UNID.10-CAP.2-OS AMINOÁCIDOS by Henrique Litaiff

340

Un dade lo - Aúinas e am noácidos

Copfrulo2

Osominodctdos lnlÍoduçõo Conformevocêjá aprendeu,câda compostopertencea umâ determinadâ função, Entretanto, existemcomposa tos que pertencemsimuÌtaneamente duas ou mais funções.Tais compostos sãode íunçõo mista.

Dentreos compostosd€ funçãomista, tôm grândeimportânciaos que apresentâmas lÌnções amina e ócido: sào os aminoácidos A nom€nclatuÍados aminoácidos dev€obedeceràs regrasda lupac. Assim, a numerâçãodos carbonosda ca_ ... c'- c' c'- c' c deia principal d€vcse iniciar pelo gru-1o ò po cârboxilai ou, enlào, devemosnor -o H D a meartais caÍbonoscom letrasgaegasa paúir do caÍbonovizinho à carboxiÌa. Observe: H

H C'

H .C

,'.o

H ,C

L OH

ácìdo2 aninoprcpanóico ouácìdoa.anintPnpandco

NH:

'OH

H O-

-OH

H, atadiíìco ácido2 anìnobut asPárlico) 1ácido

ácido2âhinol netìlbúanóica

c'(

H ,c c- c -c H,

-,o NH'

CHT NH]

-o

-oH

NH.

ácido2, 5 dianinÈFentantjlco (omitinal

...o

C-

- oH

ácido2 anìna?hidtüaprcpxnúio

,.,o

C- C- C_

NH :

H,C

NH,

.,-o -oH

-on

N H: ácido2 aninTetaróico ouácìdoa4 ninúetanóìcD

H,C

C _ C :.

cáptruro2

ossminoá.idos 341

ClossiÍlcoçõo Os aminoácidos se cÌassificam em es,rercdiJ e nõo-essenciaís. Os aminoácidos esserciiais,oü indispensótyeis,são aqueÌesque o organismo humano não conseguesintetizar. Dessemodo, elesdevemser obrigatoíiam€nte ìngeridos através de alimentos,pois, câsocontrário,ocoIle a desnuttiçao.Assim,a alimentaçãodevesera mais variadâpossivelparaqueo organismosesatisfaçacom o maioÍ númerodesses aminoácidos D€ntre os aminoácidosessenciais, poclemoscitar: leucinâ,valina, isoleucina, Ìisina, triptofano, fenilalaninâ, metioninae treonina. As principais fontes dessesaminoácidossãoa carne,o leite e o ovo.

Os aminoácidos ão-e.rse,cìais,o,r dìspensáyeis,sãoaquelesque o organisúo humano conseguesintetizara paÍtir dos alimentosingeridos. De acoÍdo com a cadeiacarbônica, os aminoácidosseclassificamem a/tjfáticos,alicíclìcos e aromáíicos. Veja: H I H _O r,o H,C-C-C C-C1 H: H: | -oH - oH NH' N. H NH'

\-c

%-l* H

annoàcido atumítito

CoroctoÍÍslicos ÍÍsicos Com relaçãoaosa-aminoácidos, podemosdizerqu€ sãotodoscompostossótialos inco_ lores,sendoa maioriade saboradocicado, algurÌsinsipidose outrosamargos.Com exceção da elicina, que ê solúvel€m água,os demaisapresentamsolubilidadevãÍiável. AnâÌisando as fórmulas estrutuÍais, percebemos que os a-aminoácidos, com exceçãoda glicina,apresentamcarbonoassimétrico; âssim, €ssescompostosapreseniam atjvìdade óptica, aparecendoquase semprena forma levogira.

