As proteínas são moléculas importantes no corpo dos seres vivos. Explicamos sua estrutura e suas inúmeras funções para você aqui ou diretamente em nosso vídeo!Índice
O que são proteínas?
As proteínas são macromoléculas. Em química e biologia, isso significa moléculas grandes que são compostas de muitos blocos de construção menores ( monômeros ) – no nosso caso: os aminoácidos . Existem 20 tipos diferentes, mas eles são semelhantes em sua estrutura básica.
Os diferentes aminoácidos estão ligados em uma proteína e formam longas cadeias. Seu tamanho pode variar muito: a insulina consiste em apenas 53 aminoácidos, enquanto a proteína muscular titina é composta por cerca de 27.000 aminoácidos.
As proteínas cumprem muitas tarefas vitais em seu corpo – como transporte , regulação (por exemplo, hormônios) , função de andaime e aceleração de reações químicas (enzimas) .
Definição de proteína
As proteínas são polímeros de cadeia longa que podem ser constituídos por 20 aminoácidos diferentes. Eles estão entre as macromoléculas básicas em organismos vivos.
estrutura da proteína
Como as proteínas são estruturadas? O bloco de construção básico de cada proteína é o aminoácido. Existem 20 tipos diferentes que diferem apenas em uma cadeia lateral (ou grupo de resíduos R).
A estrutura/estrutura química básica de um aminoácido se parece com isso:
Cada aminoácido possui:
- um grupo amino (NH 3 + )
- um grupo carboxila (COO – )
- e uma cadeia lateral variável/ resíduo R
Em uma proteína, os respectivos aminoácidos estão ligados uns aos outros – por uma ligação química, a chamada ligação peptídica . Aqui o grupo carboxi de um aminoácido sempre reage com o grupo amino do outro. Isso pode resultar em longas cadeias de aminoácidos.
Nota: A rigor, você só fala de uma proteína de uma cadeia de mais de 100 aminoácidos. Se dez ou mais aminoácidos estiverem ligados, você pode chamar a molécula correspondente de polipeptídeo .
estrutura de proteínas
Dependendo da estrutura da proteína, há sempre uma estrutura específica. A estrutura de uma proteína compreende quatro níveis:
- a estrutura primária
- a estrutura secundária
- a estrutura terciária
- e a estrutura quaternária
Aqui você obtém uma visão geral dos níveis de estrutura individuais:
Estrutura primária da proteína
A estrutura primária é a ordem exata dos respectivos aminoácidos dentro de uma proteína. Você também chama isso de sequência de aminoácidos . No entanto, a estrutura primária não descreve a estrutura espacial de uma proteína.
O número teórico de proteínas diferentes é gigantesco: como são 20 aminoácidos diferentes, uma proteína composta por 150 aminoácidos já tem 20.150 combinações possíveis de seus monômeros. Para comparação: isso é muito mais do que o número de elétrons em todo o universo.
Estrutura secundária da proteína
No próximo nível – a estrutura secundária – as forças intermoleculares desempenham um papel: as chamadas ligações de hidrogênio podem se formar entre certas áreas dos aminoácidos (os grupos CO e os grupos NH) . Isso faz com que a cadeia linear de aminoácidos se dobre.
Existem basicamente duas opções aqui:
- a α-hélice : Esta é uma hélice do lado direito. Então é torcido na mesma direção que você conhece de um parafuso de madeira.
- a folha β : Seções da cadeia de aminoácidos ficam lado a lado aqui – a cadeia é, portanto, dobrada para frente e para trás.
Estrutura terciária da proteína
A estrutura terciária é o arranjo espacial (conformação) de toda a cadeia polipeptídica. Então, ele compõe a forma tridimensional completa. Por exemplo, a proteína é dobrada ou dobrada em muitos lugares.
Isso ocorre quando os resíduos (cadeias laterais) dos aminoácidos individuais interagem entre si. Por um lado, forças intermoleculares como ligações de hidrogênio ou forças de van der Waals são possíveis. Por outro lado, também podem ocorrer ligações covalentes (por exemplo : pontes dissulfeto entre dois átomos de enxofre) ou ligações iônicas.
Nota: A estrutura secundária e terciária de uma proteína são sempre derivadas da estrutura primária – a sequência de aminoácidos! A forma da proteína já está assim definida na estrutura primária.
Estrutura quaternária de proteínas
Muitas proteínas funcionais precisam ser armazenadas juntas para formar um grande complexo – você chama isso de estrutura quaternária .
Em termos concretos, isso significa que muitas proteínas não são formadas apenas por uma cadeia polipeptídica, mas por várias. Você também os chama de subunidades . Cada subunidade tem sua própria estrutura terciária. A estrutura quaternária resulta então da forma como as subunidades se ligam umas às outras.
