OS PROCESSOS DE BIOQUÍMICA

Resumo do conteúdo –Processos Bioquímicos- 2016.2.

 

• ÁGUA

A água está presente em grande quantidade dentro da célula, sua estrutura e principalmente a diferença de eletronegatividade entre o O e o H a tornam polar, sendo ideal para dissolver solutos polares, a presença do H também ajuda nas pontes de hidrogênio, e essas em grande quantidade, ajudam a garantir estabilidade das moléculas, essa estabilidade aumenta na medida em que as ligações de hidrogênio são maximizadas dentro da molécula, entre a molécula e o solvente e na medida em que as partes hidrofóbicas se agregam dentro das moléculas, longe do sistema aquoso.

Na presença de um soluto polar, a agua o dissolve e a reação toda é energeticamente favorável porque as ligações água-água são substituídas pelas ligações água-soluto, na presença de solutos apolares a água é organizada (diminuindo sua entropia) e na presença de solutos anfipáticos há a formação de micelas.

A agua também ajuda na formação do complexo enzima-substrato, pela liberação de água ordenada que estão em seu redor tornando ela desordenada, aumentando assim a entropia e favorecendo a reação.

 

• SISTEMAS TAMPÃO

Um sistema tampão é formado por um ácido fraco e sua base conjugada, eles são necessários porque várias proteínas só funcionam em faixas restritas de PH.

Como qualquer ácido fraco ou base eles são caracterizados pela sua constante ácida PKA.

 Um sistema tampão possui um valor específico de PH onde sua atuação é máxima, esse valor coincide com o valor de sua PKA, ou seja, a atuação do tampão é máxima quando há metade de ácido dissociado e metade de base conjugada, o sistema funciona com a adição de  um ácido ou uma base desde que sejam em pequenas quantidades.

Quando um ácido ou base é adicionado na solução os íons H+ e a base conjugada irão agir para restaurar o equilíbrio e manter o PH sem grandes variações, o sistema continua funcionando em uma unidade de PH acima ou abaixo do seu valor máximo, além desse intervalo, uma adição de ácido ou base vai alterar significativamente o PH.

• Aminoácidos

Existem 20 aminoácidos, esses são compostos por um carbono (alfa) ligado a um grupo carboxila (COOOH), um grupo amino (NH2) (que podem estar protonados, desprotonados ou neutros), um átomo de hidrogênio e uma cadeia lateral R, eles são caracterizados por essa cadeia lateral.

De acordo com essa cadeia eles se dividem em hidrofóbicos (cadeia orgânica) e hidrofílicos (cadeias polares ou capazes de se ligar), os hidrofílicos se dividem em com carga e sem carga, e os com carga se dividem em ácido e básicos.

Obs de estudo: Os ácidos possuem carga negativa porque a análise é feita com PH 7 e como seus PKAs são inferiores estes encontram-se desprotonados, porque em PH superior ao seu PKA predomina sua face básica e, portanto, desprotonada, as bases seguem o mesmo raciocínio porém na ordem inversa, ou seja, encontram-se carregadas positivamente na tabela.

Através de uma titulação pode-se obter uma curva que contém no mínimo duas curvas tamponantes, uma em PH baixo referente à carboxila (nesse ponto a molécula se comportará como um ácido) e outra e PH alto referente ao amino (nesse ponto a molécula se comportará como uma base), existe um ponto na exata metade entre esses dois PKAs chamado de ponto isoelétrico, nesse ponto a molécula se comportará como neutra, não se movendo na presença de um campo elétrico.

Qualquer valor acima do PI a molécula terá carga parcial negativa, e em valores abaixo do PI terá carga parcial positiva.  

Unidades peptídicas que podem girar em torno do carbono alfa

• Peptídeos e Proteínas

Dois aminoácidos (mais precisamente resíduos deles porque uma molécula de água é eliminada) podem se ligar através de uma ligação peptídica, nesta uma molécula de água é eliminada (os aminoácidos estarão na forma COO- e NH3+, a carboxila perderá um oxigênio, o amino perderá dois hidrogênios, e haverá uma ligação entre o carbono e o nitrogênio liberando água), quando essa ligação ocorre é chamado de dipeptídio, se forem 3 tripeptídeo etc.. , se forem menos de 30 oligopeptídios ou peptídios, mais de 30 polipeptídios, sempre no final da cadeia haverá um grupo amino livre (amino terminal) e na outra extremidade um grupo carboxila livre (carboxila terminal) as proteínas são formadas por uma ou mais dessas cadeias.

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Unidades peptídicas que podem girar em torno do carbono alfa

• Estrutura das proteínas

As estruturas das proteínas são estabilizadas por ligações fracas: hidrofóbicas, pontes de hidrogênio e as ligações iônicas, além dessas algumas proteínas podem estabilizadas por pontes de dissulfeto, embora sejam ligações fracas as suas grandes quantidades garantem a estabilidade.

Primária: Sequência de resíduos aminoácidos ao longo da cadeia polipeptídica, essa sequência é determinada geneticamente e é específica para cada proteína.

Essa sequência forma pequenas unidades peptídicas planares, elas também são planares e podem girar ao redor do carbono alfa, assim a estrutura primária é formada por pequenas unidades peptídicas planares, essa sequência é específica e determinada geneticamente.

Secundária: Estruturas regulares tridimensionais formadas por segmentos da cadeia polipeptídica.

• Alfa-Hélice

Uma hélice enrolada ao longo de um eixo imaginário formada por pontes de hidrogênio que ligam uma unidade peptídica e a quarta unidade subsequente, os grupos R estão para fora da hélice, cada volta é formada por 3,6 resíduos e ela tem um passo de 5,4 Angstrons, é a estrutura predominante alfa-queratinas, a alanina possui a maior tendência a formar essa estrutura.

Essa estrutura é mais estável porque praticamente todas as ligações peptídicas (exceto as extremidades) participam das pontes de hidrogênio.

Fatores que influenciam a estrutura:

(1) a tendência intrínseca de um resíduo de aminoácido de formar uma hélice;

(2) as interações entre os grupos R, especialmente aqueles espaçados por três (ou quatro) aminoácidos (se tiver aminoácidos de mesma carga próximos a repulsão impede a formação)

(3) os volumes de grupos R adjacentes (se forem muito grandes a formação não acontece)