342

u.dadero

ffi Exercíciosde oprendizogem W [417) Dêosnomes dosaminoácidosl H- O

NHZ

d)H1c-c

'OH

I H, NH:

NHzNHI

NHI

a1u.c- c -c(

c )\c -c -c -c 'a .ío o \.- Ë I I I -oH Ho-oH

a) H,C - c- C -Ca I H, -OH

NH:

cí

] HI HI NH:

-OH

o' tc Ho"

.- .- Ë- "- - o H, ' I - H, -or NH,

EÂlE) Coistruaa fónrulaestrutuÌal d0: a) ácido3-anino-pertânóico c) ácido2, 3-diâÌnino-heMnóico b) ácidor'anino-hu1aDóico d) ácido2-amino-hexanodióico

M6l0d0s deprepoÍoFo dosominoücidos para a obtençãode a-aminoácidos,vamosanalisaros Dentre os processosexistentes seglintes: l?) A partb de ácidos a-halogenadosl Submetendoos ácidosa'halogenados à açãodo gásamoniaco,obtemosa-aminoácidos: H,C-C(

N}lz

,..o ' oH

+ HCÌ

áctdod.aninÈetaróìco (glicúal

EsteprocessocoÌrespondeà alquilaçãoda amônia(Hoffmann). Submetendoos âcidosa-halogenados à açãoda ftaìimidapotássica,obtemosum pro duto que, por hidróüse,odgina a-aminoácidos: H

,-''

c<^,: * l O l - l )^'.O tt-:: i'c r ! ; -o H - - - - -potsssEs - - - - - - - - - - - r r r ,*' - - o " cH1

H rc - c -c í

-O

._ teoo a crüÈpnpan c0

..u.(oit -\.j, cí^

--o

-.,, -,,-,--

Ï\

la\

clÌ,

__-\

...,o ^2" -o H

');

+ KCÌ

' ,o

"- oH + . --oH

iHl_oH

rH .-oH H

| + H,C- C- C< - ,o

' oH

Esteprocessocorespondeà sintesede Gabriel.

NH" acidooaninpnpaoa;ro lalânina)

I câpíturo2

os aminoácidos 343

29\ Síntesede Strccket: Esteprocesso,que correspondea uma síntesecianidrica,é devidoa Adolf Strcckete teÌÍ como compostode partida um aÌdeído.Assim: Submetemos üm aldeidoà açãodo ácido cianídricoe obtemosuma aldo-cianidrina: OH

H,c

czo'';-"H \-ì-H

cN ----

H,C

Ptárri kldeido)

A seguìr,a cianidrinaé submetidaà açãodo gásamoníaco,originandoum a-aminoniÌrilo:

óìi ---.. à

NH,

* ìtÈ-

*",

HrC-C-CN

H:O

",.

HH Finalmente,o a-amino-nitriÌo,submetidoa umahialrólise,conduzaum o-aminoácido: NH'

NH,

H 3 C - C- CN

2H.o -i-

c': -o 'oH

I NH,

H H áctdo d.aninúrÍDos'óico Note que o a-aminoácidoobtido âpÌesentâum caÍbono a mais que o aldeidode ori. gem. Portanto, trata-sede uma sintese,

ffi

Exercícioresolvido

ER6) Obter o ácido d-amino-acéticopela síntesede SÌrecker. Como o ácido a-âmino-âcéticopossui dois carbonos, então dêvemos parir do atd€ído com um cafbono, ou sêjâ, o metanal: H

OH I +

H_CN+

C_CN

I OH

c I

H _ N H ,-...-

NH, I

HCCN+HrO I l!H'

NHz l

2H,O -...-

H-C-Cí + NHr 'oH | H áctdo d-amneacótico

344

Unidadô1o - Aminâss aminoácido3

ffi ÉYercÍc,bs de oprendizogem uW 8 19)Obtenha pelãsinrese o ácidoa-anino-bulanóico de

D{21) Conplel€aseqDaÉes:

H a)HrC-C-c --,o + NHr _oH Ì

cì

EA20)hdiquc& queâldeídodaúos pârÍÌ pa!âobrer Íros, p€laríntes€de StlcÌs, o! següinre! a-ãni,

b)H3c-c-c-c:-9

â) ác'doa-anino-hexânóim b) ácidoa-anino-ocúnói.a

-OH

H, |

t@.)--"-

quÍmicos PÍopÍiododos do6ominodcidos Os amìnoácidosapresentam em suamoléculao grupo carboxila(quethe dá característica ácida)e o gÌupo amino (quethe dá camcteúsrica básica).Dessemodo quandoem soluçào. ocorreinÌeraçàoinlíamoleculaÍ.originandoum \al inrerno : H H,C -

c-- c4 i -o

- ole

G)N H , H

Conproya-se e$a interação iútranolecülar Delo Iãlo de os âninoácido! seÌm solúveis en ágüa. insolúveis en solvent€s orsânicos e Ìeren PF e PE aìÌos(cüaclenÍicas dos sris).

