Quais as principais características da estrutura tridimensional das proteínas?

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As proteínas, compostos orgânicos bastante abundantes, são constituídas por aminoácidos que formam cadeias entre si por intermédio de ligações peptídicas. Esses aminoácidos são formados por um carbono, um ácido carboxílico, uma amina e um radical, o qual varia de aminoácido para aminoácido. Geralmente, para ser considerada uma proteína, a cadeia deve apresentar mais de setenta aminoácidos. Quando a cadeia é menor, o termo adequado é peptídeo.

Existe uma infinidade de proteínas nos seres vivos, e elas variam de espécie para espécie. Organismos de um mesmo táxon apresentam mais proteínas semelhantes, o que não acontece com seres muito distintos. As proteínas diferenciam-se principalmente pelo número de aminoácidos e pela sequência em que eles se dispõem nas cadeias polipeptídicas.

As proteínas apresentam uma extensa lista de funções no organismo e são encontradas em todas as estruturas da célula, substâncias intersticiais, anticorpos, entre outros. Entre as funções que podem ser atribuídas às proteínas, destacam-se seu papel no transporte de oxigênio (hemoglobina), na proteção do corpo contra organismos patogênicos (anticorpos), como catalizadora de reações químicas (enzimas), receptora de membrana, atuação na contração muscular (actina e miosina), além de serem fundamentais para o crescimento e formação dos hormônios.

Diante de tamanha importância, é fundamental que as proteínas sejam obtidas por meio de uma boa alimentação. Entre os alimentos que se destacam pela grande quantidade desse nutriente, podemos citar as carnes, leite, ovos, cereais integrais, feijão, legumes e vegetais folhosos.

As proteínas podem ser classificadas em dois grandes grupos: as globulares e as fibrosas. As proteínas globulares formam estruturas com formato esferoide. Nesse grupo, são encontradas importantes proteínas, tais como as enzimas e anticorpos. Já as proteínas fibrosas organizam-se em forma de fibras ou lâminas, e as cadeias de aminoácidos ficam dispostas paralelamente. Diferentemente das globulares, estas são pouco solúveis em água.

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Além dessa classificação, podemos considerar as proteínas como simples, conjugadas e derivadas. As proteínas simples apresentam apenas aminoácidos. Nas proteínas conjugadas, além de aminácidos, existe um radical de origem não peptídica, que é denominado de grupo prostético. As proteínas derivadas, por sua vez, não são encontradas na natureza e são conseguidas graças a processos de degradação de proteínas simples ou conjugadas.

Utilizando-se como base seus níveis de organização, as proteínas também podem ser classificadas em primárias, secundárias, terciárias e quartenárias. Na estrutura primária, observa-se que a cadeia polipeptídica é linear e não apresenta, portanto, ramificações. Na estrutura secundária, por sua vez, observa-se que a proteína não está esticada, e sim torcida e dobrada, o que muitas vezes lembra a estrutura do DNA. Já na estrutura terciária, observa-se uma organização tridimensional globosa exclusiva das proteínas globulares. Por fim, temos as proteínas quartenárias, que formam grandes enovelados. Uma proteína só pode ser classificada como quartenária se apresentar duas ou mais cadeias polipeptídicas.

Uma característica importante das proteínas é sua capacidade de desnaturação. Ao serem submetidas, por exemplo, ao calor excessivo, agitação, radiação e pH extremo, observarmos que as estruturas secundárias e terciárias desses compostos orgânicos alteram-se de maneira irreversível, o que causa a perda de suas propriedades. É por isso que, ao cozinhar alguns alimentos, perdemos muito do seu poder nutricional.

As proteínas são macromoléculas formadas por um ou mais polipeptídeos (polímeros de aminoácidos), os quais estão arranjados de maneira única. Todas elas são formadas por carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e enxofre. A presença de fósforo nessas macromoléculas é rara.

As proteínas são extremamente importantes para os seres vivos, sendo, por exemplo, as responsáveis por formar mais de 50% da massa seca de grande parte das células. Além disso, elas atuam como catalisadores (alteram a velocidade de uma reação), na defesa do organismo e em várias outras importantes funções.

Tópicos deste artigo

• 1 - Mapa Mental: Proteínas
• 2 - → Estrutura das proteínas
• 3 - → Desnaturação de proteínas
• 4 - → Proteínas globulares e fibrosas
• 5 - → Proteínas simples, conjugadas e derivadas
• 6 - → Função das proteínas
• 7 - → Alimentos ricos em proteínas
• 8 - → Aminoácidos
• 9 - → Resumo

Mapa Mental: Proteínas

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→ Estrutura das proteínas

A estrutura tridimensional de cada proteína é determinada pela sequência de aminoácidos que formam cada polipeptídeo. Veja a seguir os quatro níveis de estrutura das proteínas:

• Estrutura primária: nada mais é que a sequência de aminoácidos. Ela determina as estruturas secundária e terciária dessa proteína.

