminoáácidoscidos

Soluções ÁcidasGrupos Protonados

Soluções BásicasGrupos Desprotonados

Soluções NeutrasÍon dipolar

C H

COOH

R

H3N+ C H

COO-

R

H3N+ C H

COO-

R

H2N

(a) (b) (c)

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Curva de TitulaCurva de Titulaççãoão ProteProteíínasnas�� PolPolíímero de aminomero de aminoáácidoscidos

�� DipeptDipeptíídeosdeos –– tripepttripeptíídeosdeos

�� OligopeptOligopeptíídeosdeos ou peptou peptíídeos deos –– atatéé 30 amino30 aminoáácidoscidos

�� PolipeptPolipeptíídeosdeos –– mais que 30 aminomais que 30 aminoáácidoscidos

Cαααα

H

R1

H3N+ C

O

O- + Cαααα

H

R2

N+ C

O

O-

H

H

H

H2O

Cαααα

H

R1

H3N+ C

O

Cαααα

H

R2

N C

O

O-

H

Ligação Peptídica

Representação da síntese protéica

ExtremidadeN-terminal

ExtremidadeC-terminal

PeptPeptíídeos de Importância Bioldeos de Importância Biolóógicagica

DissipaDissipaçção de ão de HH22OO22

Maioria das cMaioria das céélulaslulas33GlutationaGlutationa

AntibiAntibióóticoticoBacillusBacillus brevisbrevis1010GramicidinaGramicidina

ProduProduçção de ão de glicose no glicose no figadofigadono jejumno jejum

CCéélulas lulas αααααααα pâncreaspâncreas2929GlucagonGlucagon

Aumento pressão Aumento pressão sangusanguíínea e nea e reabsorreabsorçção de ão de áágua pelo rimgua pelo rim

HipHipóófise posteriorfise posterior99VasopressinaVasopressina

ContraContraçção uterina ão uterina e das mamase das mamas

HipHipóófise posteriorfise posterior99OxitocinaOxitocina

AnalgesiaAnalgesiaHipHipóófise anterior e fise anterior e medula adrenalmedula adrenal

55EncefalinasEncefalinas

EfeitosEfeitosProduProduççãoãoNNúúmero de mero de aminoaminoáácidoscidos

PeptPeptíídeosdeos

ComposiComposiçção de Algumas Proteão de Algumas Proteíínasnas

5541004100RNA RNA polimerasepolimerase (E. (E. colicoli))

1145364536ApolipoproteApolipoproteíínana B (humana)B (humana)

121227002700AspartatoAspartato transcarbamoilasetranscarbamoilase (E. (E. colicoli))

44574574Hemoglobina (humana)Hemoglobina (humana)

11153153MioglobinaMioglobina ((equinaequina))

11129129LisozimaLisozima

225151Insulina (bovina)Insulina (bovina)

NNúúmero de mero de cadeiascadeias

NNúúmero de mero de aminoaminoáácidoscidos


Estruturas protEstruturas protééicasicas

�� SequênciaSequência de aminode aminoáácidoscidos

�� DisposiDisposiçção dos aminoão dos aminoáácidos entre sicidos entre si

�� Cargas das cadeiasCargas das cadeias

�� PolaridadePolaridade

�� PresenPresençça ou não de cadeias interligadasa ou não de cadeias interligadas

�� PrimPrimááriaria

�� SecundSecundááriaria

�� TerciTerciááriaria

�� QuaternQuaternááriaria

Estrutura PrimEstrutura Primááriaria

�� Dada pela Dada pela sequênciasequência de aminode aminoáácidoscidos

�� NN--terminal Cterminal C--terminalterminal

�� GlyGly –– Ala Ala –– Val ou G Val ou G –– A A –– V V

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Estrutura SecundEstrutura Secundááriaria

�� Descreve a estrutura bidimensional dos segmentos da Descreve a estrutura bidimensional dos segmentos da

cadeia polipeptcadeia polipeptíídicadica

�� OrganizaOrganizaçções estões estááveisveis

�� αα--hhéélice lice

•• enrolamento da cadeia em um eixoenrolamento da cadeia em um eixo

�� Folha Folha ββ pregueada pregueada

•• interainteraçção lateral segmentar ou entre cadeiasão lateral segmentar ou entre cadeias