A interaçâoacima explicâo caráteranfótero dos aminoácidos;ou seja, elesreagem tanto com ácidoscomo com bases.Droduzindosais: H

H,C

| H , c _ c _ cí - o

- oH

I N Hl l ' C l

ckidpto dealanhâlsall

H HrC-C-C1

o-llï, H!

/,o

+ Na+OH-

'ote^,-y' 't_,-"

---f-'

,.-o

H ,C -C

| NH'

\ol

Ì{ -aì

Nu'

a dnnÈPrapaararo

desódìo lsatl Conformeo aminoácido,o zwitterionpode serneuiro, positivoou negativo: l?) Zwitte on neulrci . Quândo o aminoácidoapÍesentaigual número de grupos zwìtteríoncorrespondente é neutro. Veja:

COOH e

NHr, o

câp-nu ô2

o. âminoácidos 345

ll,=g- H, c c c ao -rH )

n, . -l-.io |

-o

NH ,

@ NHr

árido2.anín!Íopaúho Note que o zwitteríon apresentao mesmonúÌnero de caÌgas positivas e negâtivas;portanto, eÌeé neutÍo. Dessemodo, a soluçãoaquosad€ um aminoâcido,nessascondiçô€s,ë üÍn solução neutra(pH = 1). 29\ Z viit teio n positírol Quando o aminoácidoapresentamais erupos - NHz que correspondente é positivo.Obs€rve:

u , c-c-[ -c?o \ o

\oìuçào - H,c

H lô è-c/"-

lH,

NH'

COOH, o zwifteÌíon

l\o o

NH,

@ NHT

l - .o l _ o l .È -o H - c7 ^ -o Q-,,

H- c - ( - ( lH,t NH

ONH.

- - oH

'H .c- c- c- ç4 Hl- ou

a\:, ==;'-

O\H

-,/'

zwiteta, puìlito

Note queo zìvitteríonapresenta maiscargaspositivasquenegativas;portanro,eleé poPeÌcebaque ocorreÌiberaçãode ions OH ; logo, a soluçãode üm aminoácido,nessas condições,é uma solrçiio bósica(pH > 7). 3?) Zv,r' itteío n negativo: Quardo o aminoácidoapresentamais gÍupos

COOH que - NHr, o zwifierion

correspondent€é negativo. Veja: H

o- - "- "- J H- o'/

" z\oo

o_-I >c c-c

O-

O NH'

àctdo 2nninohnanoüi.o V H

o-o-\ | -o + H:o )c'- c -c - c'1 í - ^ )c Í1 o'' i, -' oo zri

--==:-ey----?

cí-,o

-Oe

ANH|

cí

,,o ^+

H,o@

zwitterionngatíva

346

Aúinas e am noácidos

Un dade 1o

maiscargasnegativasqueposìtivas;portanto,eleé ne_ Note queo zwitterionapresenta gativo. Percebaque,agora,ocorreliberaçãode ions H3O* ou H'; logo, a soÌuçãod€ um ami noácido. n€ssascordições, ë trÍÍrs.sotução ácida (pH < 7). zwitteVamos,agoÍa,reaìizaÌa eletrólisede soluçõesde aminoácidosqueapresentam rion neuúo, positìvoe negativo.Essaeletróliserecebeo nom€ particularde eleroforcse. 19\ Ztlitteríon neuíro: Os aminoácidosqu€, em solução,foÍnecemo zwitaerjonneutÌo não sofÍemeletrofore poìs se, o zwitterionnão é atraidopaÍa o cátodonem para o ânodo.Veja:

H.c-c<oF,4

'O/HS

,o r!Ê9- H , C C < .

