DESNATURAÇÃO DE PROTEINAS

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FACULDADE GUARAÍ / INSTITUTO EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA
AULA PRATICA DE DESNATURAÇÃO DE PROTEÍNA
ACADEMICAS: BHRUNA KAMILLA DOS SANTOS
GUARAÍ-TO
2014
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1. Introdução
As proteínas são definidas como macromoléculas, de elevado peso molecular,
constituídas pela união de vários aminoácidos, associados entre si através de
ligações peptídicas. Portanto, as proteínas são polímeros, onde os monômeros são
os aminoácidos sendo estes a unidade que constitui a proteína.
Estas são encontradas em todas as partes das células, uma vez que são
fundamentais sob todos os aspectos da estrutura e função celular e também são as
moléculas orgânicas mais abundantes e importantes nas células.
Existem 20 tipos de aminoácidos, o ser humano naturalmente produz 12 tipos e
os outros oito são adquiridos pela alimentação, e sem os quais o corpo definharia
ate a morte.
Existem muitas espécies diferentes de proteínas, cada uma especializada para
uma função biológica especifica. Além disso, a maior parte da informação genética é
expressa pelas proteínas.
Pertencem à classe dos peptídeos, pois são formadas por aminoácidos ligados
entre si por ligações peptídicas, sendo o radical o fator que diferencia um
aminoácido de outro. Uma ligação peptídica é a união do grupo amino (-NH 2) de um
aminoácido com o grupo carboxila (-COOH) de outro aminoácido, através da
formação de uma amida e esta reação é de desidratação ocorrendo a liberação de
molécula de água.
As organizações estruturais das proteínas possuem complexas estruturas
espaciais, que
podem ser organizadas
em quatro
níveis, crescentes em
complexidade, as proteínas podem ser de estrutura primária, secundária, terciária ou
quaternária.
As de estrutura primária são caracterizadas pela sequência de aminoácidos e
ligações peptídicas da molécula.
É o nível estrutural mais simples e mais
importante, pois dele deriva todo o arranjo espacial da molécula. Sua estrutura é
somente a sequência dos aminoácidos, sem se preocupar com a orientação espacial
da molécula.
Estruturas Secundárias são dadas pelo arranjo espacial de aminoácidos
próximos entre si na sequência primária da proteína. É o último nível de organização
das proteínas fibrosas, mais simples estruturalmente. Ocorre graças à possibilidade
de rotação das ligações entre os carbonos a dos aminoácidos e seus grupamentos
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amina e carboxila. O arranjo secundário de um polipeptídio pode ocorrer de forma
regular; isso acontece quando os ângulos das ligações entre carbonos a de seus
ligantes são iguais e se repetem ao longo de um segmento da molécula.
Na estrutura Terciária o seu arranjo espacial de aminoácidos são distantes
entre si na sequência polipeptídica e esta é a forma tridimensional como a proteína
se "enrola". Ocorre nas proteínas globulares, mais complexas estrutural e
funcionalmente. Cadeias polipeptídicas muito longas podem se organizar em
domínios, regiões com estruturas terciárias semi-independentes ligadas entre si por
segmentos lineares da cadeia polipeptídica. Os domínios são considerados as
unidades funcionais e de estrutura tridimensional de uma proteína.
Já as estruturas Quaternárias surgem apenas nas proteínas oligoméricas que é
formada pela distribuição espacial de mais de uma cadeia polipeptídica no espaço,
as subunidades da molécula e estas se mantém unidas por forças covalentes, como
pontes de sulfeto, e ligações não covalentes, como pontes de hidrogênio, interações
hidrofóbicas, etc. As subunidades podem atuar de forma independente ou
cooperativamente no desempenho da função bioquímica da proteína.
A importância das proteínas está relacionada com suas funções no organismo,
e não com sua quantidade. Mas em geral a uma grande quantidade de proteínas em
animais, correspondendo a cerca de 80% do peso dos músculos desidratados, cerca
de 70% da pele e 90% do sangue seco. Mesmo nos vegetais as proteínas estão
presentes.
Todas as enzimas conhecidas, por exemplo, são proteínas; muitas vezes, as
enzimas existem em porções muito pequenas. Mesmo assim, elas catalisam todas
as reações metabólicas e capacitam aos organismos à construção de outras
moléculas tais como: proteínas, ácidos nucléicos, carboidratos e lipídios, que são
necessárias para a vida.