• Estrutura secundária: forma-se quando ocorre a ligação entre os elementos repetidos da cadeia principal polipeptídica. As junções desses elementos são por meio de ligações de hidrogênio. Nesse caso, observa-se que as cadeias estão torcidas, dobradas ou enroladas sobre elas mesmas.

• Estrutura terciária: corresponde à forma adquirida por um polipeptídeo depois da interação de suas cadeias laterais. Observamos, nesse caso, mais dobras e enrolamentos.

• Estrutura quartenária: há a associação de duas ou mais cadeias polipeptídicas.

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→ Desnaturação de proteínas

As proteínas formam uma estrutura tridimensional, a qual pode ser desfeita caso alterações no ambiente ocorram. Dizemos que ocorreu a desnaturação de uma proteína quando ela se desenrola e perde a sua forma original. Quando a proteína perde sua conformação, ela também perde sua capacidade de exercer suas funções no organismo.

→ Proteínas globulares e fibrosas

As proteínas podem ser classificadas em globulares e fibrosas. As proteínas globulares são aquelas que possuem formas esféricas e são dobradas várias vezes. As proteínas fibrosas apresentam formato de fibra alongada. Quando comparamos as proteínas globulares com as fibrosas, percebemos que essas últimas são menos compactas.

→ Proteínas simples, conjugadas e derivadas

As proteínas também podem ser classificadas em simples, conjugadas e derivadas.

• Proteínas simples: formadas apenas por aminoácidos.

• Proteínas conjugadas: quando sofrem hidrólise, liberam aminoácidos e um radical não peptídico. Esse radical é denominado de grupo prostético.

• Proteínas derivadas: não são encontradas na natureza e são obtidas pela degradação, por meio da ação de ácidos, bases ou enzimas, de proteínas simples ou conjugadas.

→ Função das proteínas

As proteínas estão relacionadas com praticamente todas as funções de um organismo vivo. Veja algumas de suas funções:

• Funcionam como catalisadores de reações químicas.

• Atuam na defesa do organismo, uma vez que os anticorpos são proteínas.

• Atuam na comunicação celular.

• Garantem o transporte de substâncias, como é o caso da hemoglobina, que atua no transporte de oxigênio.

• Atuam no movimento e contração de certas estruturas, como as proteínas responsáveis pela movimentação de cílios e flagelos.

• Promovem sustentação, como o colágeno, que atua na sustentação da pele.

Leia também: Proteínas do plasma sanguíneo

→ Alimentos ricos em proteínas

As proteínas estão presentes nos mais variados alimentos, principalmente carnes, leite e ovos. As carnes destacam-se pelo seu alto valor de proteínas. A carne de galinha, por exemplo, é composta por 20% de proteínas. Os ovos, por sua vez, são constituídos de 11,8% de proteínas.

Os alimentos podem ser classificados em alimentos proteicos completos e incompletos. Os alimentos proteicos completos são aqueles que possuem todos os aminoácidos essenciais. Já os incompletos são aqueles em que se observa a falta de um ou mais aminoácidos essenciais. Os alimentos incompletos são, na sua maioria, de origem vegetal.

→ Aminoácidos

Todas as proteínas são formadas por um conjunto de aminoácidos. Cada aminoácido é uma molécula orgânica constituída por grupos carboxila e amino. No centro do aminoácido, há um carbono que apresenta quatro ligantes: um grupo amino, um grupo carboxila, um átomo de hidrogênio e um grupo variável, que é geralmente representado por R.

No total, 20 aminoácidos formam todas as proteínas. É importante salientar, no entanto, que nem todos os aminoácidos estão presentes em uma proteína, que, por sua vez, pode apresentar aminoácidos repetidos. Os aminoácidos, em uma cadeia polipeptídica, estão ligados uns aos outros por ligações peptídicas.

Leia também: Composição química das proteínas

Os 20 aminoácidos encontrados na natureza são: alanina, arginina, aspartato, asparagina, cisteína, fenilalanina, glicina, glutamato, glutamina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, prolina, serina, tirosina, treonina, triptofano e valina. Desses, alguns são considerados essenciais por serem obtidos apenas com a alimentação. Nos seres humanos adultos, oito aminoácidos são essenciais: isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e valina.

A figura a seguir mostra os 20 aminoácidos presentes na natureza e alguns derivados:

→ Resumo

As proteínas são macromoléculas que possuem como unidade básica os aminoácidos. Elas atuam nas mais variadas funções do organismo, estando relacionadas, por exemplo, com a defesa, aceleração de reações químicas, transporte de substâncias e comunicação celular.

As proteínas apresentam diferentes configurações tridimensionais, podendo apresentar estrutura primária, secundária, terciária e quaternária. No que diz respeito à composição, elas podem ser simples, conjugadas ou derivadas.

Encontramos proteínas em diversos alimentos, sendo as carnes, leite e ovos os mais ricos nessas macromoléculas.

Por Ma. Vanessa Sardinha dos Santos

Quais são as estruturas tridimensionais das proteínas?

Quais as características das estruturas proteicas?

Qual a importância da estrutura tridimensional de uma proteína?

Quanto à estrutura tridimensional das proteínas quais as ligações que as mantêm?