Nr-'__-í'v

-o c

@NHr

Est€ zwitleríon não é âtraÍdo por nenhun dos pólos (cálodoe ânodo), poú eleé neurro.Loso, o anr noácido não sofre €l€troforese.

Entretanto, se à soÌuçâo desseaminoácidovocê adicionar um ácido (H'), ocoÍerá uma neulraÌizaçâo da partenegativae o zrvitteíon se tornarápositivo. Agora queo zwitteríonépositivo,eleseráatÍaídopelo cátodo(pólo negativo)e, assim, ocorreÍá a el€trofoÍese, que receberáo nome especid de cataÍorcse, pois o zwitteríon sedìÍige paÍa o cátodo. Mas, seem lugar de um ácidovocêadicionaruma base(OHl à soluçãodo aminoácida partepositivae o zwitteÌíonsetornará negativodo, haveÍáuma n€utralização

,o .c -c / . 7 'l -oo NHr

+ H, o

zwìÌÍúíonne$tiro

Dessemodo,o zwitteúon,sendonegâtivo,seÍáatraídopeloânodo{pólopositivo)e, assim,ocorreráa el€tÍofoÍese,querecebeúo nome deakaÍorese,po\so zwitteíon sedirige

positivo: 29) Zwifterton Os aminoácidosque, em solução,forn€cemo zwitteríonpositivosofremelelÍofor€se, oü seja, cataÍorcse, pois o zwitteÍíon, sendopositivo, ê atÍaido pelo cótodo (Pólo negatìvo). Veja: H

H , c -c - c < |

-O

'oH

NH, NH, ticído2, 3.dísúinÈptupatóno

H so ru ça - o H.C-C-C:'

--o

-oo

NH, NH. z,ftrrlo, @ '@ - posìro

capíturo,

os amhoácidos 347

Adicionandoconvenientemente uma base(OH ) à soluçãodesseaminoácido,podemos neutralizaro zwitteríon. H .C-C-/

H.i

\oo

+ OH -

.,,'

lìNH, NH. -.-- -@

,---'

tll)-

H r-o C C\oo I NH, NH.

H,C 'l

+ H, O

zwitteÌìointuttu

Agora, com o zwitleúon neatro não ocorre eletroÍorese. Entretanto,seadicionarmosbase(OH ) em excesso,o zwitteríonficaíá negarivo. H

-O

H,c- c-c< / -N H]

+ -ô e -

| " NH)

H H,C-C-Cí

2oH

_O ^

2H,O

NH, NH,

Dessemodo, com o zwitterionnegativohaveráur,],aanaforcse.

3?) Zwìtte río n negatiyol Os aminoácidosque, em soÌução,forn€cemo zÌtitterion negativosoÍrcm anaíorcse, pois o zwitt€ríon,sendon€gativo,é atraídopelo ânodo (pólo positivo).Veja:

soru(ão o\^ HO'

oo-

'OH

| NH,

^ '.,o

"',n'!", -oo

ácìdo2 anitcbutanadüico Este zwitleríon é a1râídopelo ânodo. Loso, esseaninoâcido sofre arílofese.

Adìcìonandoconvenientemente um ácido (H') à soluçãodesseaminoácido,pod€mos neutraÌizaÍo zwitterion.

o-:ao'

]C_C_C_C

o_H )c-c-c-c-(

--o

-o o

@NH r

| oNH:

-.o -Oe

zwlterÌmnutn

Agoía, com o zwitíeríon neutrc não ocoïe eÌettuforese. Entretanto,seadicionaimosácidoem excesso, o zwitteríonficará positivo.

o\ ao-

A c

- c - C -C H, I

,z o -oo

ì 2H'

o) "- . - Ë- "7o so-

ONH]

| ONHI

zwÍteíonpos'tvo Dessemodo, com o zwitteÌion positivo haverá unTacaldíorese.