Todas as proteínas contêm carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio, e quase
todas contêm enxofre. Algumas contêm elementos adicionais, particularmente
fósforo, ferro, zinco e cobre.
As proteínas, independentemente de sua função ou espécie de origem, são
construídas a partir de um conjunto básico de vinte aminoácidos, arranjados em
várias sequências específicas. Estes que são as unidades fundamentais das
proteínas. São formadas a partir da ligação em sequência de apenas 20
aminoácidos. Existem, além destes 20 aminoácidos principais, alguns aminoácidos
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especiais, que só aparecem em alguns tipos de proteínas. Estes possuem
características estruturais em comum, tais como: A presença de um carbono central,
quase sempre assimétrico. Ligados a este carbono central, um grupamento
carboxila, um grupamento amina e um átomo de hidrogênio.
As proteínas exercem funções diversas tais como: função estrutural, veículos
de transporte, anti-infecciosas, nutricional, agentes protetores, e função catalisadora
(Catalisador é uma substância que acelera a velocidade de ocorrência de certa
reação química).
As enzimas catalisam as reações bioquímicas (reações intracelulares ou
extracelulares importantes que ocorrem nos animais e vegetais). Sem as enzimas,
essas reações não ocorreriam num tempo hábil e a vida acabaria. Por exemplo, a
anidrase carbônica que é uma enzima que catalisa a reação de formação do ácido
carbônico que mantém o PH do sangue constante. Por meio dessa enzima, essa
reação ocorre cerca de 10 milhões de vezes mais rápido. Outro exemplo de enzimas
são as lipases, que transformam os lipídios em suas unidades constituintes, ácidos
graxos e glicerol.
Em sua função estrutural as proteínas participam como matéria-prima na
construção de estruturas celulares e histológicas, sendo o constituinte básico das:
fibras musculares, tendo às proteínas actina e miosina como atuantes nestas fibras
participando do mecanismo da contração muscular. Os cabelos, ossos, dentes,
tendões, cartilagens e pele também são estruturados por proteínas. A fenilalanina é
um exemplo disto, pois é uma precursora da tirosina, que produz a melanina,
molécula responsável pela cor dos cabelos e da pele. A queratina é uma proteína
impermeabilizante que evita a dessecação e contribui para a adaptação dos animais
à vida terrestre, ela pode ser encontrada na pele, unhas e cabelos. Outo exemplar é
a albumina que é a proteína mais abundante do sangue e esta relacionada com a
regulação osmótica e com a viscosidade do plasma.
As proteínas também são reguladoras do metabolismo na função de estimular
ou inibir a atividade de determinados órgãos através dos hormônios. Um exemplo
característico é a insulina que é uma proteína sintetizada em nosso organismo e
possui como principal função o controle dos níveis de glicose sendo lançada no
sangue, contribui para a manutenção da taxa de glicemia. Sua carência é um dos
fatores que resultam no desenvolvimento do diabetes tipo 1 e 2;
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A função nutricional pode ser exercida por qualquer proteína, se esta não
apresentar propriedades tóxicas. Alimentos como as carnes em geral são ricos em
proteína e fontes naturais de aminoácidos indispensáveis aos seres vivos para a
produção de outras proteínas. A albumina do ovo e a caseína do leite são também
exemplo de alimentos ricos em proteínas assim como as sementes de algumas
plantas armazenam este nutriente para a germinação e crescimento.
Proteínas denominadas gamaglobulinas são os anticorpos que atuam
defendendo o corpo contra os organismos invasores identificando seus antígenos e
se combinando, quimicamente, com este de maneira a neutralizar seu efeito,
destruição celular e fagocitose auxiliada pelo sistema complemento. A reação
antígeno-anticorpo é altamente específica, o que significa que um determinado
anticorpo neutraliza apenas o antígeno responsável pela sua formação. Os
anticorpos são produzidos por certas células do corpo como, por exemplo, os
linfócitos, um dos tipos de glóbulo branco do sangue. Assim como em ferimentos é
produzida proteínas de coagulação sanguínea tais como o fibrinogênio e a trombina.
Os anticorpos atuam na defesa de venenos de cobras, toxinas de bactérias e
proteínas vegetais tóxicas.
Em função de armazenamento A ferritina é um exemplar de uma proteína que
tem a incumbência de armazenar ferro, liberando-o de forma controlada. Embora
seja encontrada em todas as células do organismo, concentrando-se, em especial,
nos hepatócitos. Quando a ferritina encontra-se livre, ou seja, sem estar associada
ao íon ferro, recebe o nome de apoferritina.