Um exemplo bem conhecido de uma proteína com estrutura quaternária é a hemoglobina do pigmento vermelho do sangue, que consiste em 4 subunidades .
função das proteínas
Cada proteína tem uma estrutura única. Portanto, eles podem assumir uma variedade de tarefas/funções em seu corpo e, claro, em todos os outros seres vivos. Aqui listamos funções importantes para você:
1. Enzima
As enzimas são (principalmente) proteínas que podem acelerar as reações bioquímicas em seu corpo. Eles, portanto, desempenham um papel central no metabolismo e no metabolismo energético, como a respiração celular .
2. Estruturalproteína
Essa classe de proteínas serve como construtora em tecidos ou células de seres vivos. Essas proteínas geralmente garantem a estabilidade lá. Exemplos disso são colágeno em ossos, tendões e cartilagens ou queratina como componente em cabelos e unhas.
3. Transportproteine
Como o nome já diz, as proteínas transportadoras são responsáveis pelo transporte de substâncias no organismo. A hemoglobina nos glóbulos vermelhos é responsável pelo transporte de oxigênio no sangue.
Você também conta canais iônicos e proteínas transportadoras nas membranas celulares entre as proteínas transportadoras. Eles permitem que as substâncias sejam transportadas para dentro e para fora da célula .
4. Proteínas Reguladoras
As proteínas reguladoras desempenham um papel importante na regulação dos genes . Por exemplo, eles podem controlar o ponto no tempo ou a maneira pela qual os genes são expressos, ou seja, a rota do gene para o produto do gene.
5. Proteínas de defesa
As proteínas de defesa incluem, por exemplo, anticorpos. Eles podem reconhecer estruturas estranhas (‘invasores’) no corpo e tentar combatê-las. Por exemplo, você está protegido contra uma infecção por vírus.
6. Hormônio
Hormônios como a insulina do pâncreas ajudam a regular e controlar importantes processos metabólicos em seu corpo. Por exemplo, a insulina está envolvida na regulação dos níveis de açúcar no sangue.
7. Proteínas de armazenamento
As proteínas de armazenamento são, por assim dizer, ‘depósitos’ de aminoácidos até serem usados mais tarde. Eles são frequentemente encontrados em sementes de plantas em particular, a fim de servir como fonte de nutrientes para a planta em germinação.
8. Proteínas motoras
Proteínas motoras como actina e miosina no músculo esquelético fazem com que os músculos se contraiam (se unam) para o movimento.
Propriedades das proteínas – desnaturação
As interações dentro de uma proteína – ou seja, a estrutura secundária, terciária e quaternária – podem ser quebradas por certas influências externas. Você chama esse processo de desnaturação . Você pode conseguir isso, por exemplo, aquecendo , irradiando ou adicionando produtos químicos como ácido. A proteína desnaturada geralmente não é funcional.
Um exemplo disso é a desnaturação da proteína em um ovo de galinha: a proteína endurece durante o cozimento porque a estrutura das proteínas muda. Aqui a desnaturação é irreversível – o estado líquido não pode ser restaurado. No entanto, a desnaturação não ocorre apenas com proteínas.
Você pode descobrir quais outras biomoléculas importantes podem ser afetadas no vídeo!
detecção de proteínas
Existem inúmeras reações para detectar proteínas. Aqui listamos duas reações de detecção conhecidas:
- Reação de xantoproteína ( xanto s = amarelo): Aqui você adiciona ácido nítrico concentrado à substância de teste. Se forem incluídos aminoácidos aromáticos, como a tirosina, pode-se observar uma coloração amarela.
- Reação do biureto : Você pode usar essa reação para detectar ligações peptídicas. Depois de adicionar bicarbonato de sódio e um pouco de solução de sulfato de cobre, você pode ver uma coloração roxa – supondo que haja ligações peptídicas presentes.
Biossíntese de proteínas
Por exemplo, quando você come um pedaço de queijo ou iogurte, obtém proteína dos alimentos. Eles são então digeridos em seu corpo – isto é, divididos em aminoácidos. Nas “máquinas de produção de proteínas” em suas células, os ribossomos , seu corpo pode usá-los para produzir proteínas novamente – as que ele precisa no momento. Você chama esse processo de biossíntese de proteínas .
Por exemplo, seu corpo produz uma enzima que produz um corante que determina a cor dos olhos.
O projeto das proteínas necessárias está contido em seu genoma – o DNA – de forma criptografada. Mas como o ‘código genético’ pode ser decifrado? Explicamos o caminho do DNA até a proteína finalizada passo a passo no próximo vídeo!