- oH

348

u"id.de 10 - Â-i.," ë amiô.á"idos

podemosconcluirque. paraquatqueraminoàcido,e\iste umadeLer_ . Com essa-analise. mrnaoaJotuçáo (acrda.bãsica ou neutra)na qualo r$i erionticaneurroe, porÌanlo.náo damoso nomede pIl . Ao.pH_dasoluçâoem qüe o aminoácidonão sofre eìetroforese isoelétrico (plli) o\! ponto ísoelétríco.

Com relaçàoaosaminoacidoj.é inreÍessante ajndasabero que ocone quandoelessào aquecidose como je comporramna preçençade ácido nitroòo. l?) Aquecimentoi por aquecimento,sofremconalensação odginanalocompostoscha_ .Os a-aminoácidos, maóospiperuzonas, os quais, por redução, prodl.zem piperazinas:.veia: H |

H,ç - N -ir-t o'

I tCr

._.--

_,-(.19)...2o .:Ïj-r,.,- Js,

- oH)

H ,C - N

o'-2c""-cH'

ì'

f-l

_'.. H,C

slHl ---CH.

| H,C--*

á"td;.r.tf":i'*ï?:j:.",

cu:

+ 2H,O

pA"*no

sofremeliminação oor aquecimenro, desásamoníaco, orisinando

tqìrÉ)

I I

iNo\=

HrC

HrC-C-C l-.

- C ' - ,o + 2H:o I

ll/ , o

--i]_

oH-

HrC-C : C-C< ácídobutet2.óico

_ o H + NHj

capÍÌúo2

os aminoácidos 349

Os I-aminoácido'rd-amrno;cidos. por àquecimento. sofremeliminaçáo inrramolecu. , rar oe agua.produllndo composÌoschamados/a./dnor. H, C_CH, / \

H ,C-C-c -c ?.,--.oH) " I H, n, N _ ^ -,

H, c \

-ìã, l:L - -_ desidÉração inÍâmolsrutaÍ

u-"

/c : o

H,O

29) Reaçãocom ácido nitrcsoi O'.aminoãcidos, por apresentarem o grupoamino( NHr). reagem comácidonilroso proouzrndo hrdro\r-àcjdo. com liberaçáo veja: de nirrogènio. H

,.o

Hr C - ç - C <

'OH

áêidoa anìtu.

l- o

+ H N O,-....- HrC-c

Cí

ticídoa hÌd'o!í | pnparóico OH

+ H: o + í N, )

-OH

. .A closagemde aminoácidoçdo sangue,por exemplo,é feira com basena reaçâocom acrdonrrroso.atrarésda medrçâo do \ olumede N que\eforma.L,\emèlododeão,aeenr tbi introduzidopelo quimicoholandêsLuciusLincoln van S/r,t€(1859,1931) e ê conheÍãt por método de Slrke. Observ&ção: Os aminoácidos,sob a açãode certasenzimas,se alescarboxilam pÍoduzindoaminas. lsso ocorr€nos organjsmosem putrefação:

-ï-;,"<1" NH,

...-c - cHr N}It

snitoa.ido

+ co, anína

N$íExercíclosreso/ydos W ERTI Equãcionara interâçãoinÍãmoiecutaf e âs reâçõescom HCt e com NãOH que ocôriem com o ácido a amino-butânóìco.

^/ . . " _

s ollc èo

HrC

OíHJ

NH"

..Ë

.io^-

H Õ? - '1'\og o \nr - -

3 .lo^*

O NH3

"-cr

-O? . ^ u

C H,

Hoo C-Ca

'oo ntutn @NH3 'wtEtun

H,c .

3 .' o oÌ\Hrlcp

o H - H r c , E ,r o P, |

NH:

- o9r u"o

, H.o

350

unidud"1o

aminaseaminoácidos

ÊR8l 2,Og de uma certa amostraapressntamo ácido a-amino-stanóìco.Determinarâ porcêntagem, em massâ,desseácido present€na amostfa, sab€ndoque êm reaçãocom HNO, o ginâ-se0,444I de Nr, nas CNTP.