Uma proteína atuando como veículo de transporte é a hemoglobina que esta
presente nos glóbulos vermelhos sendo transportadora de nutrientes e metabólitos,
ela transporta oxigênio dos alvéolos para os tecidos e gás carbônico dos tecidos
para os pulmões. Contudo, também se encontra proteínas transportadoras nas
membranas plasmáticas e intracelulares transportando substâncias como glicose,
aminoácidos, etc. através das membranas celulares. Também estão presentes no
plasma sanguíneo, transportando íons ou moléculas específicas de um órgão para
outro. O LDL e o HDL também são proteínas transportadoras.
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Também ha Proteínas homologas que desempenham a mesma função em
tecidos ou em espécies diferentes. Estas proteínas possuem pequenas diferenças
estruturais. Os segmentos com sequências diferentes de aminoácidos em proteínas
homólogas são chamados "segmentos variáveis", e geralmente não participam diretamente
da atividade da proteína. Os segmentos idênticos das proteínas homólogas são chamados
"segmentos fixos", e são fundamentais para o funcionamento bioquímico da proteína.
Devido às proteínas exercerem uma grande variedade de funções na célula,
estas podem ser divididas em dois grandes grupos: as dinâmicas atuando no
Transporte, defesa, catálise de reações, controle do metabolismo e contração. E as
estruturais tais como o colágeno e elastina que promovem a sustentação estrutural
da célula e dos tecidos.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
Os materiais utilizados na pratica de desnaturação de proteínas foram apenas o
tubo de ensaio, a grade de ensaio, e a pipeta. A principio, foi colocado no tubo de
ensaio numero cinco, 2 ml de albumina que é uma proteína presente na clara do ovo
e foi acrescentado 10 ml de álcool 70%, Tudo com o auxilio da pipeta. E após alguns
minutos o álcool começou a desnaturar a ovo albumina.
3. RESULTADOS E DISCURSÕES
A desnaturação das proteínas ocorre quando as suas estruturas secundárias,
terciárias ou quaternárias são modificadas ou destruídas. No aquecimento, a
albumina da clara do ovo sofre desnaturação proteica, ficando branca. Quando
essas conformações espaciais são alteradas ou destruídas, dizemos que a proteína
foi desnaturada, mantendo somente a estrutura primária, que é a própria cadeia
peptídica, formada pela sequência de aminoácidos ligados entre si.
Quando no estômago, o bolo alimentar sofre ação do suco gástrico, uma
solução rica em ácido clorídrico e enzimas digestivas. O suco gástrico é produzido
pelas glândulas estomacais que se localizam nas invaginações da mucosa da
parede do estômago. O ácido clorídrico tem um pH extremamente ácido, atuando na
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desnaturação das proteínas (facilitando sua digestão), facilita a absorção de cálcio e
ferro pelo organismo e destrói milhares de bactérias.
A pepsina é a principal enzima que ocorre no suco gástrico, e ela é secretada
por células na forma de pepsinogênio. Quando sofre a ação do ácido clorídrico,
transforma-se em pepsina e começa a atuar, digerindo proteínas e quebrando as
ligações peptídicas entre alguns aminoácidos.
Mas não é só a pepsina que está presente no suco gástrico. A lipase, enzima
que quebra lipídeos; e a renina, que atua na coagulação da caseína (proteína do
leite), também estar presente no ácido clorídrico. A renina é produzida em grande
quantidade no estômago de bebês e crianças, sendo pouco produzida pelo
estômago de adultos. Parte da água e dos sais, alguns medicamentos e o álcool
também são absorvidos no estômago. Depois de permanecer no estômago de 2 a 4
horas, o alimento se torna uma massa semilíquida e acidificada, que passa a ser
chamada de quimo.
Contudo, o efeito do álcool a 70% é a desnaturação de proteínas e a
dissolução de gorduras, de forma mais rápida do que do acido clorídrico que é
encontrado no estomago. Mediante este fato foi utilizado na pratica o álcool por seu
alto poder de desnaturar proteínas.
