Proteínas: Estrutura e Desnaturação

Introdução

Os seres vivos são constituídos por macromoléculas responsáveis pela maioria das funções vitais. Uma delas é a proteína, nome derivado do grego protos, que significa "a mais importante" ou "a primeira". As proteínas, macromoléculas orgânicas, têm os α-aminoácidos como subunidades estruturais básicas, os quais possuem um grupo amino e o radical R ligados ao primeiro átomo de carbono (α), em relação ao grupo ácido carboxílico. Os α-aminoácidos se diferenciam pela cadeia lateral e apresentam a estrutura geral:

    R
    │
H₂N — Cα — COOH
    │
    H

Para formar proteínas, os aminoácidos se ligam através das chamadas ligações peptídicas, que consistem na ligação dos grupos amino de um aminoácido e carboxila de outro, com eliminação de uma molécula de água.

Aminoácido + Aminoácido → Proteína

As proteínas podem ter propriedades e atividades totalmente diferentes pelas diversas combinações e sequências dos 20 aminoácidos existentes. Basta uma única mudança em qualquer dos aminoácidos de uma sequência para se ter uma nova proteína.

Estrutura das Proteínas

Podemos descrever a estrutura da proteína em quatro níveis:

• Estrutura primária – sequência dos aminoácidos na cadeia polipeptídica.
• Estrutura secundária – refere-se à configuração espacial da cadeia polipeptídica, como ela se enrola ou forma camadas. A estrutura mais comum em proteínas animais é a hélice-α, uma forma helicoidal. Uma estrutura secundária alternativa é a folha pregueada β. Muitas proteínas consistem de regiões de α-hélices e folhas pregueadas β alternadas.
• Estrutura terciária – especifica a forma na qual a α-hélice, a folha pregueada β e outras regiões estão dobradas.
• Estrutura quaternária – associação entre proteínas individuais para formar um arranjo específico.

Desnaturação Proteica

A perda das estruturas secundária e terciária da proteína ou o rompimento de ligações peptídicas é denominada desnaturação da proteína. São fatores que provocam a desnaturação: calor, radiações eletromagnéticas de certos comprimentos de onda (como as emitidas em um micro-ondas ou os raios ultravioletas do Sol), ácidos e bases, solventes orgânicos e íons de metais pesados.

É comum o regurgitar de um bebê. O cheiro azedo é característico da acidez do suco gástrico que se encontra no estômago, e o coágulo que ele regurgita é a proteína presente no leite. Essa proteína coagula ao entrar em contato com o ácido, perdendo suas estruturas secundária e terciária, as quais são mantidas pelas pontes de hidrogênio.

Funções das Proteínas

• Estrutural – Colágeno (tecido conjuntivo fibroso – tendões, osso, cartilagem)
• Enzimática – DNA-polimerase (replica e repara o DNA)
• Hormonal – Insulina (regula o metabolismo da glicose)
• Contráteis – Miosina (filamentos espessos na miofibrila)
• Protetora do sangue – Fibrinogênio (precursor da fibrina na coagulação do sangue)
• Transporte – Hemoglobina (transporta O₂ no sangue de vertebrados)
• Armazenamento – Ferritina (armazenamento de ferro no baço)

Química — BIOQUÍMICA: Proteínas
2. Albumina e Caseína
3. Desnaturação de proteína com solvente orgânico

2 - Albumina e Caseína

O ovo possui uma composição média de 73,67% de água, 12,50% de proteínas, 12,02% de gorduras e 1,81% de sais minerais. Por conter muita água, ele espirra na hora de fritar. Na clara há uma mistura de proteínas, sendo a albumina a principal. A gema é rica em nutrientes e contém várias proteínas diferentes, além de uma grande quantidade de gordura, o colesterol.

O leite de vaca possui uma composição média de 87,3% de água, 4,6% de lactose, 3,9% de gordura, 3,3% de proteínas e 0,65% de sais minerais.

Objetivo

Detectar a presença de proteínas no ovo e no leite.

Questão Prévia

Como podemos detectar a presença de proteína na clara do ovo e no leite?

Material e Reagentes

• Ácido acético diluído (CH₃COOH) - vinagre
• 2 potinhos
• Pote grande
• Colher de sobremesa
• Conta-gotas
• Leite
• Clara de ovo

Procedimento

Colocar no potinho uma colher de clara de ovo fornecida pelo professor. Adicionar 30 gotas de vinagre. Anotar suas observações e explicar o que ocorreu.

No outro potinho, colocar leite até a primeira marca e adicionar 30 gotas de vinagre. O que ocorreu com o leite? Anotar suas observações.

Considerando os conhecimentos adquiridos durante o experimento, responder novamente à questão prévia.

3 - Desnaturação da Albumina com Solvente Orgânico*

* Este experimento deve ser realizado de forma demonstrativa, no início da aula.

Objetivo

Verificar a desnaturação de uma proteína por solvente orgânico.

Material e Reagentes

• Álcool etílico (CH₃CH₂OH)
• Recipiente plástico vermelho
• Ovo

Procedimento

Colocar álcool etílico no recipiente plástico até metade de seu volume. Adicionar um ovo sem a casca e esperar por aproximadamente 20 minutos. Anotar suas observações e explicar o que ocorreu.