H-| .C- C ? NHu \-------w-

-o n

+ HNO2- H'C- Ca-oH | OH

+ H 2O+ N 2 1 mol 22,4 L -

Então: 22 ,4 L o,448 L

75 . 0.444

-'=2rA -='"s

Logo: mistun

aninoácído

2,OS 1009 -

1,5S p

loo

1.5

ffi Exercícrbs de oprendizogem W [Ar2) Equacione a intcração htranohculaÌe ar Ìsçõ6 con HCIe NaOHqueocoÌrenmD o {cido3-ani-

(ácidopârâ-nnino-b.mE IX) O ácidopaía-sulfanlìco m-sull6nico) apr€sentâ ht€nçãointÍanoLcularseqüacionc,então,esnelhãnt€à dosaninoácidos.

en mrssâ,dc ácido f,Â23)PEp@ldo mã sluçãodoácido2, 3-diaÌnino-bìt- EA27)Deteíninea porcenlagen, pres€nte â-aDino.acelico Íuma dosrn. Sabe-6e lãróico,qüetipo dccletÍofoÌesc o.!Íe.á con 6sa quoó,25g do$aaÍroltÌa,emreaçãomn HNOr, !oluçáo? origiianI,l2 L deN1,nasCNTP. f,424) Prepau-seuna mlução do ácido 2-ânino. prcpdodióim.Â $gun,âdiciona-$ a essÂ solu!áo ereM dem ácido.Qüetipo deeletíofores€ ocoF reú con essânom solução?

doácido2,4dianinoEA25)Vocêdispõcdeuma$olução butdóico.O quevocêpÌeis faze paraqueâ so' lüçãotrãosola eletoíoÌcae?

f,Â2l) 2,5I deuDaanostraqüeconúDálidoa-miio' piopanóico sãosubrnetidos à açãodeHNO,elibs hú 0,56L deN,, narCNTP.Calcüle ã poÌ@nta gem,m ndsa, do ácidonaâìoírâ. IÂ29) Unã anostrâqu. conténácidoa-amino-acetico é subne$da à açãodeHNO,e ìibèrla4,92L dcNr, quea nasa da medid$a 27"C e I atì. Sabendo ahostn que.e{giuó de 18,?5B, deteminea poÈ eDlagen,m ndsa, do ácidou ano$ta.

AspÍoleÍnos As proteínas, também cíamzdas pútides, são composíosorgânicos de estrutura complexa e massamolecular elevada(entre 150O0e 20 0000O0),e sãosintetizadaspelosorganismos vivos atrâvés da cond€nsaçâode um número grande de moleculas de o-aminoácidos.

capíturo2

A estrutura das proteínas foi esclarecialapoÍ EÍill Fische\ que verificou seÍem essescompostos formâdos pela condensâçãoentre muitas moléculas de d-aminoácidosatÍavés de ligaçôesdenominadas/i gaçôespeptídicas. V elal R

;r i *r-c Ij HHHH

cí ?. -:ri-n -l ' -bu

c'o - -.j,,

oEâninoácÌdos 351

fl 85219tS ). yulos fischsÍfoi umd6 mâisnotáveii da 0uími$0ryânici. Esrúdou e rEhathou comBaaysr e,em| 892,suEd.uHoftmann comoprolesdtu 0uímica naUniveddado deBeÍlim. Dasmuilasp!$quìsas queÍmlilou.â mis impoÍtanlÈíoia queÍÊ$ultou ia doscc benadacstrútun dasprctelnas. o quepN sibilil0u â ÍdlizaÉodassínteses dâsses

duasmoléculasde a-aminoácidos dipeptídeo trêsmoÌéculasd€ d'aminoácidos tÌipeptideo müitasmoìóculasde a-âminoá€idos* polipeptideo Logo, asprotejnassãopolipeptideos qüeresultamdacondensação d€ milhâr€sdemolécuÌasde a-aminoácidos. Evidentemente, asproteinas,por hidrólise,oÌiginamumamisturadea-amìnoácidos. Assim é que,aquecendo umaproteína(porexemplo,a albuminaexistenleno ovo)duranteum tempoprolongado(24h) napresençadeácido ou basefortesdiluídos,elasedesdobraemseus o-aminoácidos.