�� Pontes de hidrogênioPontes de hidrogênio

�� LigaLigaçção fracaão fraca

�� Elevado nElevado núúmero confere estabilidademero confere estabilidade


α-hélice Folha β pregueada


Mioglobina Concanavalina A

N-Terminal

C-Terminal

A

B

C

D

EF

GH


Lisozima

Estrutura TerciEstrutura Terciááriaria

�� Dobramento final da cadeiaDobramento final da cadeia

�� Estruturas regulares Estruturas regulares –– Estruturas não regularesEstruturas não regulares

�� Segmentos distantes podem interagirSegmentos distantes podem interagir

•• LigaLigaçções não covalentes entre grupos R dos ões não covalentes entre grupos R dos aaaa

•• LigaLigaçções covalentes entre grupos R dos ões covalentes entre grupos R dos aaaa

•• Grande nGrande núúmero destas mantmero destas mantéém a estrutura 3m a estrutura 3ááriaria


�� Tipos de interaTipos de interaçção não covalente entre os grupos Rão não covalente entre os grupos R


•• Entre os grupos R de aminoEntre os grupos R de aminoáácidos polarescidos polares

�� InteraInteraçções Hidrofões Hidrofóóbicasbicas

•• Entre cadeias laterais apolaresEntre cadeias laterais apolares

•• Mais importantes para manutenMais importantes para manutençção da conformaão da conformaçção protão protééicaica

�� InteraInteraçções eletrostões eletrostááticasticas

•• InteraInteraçções entre grupos R de cargas opostasões entre grupos R de cargas opostas

•• Importantes para o dobramento da cadeia quando ocorrem na regiãoImportantes para o dobramento da cadeia quando ocorrem na região

apolar (menor apolar (menor frequênciafrequência))

•• Maior Maior frequênciafrequência na superfna superfíície protcie protééica interagindo com a ica interagindo com a ááguagua

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�� Tipos de interaTipos de interaçção covalente ão covalente

entre os grupos Rentre os grupos R

�� Pontes Pontes dissulfetodissulfeto ((–– S S –– S S –– ) )

�� Duas Duas cistecisteíínasnas por reapor reaçção de ão de

oxidaoxidaççãoão

�� Comum entre proteComum entre proteíínas da nas da

superfsuperfíície celular e solcie celular e solúúveisveis

•• Insulina Insulina –– 3 pontes 3 pontes dissulfetodissulfeto

Estrutura QuaternEstrutura Quaternááriaria

�� InteraInteraçção entre 2 ou mais ão entre 2 ou mais

subunidadessubunidades

�� ComposiComposiçção de uma proteão de uma proteíína na

oligomoligomééricarica

�� LigaLigaçções não covalentes como na ões não covalentes como na

estrutura estrutura 33ªªriaria

�� Subunidades semelhantes ou nãoSubunidades semelhantes ou não

�� Hemoglobina (4 subunidades iguais 2 Hemoglobina (4 subunidades iguais 2

a 2)a 2)

•• 2 subunidades 2 subunidades αα e 2 subunidades e 2 subunidades ββ

•• Associadas principalmente por Associadas principalmente por

interainteraçções hidrofões hidrofóóbicasbicas

ClassificaClassificaçção Quanto a Formaão Quanto a Forma

�� ProteProteíínas Fibrosasnas Fibrosas�� Forma alongadaForma alongada

�� InsolInsolúúveis veis

�� FunFunçções estruturaisões estruturais

�� ÚÚnico tipo de estrutura nico tipo de estrutura 22aaria repetitivaria repetitiva

•• αα--queratinaqueratina�� EpidermeEpiderme�� Cabelo, unha, lãCabelo, unha, lã

•• ββ--queratinaqueratina�� FibroFibroíínana da sedada seda

�� Teias de aranhaTeias de aranha

•• ColColáágenogeno

�� ProteProteíínas Globularesnas Globulares�� Forma final esfForma final esfééricarica