Os fatores que alteram a estrutura de uma proteína podem ser diversificados,
incluindo alteração na temperatura e no PH do meio, ação de solventes orgânicos
miscíveis com a água, por exemplo, o álcool e a acetona, também agentes oxidantes
e redutores, inclusive por certos solutos como a uréia e o cloridrato de guanidínio ou
por detergentes e até mesmo por uma agitação intensa. Cada um desses agentes
desnaturantes representa um tratamento relativamente brando no sentido de que
nenhuma ligação covalente na cadeia polipepitídica é rompida. Os solventes
orgânicos (uréia e detergente) agem principalmente de modo a promover o
rompimento de interações hidrofóbicas que estabilizam as proteínas globulares; os
extremos de PH alteram a carga líquida da proteína, provocando a repulsão
eletrostática e rompimento de algumas ligações de hidrogênio.
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Outros exemplos de desnaturação de proteínas é a nata do leite, e quando o
álcool é usado como desinfetante penetrando e dissolvendo permanentemente a
estrutura proteica de uma bactéria.
Por fim as proteínas estão permeadas em toda a vida biológica, estando
presente atem mesmo na molécula de DNA. Por tanto uma alimentação equilibrada
e uma boa porção de proteínas são essenciais para uma boa saúde.
4. REFERENCIAS
Biologia
das
proteínas.
Disponível
em:
<http://www.brasilescola.com/biologia/proteinas.htm>. Acesso em: 22 de maio de
2014, às 13 horas e 10 minutos.
Proteínas.
Disponível
em:
<http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/const_microor
g/proteinas.htm>. Acesso em: 22 de maio de 2014, às 14 horas e 19 minutos.
Função
das
proteínas
na
alimentação.
Disponível
em:
<http://www.brasilescola.com/quimica/funcao-das-proteinas-suas-fontes-naalimentacao.htm>. Acesso em: 22 de maio de 2014, às 14 horas e 40 minutos.
Proteínas.
Disponível
em:
<http://www.universitario.com.br/celo/topicos/subtopicos/citologia/bioquimica/proteina
s.html>. Acesso em: 23 de maio de 2014, às 14 horas.
Composição
das
proteínas.
Disponível
em:
<http://descomplica.com.br/biologia/bioquimica-proteinas/bioquimica-proteinascomposicao#>. Acesso em: 23 de maio de 2014, às 15 horas e 10 minutos.
Bioquímica celular. Disponível em: <http://pt.slideshare.net/profvasco/bioqumicacelular-2-protenas-13214811>. Acesso em: 29 de maio de 2014, às 14 horas e 20
minutos.
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ANDRADE,
Leomara.
Proteínas.
Disponível
em:
<http://pt.slideshare.net/LeomaraAndrade/protenas-resumao>. Acesso em: 29 de
maio de 2014, às 15 horas.
Bioquímica. Disponível em: <http://pt.slideshare.net/comiest/bioqumica-protenas>.
Acesso em: 29 de maio de 2014, às 16 horas.
Bioquímica.
Disponível
em:
<http://www.cdcc.usp.br/exper/medio/quimica/7bioquimi_2e3.pdf>. Acesso em: 29 de
maio de 2014, às 17 horas.
Gamaglobulina.
Disponível
em:
<http://www.comentei.com.br/gamaglobulina/>.
Acesso em: 30 de maio de 2014, às 8 horas.
Gamaglobulinas. Publicado em 14 de fevereiro de 2013. Disponível em:
<http://www.mielomamultiplo.org/?tag=gamaglobulinas>. Acesso em: 30 de maio de
2014, às 8 horas e 15 minutos.
ANGELA.
Proteínas.
Disponível
em
<http://www.professoraangela.net/documents/proteinas.html>.
Acesso
:
em: 30
de
maio de 2014, às 8 horas e 30 minutos.
MELDAU,
Débora
Carvalho.
Ferritina.
Disponível
em:
<http://www.infoescola.com/bioquimica/ferritina/>. Acesso em: 30 de maio de 2014,
às 8 horas e 45 minutos.
Desnaturação
das
proteínas.
Disponível
em:
<http://www.brasilescola.com/quimica/desnaturacao-das-proteinas.htm>. Acesso em:
30 de maio de 2014, às 9 horas e 15 minutos.
Curiosidades
da
desnaturação
das
proteínas.
Disponível
em:
<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfb7AAB/quimica-curiosidadesdesnaturacao-das-proteinas>. Acesso em: 30 de maio de 2014, às 9 horas e 32
minutos.
Sistema
digestório.
Disponível
<http://www.alunosonline.com.br/biologia/sistema-digestorio.html>. Acesso
de maio de 2014, às 9 horas e 45 minutos.
em:
em: 30