O qüeocoïe comaproteínano oÍganismo? As proteínassãoessenciais àestrutura,ao funcionamentoeàÍepÍoduçãodetodasascélulasvivas,€,j untamentecom osglicídios(açúca.res) elipídios(óleosegorduÍao, constituem a aÌimentação básicadosanimah. No oÍganismohümano,asproteínas,duranteâ digestão,sehidrolisamcatalìticamente no eslômagosob â açâodape?sird(sucogástrico)e da t/|pj,r,a(sucopancreárico), e nointestino (duodeno) sob a ação dà ercpsìna. Comoa5proteínoste aprcsenwn? As proteínassãosubstâncias sólidas,incolores,irsolúveisem soÌventes orgânicos;algumassãosolúveisem água,enquantooutmssãosolúveisou em soluçõesaquosasdiluidasde sais,ou em soluções aquosas de ácidos,ou emsoluçôes aquosasdebases,produzìndos€mpre colóides. 'âs soluções dasproteinaspodemsereletrolisadas. Assim,aspÍoteínasentquehá predo--* mìnânciadegruposaminicospÍoduzemzÌÀ,itteríoffpositivos,quesedirigempara o cátodo (pólo negativo),ocorrendoumacatafoÍese.Por outro Ìado,asproteinasemquehápredominânciade gruposcarboxílicosproduzemzwitteriorÌsnegativos,quesedirigemparao ânodo (póÌopositivo),ocorrendouma anafoÍese.

352

uôidâdâio - amin* ô âúinóácidc

Onde ocotem as prcteírus? São muitas âs fontes, e o número de proteínasexistent€s na Naturezaé pÍatìcamenteinfinito, emborao rúmero de a-aminoácidosque as conÍituem seja basiante reduzido,em torno de 25. Isso ocoÍe porque o númerode associações dos a-amìnoácidossedá assim: . três a-aminoácidos diferentes,A, B e C, conduzema seistÌipeptideos: ABC, ACB, BAC, BCA, CAB e CBA. (3! = 3.2.1=ó) . quatio d-amiroácidosdiferentes,À, B, C eD, conduzema 24 tetrapeptideos. (4! = 4.3.2. r=24) . dezq-aminoácidos difer€ntes corduzema maisde três miÌhões(3628800)de deca peptideos,sem a incÌusãodos possiv€is isômerosópticos. (10! = t0.9 . 8 .7 .6. s.4.3.2. I = 3628800)

Sanguedosvertebrados Ovo, leite,sangìre ChifÌe, unha e cascode animâis Sanguedosinvertebrados Vegetais verdes

Como se classi,fícamas proteínasz As pÍoteinas são classificadasem homoprcíeínas, hetercprcteínas e proteínas deiya1:) Homoprcleínasl Tâmbém chamadasl,r.oíeínas simples,são aqu€lasque, por hidrólise,produzemsomente?-aminoácidos. De acordocom a solubiÌidade,as condiçõesde coagulação,o comporramento lrente a um âquecimento,as precipìtações com saisetc, sãoagrupâdâsem: São pÍoteínasde caráterbásico,solúv€isem águae incoaguÌáveis pelo calor. Exemplos: f sahina (espeÍmado salmão) (espermado estuÍjãoì 1 estorina do Ârenque) Lchupeinâ(espeÍma

São pÍoteínassolúveisem água, insolúveisem soluçãode amônia e coaguláveispelo Exemplos: íglobina (hemoglobina:corpúsculosangüjneo) lescombrina(espermade cavalo) c\ Albuninas: Sãoproteinassolúveisem água,solúveisem soluçõesdiluidasde saise coaguláveis pelo Exemplos: T ovalbumina(clara de ovo) tsorosangüineo) I soralbumina (ìeite) Llactalbumina