�� SolSolúúveisveis

�� FunFunçções dinâmicasões dinâmicas•• AlbuminasAlbuminas

•• GlobulinasGlobulinas

ColColáágenogeno

�� 1/41/4 a a 1/3 1/3 das das proteproteíínas do corponas do corpo

�� 6% do peso do corpo6% do peso do corpo

�� Estrutura em alfaEstrutura em alfa--hhéélice triplalice tripla

�� Quando aquecida desnatura e forma a Quando aquecida desnatura e forma a

gelatinagelatina

�� SustentaSustentaçção do tecido conjuntivoão do tecido conjuntivo

�� Matriz dos tecidos calcificadosMatriz dos tecidos calcificados

�� Cartilagens, tendõesCartilagens, tendões

�� Forte, flexForte, flexíível, não elvel, não eláásticostico

�� Grande nGrande núúmero de glicinas, mero de glicinas, prolinasprolinas, ,

hidroxiprolinahidroxiprolina e e hidroxilisinahidroxilisina

�� ≈≈ 15 tipos de col15 tipos de coláágenogeno

ProteProteíínas Conjugadasnas Conjugadas

�� AminoAminoáácidos modificadoscidos modificados�� ModificaModificaçção enzimão enzimáática tica ppóóss--traducãotraducão

•• ColColáágenogeno�� HidroxilaHidroxilaççãoão de de prolinaprolina e lisinae lisina�� Necessidade da vitamina C para a reaNecessidade da vitamina C para a reaççãoão

ProteProteíínas Conjugadasnas Conjugadas

�� Grupos prostGrupos prostééticosticos

�� MolMolééculas orgânicas não culas orgânicas não

protprotééicasicas

�� LigaLigaçção covalente ou não ão covalente ou não

covalentecovalente

�� Grupo heme na Grupo heme na mioglobinamioglobina

�� Carboidrato Carboidrato –– glicoproteglicoproteíínana

�� Mucina, imunoglobulinasMucina, imunoglobulinas

�� LipLipíídeo deo –– lipoprotelipoproteíínana•• Estruturais da membranaEstruturais da membrana

•• ProteProteíínas de transportenas de transporte

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Carga elCarga eléétrica das protetrica das proteíínasnas

�� Carga elCarga eléétrica totaltrica total�� SomatSomatóório das cargas das cadeias lateraisrio das cargas das cadeias laterais

•• Dependem do Dependem do pKpKaa e do pH da solue do pH da soluççãoão

�� Ponto isoelPonto isoeléétrico (trico (ppII))•• pH onde o npH onde o núúmero de cargas (+ mero de cargas (+ / / ––) equivalem) equivalem--sese

•• MolMoléécula eletricamente neutracula eletricamente neutra

•• DeterminaDeterminaçção experimentalão experimental�� Valor de pH onde a proteValor de pH onde a proteíína não migra frente a um campo na não migra frente a um campo

eleléétricotrico

•• Reflete a proporReflete a proporçção dos aminoão dos aminoáácidos bcidos báásicos e sicos e áácidoscidos

Ponto isoelPonto isoeléétrico e compositrico e composiçção de ão de aminoaminoáácidoscidos

AminoAminoáácidos (%)cidos (%)

0,60,612,812,87,57,51,91,98,38,34,74,77.07.0MioglobinaMioglobina

1,31,312,312,33,53,56,26,217,417,410,410,44,84,8albuminaalbumina

0,50,515,215,22,52,52,22,25,95,93,63,610,610,6CitocromoCitocromo CC

15150,40,40,50,51,01,011,311,316,616,61,01,0pepsinapepsina

LysLysHisHisArgArgGluGluAspAsppIpIproteproteíínasnas

ÁÁcidos cidos

BBáásicossicosBBáásicossicosÁÁcidoscidos

Ponto isoelPonto isoeléétrico das protetrico das proteíínasnas�� pH ondepH onde::

�� NNúúmero iguais mero iguais •• Grupos Grupos áácidos cidos desprotonadosdesprotonados

