As Proteínas: Reações de Coloração e Precipitação

1. INTRODUÇÃO

1.1 Aminoácidos e Proteínas

Proteínas são macromoléculas mais abundantes e essenciais para a vida, responsáveis por praticamente todas as funções fisiológicas. Estando presente em todas as células, existem diversos tipos de proteínas e cada uma desempenhando uma determinada função biológica[1].  

Entre as incontáveis proteínas conhecidas, provenientes de seres unicelulares aos seres mais complexos como os humanos, são constituídas de um mesmo agrupamento de 20 aminoácidos, os quais são classificados em aminoácidos essenciais (adquiridos pela alimentação) e não essenciais (sintetizado pelo corpo).

Os aminoácidos de forma geral, com exceção da glicina, possuem em sua estrutura um carbono-α ligado a quatro grupos diferentes (amina, carboxila, radical e hidrogênio), a glicina possui como grupo radical outro hidrogênio como mostrado na figura 1.

 

      Figura 1 - Estrutura de um aminoácido

[pic 1]

  Fonte: elaborado pela dupla

As proteínas são formadas por aminoácidos ligados entre si de modo covalente através de uma ligação entre um grupo amino (-NH₂) de um aminoácido e um grupo carboxila (-COOH) de outro aminoácido, chamado ligação peptídica, esta é uma reação de desidratação.  

Figura 2

[pic 2]

  Fonte: elaborado pela dupla

1.2. Níveis de organização das proteínas

A estrutura das proteínas são complexas e tridimensionais de forma que para ser analisada de forma nítida é organizada em quatro níveis de organizações, denominados como, primária, secundária, terciária e quartenária. Os níveis de organizações são classificados com base em algumas características as quais estão relacionadas ao tamanho da cadeia, repetição de alguns elementos estruturais onde as proteínas atingem sua conformação funcional, isto é, conformação espacial (3D) da proteína[2].

Estrutura primária (figura 2) de uma proteína é a sequência de aminoácidos, esta estrutura é muito importante, visto que, muitas doenças genéticas são providas de sequências anormais de aminoácidos, ocasionando irregularidade organizacional da proteína e até mesmo de sua conformação funcional, ou seja, perda de sua atividade biológica[2].

        A estrutura secundária forma uma estrutura com arranjos regulares de aminoácidos próximos entre si, tais arranjos ocorrem devido à possibilidade de rotação dos carbonos e seus grupos carboxila e amino, com exceção da ligação peptídica a onde não ocorre a rotação. Estruturas secundárias normalmente encontradas são de hélices α, folha-ß e curvatura-ß[2].

A estrutura primária determinará sua estrutura terciária, isso acontece devido ao enovelamento tridimensional de uma sequência proteica, uma estrutura terciária descreve o dobramento final de uma cadeia, além disso, a estrutura terciária pode apresentar mais de uma estrutura secundária[2].

Quando houver mais de duas cadeias polipeptídicas  que podem ser idênticas ou diferentes será chamado de estrutura terciária. A junção de cadeias polipeptídicas pode produzir diferentes funções para os compostos. Um exemplo de estrutura quaternária é a hemoglobina, a qual sua estrutura é formada por quatro cadeias polipeptídicas[2].

1.3 Reação da ninhidrina

        O químico alemão-ingles Siegfried Ruhemann (1859 – 1943) trabalhava como professor na Universidade de Cambridge com intuito de sintetizar um novo corante, produto que na época possuía um elevado valor comercial. Em 1910 foi descoberto que a ninhidrina um composto orgânico que ao reagir com um aminoácido, peptídeos, proteína e principalmente substâncias que contém o grupo amina formava um produto de coloração púrpura conhecido como púrpura de Ruhemann[3].

        A ninhidrina não era rentável para a indústria de corantes, por possuir um elevado valor, no entretanto, algumas décadas depois, em 1954, dois cientistas suecos, Oden e Von Hofsten perceberam a utilidade da ninhidrina na ciência forense, como revelador de impressões digitais, devido a sua capacidade de reagir com as aminas presentes nas proteínas deixadas pelo suor na impressão digital[4].

        Além da ciência forense, a ninhidrina é de extrema importância para pesquisa em bioquímica. A reação da ninhidrina é uma reação de coloração de proteínas conhecida por sua sensibilidade em detectar a presença de grupos aminas em baixas quantidades.

1.4 Reação do biureto

O teste do biureto é utilizado tanto de forma de qualitativa onde é possível identificar ligações peptídicas de uma proteína através da reação com sulfato de cobre que forma um complexo de coloração violeta, quanto quantitativamente onde ao utilizar aparelhos espectrofotométricos é possível determinar a concentração de proteínas total ao analisar a intensidade da coloração do produto formado[5].

Figura 3: complexo formado entre cobre II e ligações peptídicas.

[pic 3]

Fonte: BARREIROS, André Luís Bacelar Silva; BARREIROS, Marizeth Libório. Química de Biomoléculas. Universidade Federal de Sergipe. CESAD, 2012 [6].

1.5 Reações de precipitação        

         Como discutido anteriormente as proteínas possuem uma estrutura tridimensional bem definida, desta forma, uma das metodologias para ocorrer a precipitação das proteínas é necessário interagir com os seus grupos apolares (hidrofóbicos) e polares (hidrofílico), na proteína esses grupos se encontram respectivamente no interior da molécula onde interagem entre si, e os grupos hidrofílicos são expostos no exterior da célula interagindo com as moléculas de água que são polares. Esta interação é conhecida como desnaturação, onde ocorre a modificação na estrutura dimensional nativa, desta forma, a proteína pode ou não perder toda sua atividade biológica, diminuir sua solubilidade devido à exposição dos radicais hidrofóbicos e entre outras alterações.