•• Grupos bGrupos báásicos sicos protonadosprotonados

�� A queda do ph causa: aumento da carga positivaA queda do ph causa: aumento da carga positiva•• pH menor que pH menor que pIpI –– carga lcarga lííquida positivaquida positiva

•• pH maior que pH maior que pIpI –– carga lcarga lííquida negativaquida negativa

C H

COOH

R

H3N+ C H

COO-

R

H3N+ C H

COO-

R

H2N

(a) (b) (c)

Solubilidade das proteSolubilidade das proteíínasnas

�� Determinada pela estrutura primDeterminada pela estrutura primááriaria�� Define a relaDefine a relaçção entre os ão entre os aaaa na estrutura tridimensionalna estrutura tridimensional�� InteraInteraçção com a ão com a ááguagua�� Fatores do meio que interferemFatores do meio que interferem

•• pHpH

�� As proteAs proteíínas precipitam no nas precipitam no pIpI -- queda da solubilidadequeda da solubilidade

•• ConcentraConcentraçção de saisão de sais

�� Aumento da Aumento da [sais] [sais] aumenta solubilidadeaumenta solubilidade

�� ““Salting inSalting in”” ““Salting outSalting out””

•• Solventes orgânicos Solventes orgânicos –– etanol, acetona etanol, acetona

�� Baixa constante Baixa constante dieldielééticatica do solventedo solvente

�� A grandeza que mede a capacidade de interaA grandeza que mede a capacidade de interaçção do solvente com ão do solvente com

o solutoo soluto

Solubilidade protSolubilidade protééicaica

Lo

gd

a S

olu

bili

dad

e

Lo

gd

a S

olu

bili

dad

e

So

lub

ilid

ade

(mg

de

pro

teín

a/m

)L

[NaCl]

[NaCl]

DesnaturaDesnaturaçção das proteão das proteíínasnas

�� Quebra das ligaQuebra das ligaçções não covalentesões não covalentes

�� ManutenManutençção da ligaão da ligaçção peptão peptíídicadica

�� Maneiras de provocar desnaturaManeiras de provocar desnaturaççãoão

�� Aumentar temperatura Aumentar temperatura –– abaixo de 100abaixo de 100°°CC

�� ForForçça iônica a iônica –– aumentar ou diminuir pHaumentar ou diminuir pH

�� Solventes orgânicos Solventes orgânicos –– diminui diminui [[KK]] dieldieléétricatrica

�� UrUrééia ia –– formaformaçção de pontes de hidrogênioão de pontes de hidrogênio

�� Detergentes e sabõesDetergentes e sabões

•• Cadeia hidrofCadeia hidrofóóbica (apolar) ligada a grupo carregadobica (apolar) ligada a grupo carregado

•• LigaLigaçção com radicais apolares da proteão com radicais apolares da proteíínana

•• Rompimento interaRompimento interaçções hidrofões hidrofóóbicasbicas

•• DodecilDodecil sulfato de ssulfato de sóódio (SDS)dio (SDS)

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Membranas celularesMembranas celulares�� Estruturas que delimitam as cEstruturas que delimitam as céélulas e suas lulas e suas

organelas internasorganelas internas

�� Medeiam a comunicaMedeiam a comunicaçção entre a cão entre a céélula e o meio lula e o meio

externoexterno

�� Barreira seletiva que Barreira seletiva que compartimentalizacompartimentaliza elementos elementos

ququíímicos e isolamento de vias metabmicos e isolamento de vias metabóólicas licas

�� Capta sinais externos que geram efeitos internosCapta sinais externos que geram efeitos internos

�� Possibilita mudanPossibilita mudançça na forma e locomoa na forma e locomoççãoão

Membranas celularesMembranas celulares

�� LipLipíídeos anfipdeos anfipááticos se agregam no meio ticos se agregam no meio

aquoso aquoso

�� Maximizar interaMaximizar interaçções hidrofões hidrofóóbicas entre as bicas entre as

cadeias carbônicas isolandocadeias carbônicas isolando--as da as da ááguagua

�� Grupos polares em contato com o solventeGrupos polares em contato com o solvente

�� FormaFormaçção de duas regiões com ão de duas regiões com ≠≠ solubilidadessolubilidades

Estrutura das membranasEstrutura das membranas Estrutura das membranasEstrutura das membranas

�� FosfoFosfo e e glicolipglicolipíídeosdeos�� Bicamada lipBicamada lipíídicadica�� AgregaAgregaçção mais estão mais estáável das molvel das molééculasculas

�� DomDomíínio hidrofnio hidrofóóbicobico�� Grupos hidrofGrupos hidrofíílicos externoslicos externos

�� Livre difusão de molLivre difusão de molééculas apolaresculas apolares

�� ImpermeImpermeáável a compostos iônicos ou polaresvel a compostos iônicos ou polares

�� InsolInsolúúveis no meio interno hidrofveis no meio interno hidrofóóbicobico

�� MudanMudançça do estado fa do estado fíísico em uma sico em uma tt°°CC

�� Temperatura de transiTemperatura de transiççãoão

�� MudanMudançça no grau de interaa no grau de interaçção das cadeiasão das cadeias

�� tt°°CC abaixo abaixo –– maior consistência maior consistência / / tt°°CC acima acima –– menor compactamenor compactaççãoão

�� Influenciada pela natureza dos lipInfluenciada pela natureza dos lipíídeos que a compõemdeos que a compõem

•• Maior com a presenMaior com a presençça de a de AgAg de cadeias longas e saturadasde cadeias longas e saturadas

•• Menor com a presenMenor com a presençça de a de AgAg de cadeias curtas e insaturadasde cadeias curtas e insaturadas

CaracterCaracteríística das membranasstica das membranas

�� AssociaAssociaçção com proteão com proteíínas e carboidratosnas e carboidratos

�� Transporte especTransporte especíífico de solutosfico de solutos

�� GlicoproteGlicoproteíínasnas e e glicolipglicolipíídeosdeos

�� ComposiComposiçção lipão lipíídica dependente do estado dica dependente do estado

nutricional e da idadenutricional e da idade

�� Componentes mais abundantes Componentes mais abundantes –– fosfolipfosfolipíídeosdeos

•• GlicerofosfolipGlicerofosfolipíídeosdeos -- fosfatidilcolinafosfatidilcolina

•• EsfingomielinaEsfingomielina

•• Colesterol Colesterol –– maior concentramaior concentraçção nas membrana plasmão nas membrana plasmááticatica

CaracterCaracteríística das membranasstica das membranas

12

�� TT°°CC corpcorpóórea rea éé maior que a maior que a TT°°CC transitransiççãoão

�� Membrana celulares são fluidas Membrana celulares são fluidas –– parafina lparafina lííquidaquida

•• Modelo mosaico fluido (Singer e Nicholson)Modelo mosaico fluido (Singer e Nicholson)

�� Colesterol controla a fluidez por interaColesterol controla a fluidez por interaçção duplaão dupla

•• Hidroxila Hidroxila -- grupos polaresgrupos polares

•• AnAnééis is esteroesteroíídicosdicos -- cadeias carbônicas cadeias carbônicas

•• Não alcanNão alcançça o centro da bicamadaa o centro da bicamada

�� Maior rigidez na porMaior rigidez na porçção mais externaão mais externa

�� Quando em alta concentraQuando em alta concentraçção não permite contato maior das cadeias ão não permite contato maior das cadeias

–– maior fluidezmaior fluidez

Consistência das membranasConsistência das membranas

�� ProteProteíínas de membrana têm funnas de membrana têm funçções ões

associadas a cada tipo de membranaassociadas a cada tipo de membrana

�� ProporProporçção maior em membranas com maior ão maior em membranas com maior

atividade atividade –– membrana mitocondrialmembrana mitocondrial

�� InteraInteraçção por ligaão por ligaçções não covalentes e ões não covalentes e

difundemdifundem--se lateralmentese lateralmente

ProteProteíínas nas Bicamada Lipnas nas Bicamada Lipíídicadica

ProteProteíínas Integradasnas Integradas

�� ProteProteíínas imersasnas imersas

�� AssociaAssociaçção com cadeias apolares por Interaão com cadeias apolares por Interaçções ões

hidrofhidrofóóbicasbicas

�� SSóó podem ser extrapodem ser extraíídas apdas apóós ruptura da membranas ruptura da membrana

�� ApApóós extras extraçção são insolão são insolúúveisveis

�� EstendemEstendem--se transversalmente atravse transversalmente atravéés da membranas da membrana

�� DomDomíínio apolar entre dois domnio apolar entre dois domíínios polares (ou 1 snios polares (ou 1 sóó))

�� DomDomíínio apolar geralmente com estrutura de nio apolar geralmente com estrutura de αα--hhéélicelice

�� O O citoesqueletocitoesqueleto citoplasmcitoplasmáático dificulta mobilidade das tico dificulta mobilidade das

proteproteíínas integradasnas integradas

ProteProteíínas integradasnas integradas

ProteProteíínas Perifnas Perifééricasricas�� LigaLigaçção com a superfão com a superfíície cie


�� InteraInteraçções iônicasões iônicas

�� Isolamento protIsolamento protééico sem rupturaico sem ruptura�� UrUrééia ia / / solusoluçção salina concentradaão salina concentrada

�� SolSolúúveis apveis apóós extras extraççãoão�� CitocromoCitocromo cc

�� LigaLigaçções com proteões com proteíínas integradas ou nas integradas ou molmolééculas lipculas lipíídicas como âncorasdicas como âncoras

�� PorPorçção externa relacionada com a funão externa relacionada com a funççãoão�� ReceptoresReceptores

Grupos polares

ProteProteíínas perifnas perifééricasricas

13

Carboidratos da membranaCarboidratos da membrana�� Cadeias Cadeias oligossacaroligossacaríídeasdeas –– ligaligaçção covalenteão covalente

�� GlicoproteGlicoproteíínasnas e e glicolipglicolipíídeosdeos

�� HidrofHidrofíílicas com projelicas com projeçção externa ou interior das organelas ão externa ou interior das organelas

�� ComposiComposiçção variada ão variada -- complexa e ramificadacomplexa e ramificada

�� Marcadores molecularesMarcadores moleculares

�� Mediadores da comunicaMediadores da comunicaçção celularão celular

•• Reconhecimento protReconhecimento protééico especico especííficofico

�� ÓÓvulos e espermatozvulos e espermatozóóidesides

�� Reconhecimento antigênico Reconhecimento antigênico –– Sistema ABOSistema ABO

�� Reconhecimento protReconhecimento protééico de agentes infecciososico de agentes infecciosos

�� ProteProteíínas plasmnas plasmááticas velhas são degradadasticas velhas são degradadas

�� Tipo de carboidrato ligado na sTipo de carboidrato ligado na sííntese protntese protééica define destino destaica define destino desta

Transporte nas membranasTransporte nas membranas

Transporte nas MembranasTransporte nas Membranas

�� Transporte passivoTransporte passivo

�� Sem gasto energSem gasto energééticotico

�� Substâncias apolares são Substâncias apolares são

permepermeááveisveis

•• ÁÁcidos graxos, estercidos graxos, esteróóides, ides,

gasesgases

•• Difusão simples Difusão simples

�� Difusão facilitadaDifusão facilitada

•• Substâncias polaresSubstâncias polares


�� Transporte ativoTransporte ativo

�� Contra gradienteContra gradiente

•• Gasto energGasto energééticotico

•• Gradiente eletroquGradiente eletroquíímico mico


�� Transporte ativoTransporte ativo

�� UniporteUniporte

�� SimporteSimporte

�� AntiporteAntiporte

EndocitoseEndocitose e e ExocitoseExocitose

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Transporte de MacromolTransporte de Macromolééculasculas

�� EndocitoseEndocitose

�� PinocitosePinocitose

�� FagocitoseFagocitose

�� Mediada por receptorMediada por receptor


�� ExocitoseExocitose


�� TranscitoseTranscitose


biomol éculas e membranas - fisfar.ufc.br · carboidratos formados pela união de um pequeno n...

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