capituro2

os âmnoácidG

353

d) Globulinasi Sãoproteinasinsolúveisem água,solúveisem soluçõesde saise coaguláveis peÌocaÌor. Exemplos: lactogÌobulina(leìte) íovoglobulina(ovo) (soroglobüÌìna(soÌo sângüíneo) amandina(amêndoas) et Glutelinasi Sãoproteinasinsolúveisem águae soluçõesde sais,solúveisem soluçõesde ácidosou pelo calor. bâsese coagnláveis Exemplo: glutenina(tÍigo) f) Prclaminas ou gliadinasi São proteínasinsoÌúveisem água, soluçõesde sais,soluçõesde á€idose soluçõesde E\emplos: í zeína (milho) I tinina (malre) I eliadina (úrigo) g, Albuminóidesi São as proteinasque apÍesentamfunção de suporteou proteção;são insolúveiseú água,soluçõesde sais,soluçõesde ácido e soluçõesde bases. Eremplos: queratina(cabelo,cascos,unhâs,chifreo fibroina (seda) elastina(tendões) 29\ Hetercprcteínas: Sãoaquelasque,por hidÌólise,produzema-aminoácidos ao lado de outroscompostos denominzdos núcko prostétìco ott grupo ptostético. podemseÍg[icoproDe acordocom a naturezado grupo prostético,asheteropÍoteínas teínas,fosfoptuteínas, cromoproteínas e nucleoproteínasr

3P, Prcteínas dei|adasl SãoaquelasresuÌtantes da hidrólisepaÍcial de prot€inasnaturâis.Essasprot€inassão produzidasdurantea digestãodasproteinasnaturaisno organismo. Exemplos: proleanas proteínascoaguladas peptonas proteoses metaproteínas poÌipeptídeos

354

unidêdêío - aminâse amÌnoócidos

Como se caracteriza tma pÍoteína? Para reconhecermosuma pÍoteína, podemosutiÌizar as chamadasreaçõesde caracterização,das quaisas principaissâo: l:) Reaçtlo xaníoprotéica, As proteínasque contêm núcleo benzêniconâ suaestrutura, sob a ação de ácido nítrico (HNO3) concenüado,adquiremcoloraçãoamarcla.EssareaçãoocorrequandoacidentaÌmente cai HNOnói.) em nossapele. 2?\ ReaçAodo biweto: As pÍoteínas,sob aquecimentona pÍesençade saiscúpricos(por exemplo,o CuSOa)€ uma basealcalina(poÍ exemplo,o NaOH), âdquiÍemcolorâçõesespecíficas. 3i) Reaçãode Mi on: As proteínasque contêma tirosinana suaestrutura,sob âação de mercúrio,ácidonitrico (HNO3) e ácido nitroso(HNO:), e por aquecimento,pÍoduzemum precipitadopardo-avermelhado, 4!\ Reaçaode Colel As pÍoteínasque contêmo tÍiptofano na suaeslÍutuÍa,sob a âçãode ácìdoglioxitico

/o=^ C

^ z\ o\ , . Je acidosulfúrìco(H:SO.).adquiremcoloraçáoazul-violera. C t\ - ll u^ll/Qual é a estruturade umaproteí a? Com reÌação à estrutura das proteínas, temos que considerar três aspectos:ertrufrrd pdmti a- estntun secandàriae ?slruIura tercüiria. A esttutura pitltiria de uma proteína se r€fere à seqüênciade rcsíduosdos aminoócidos no polipeptídeo.Uma variaçãona seqüênciaconduz a uma proteinadiferente,coÍraçãobioqulmicadifereÍte. Assim, por exemplo,emboraa oxìtocinae a vasopr€ssina difiram entresi na seqüênciade ap€nasdois aminoácidos,a oxitocinapÌovocaas contÍações pÍovocaum aumentoclapressãosangüín€a. utednasenquantoa vasopressina Á êtàodeunÉUoteinadepüdedt tua esunuã

ns0pressna A0rÍocìna eavas0pÍessinasão duâs mìnipmreinas.

caphulo2

os êminôácÌdos 355

O cientista Linus Parlir,g e seus colaboradores deduziram,em 1951- de acordocom diagramasde difraçãode raiosX obtidosde pÍoteinascristaÌizadas -, que algÌrmasproteÍnas tem \ma estfüllrra secun' íJár'idde forma helicoidal,devidoàs pontesde hidroIsso ocorgênio estabelecidas intramolecuÌarmente. fibrosa5quesào re, por e\emplo.com a\ proìeÍnas Iongospolipeptideosfiliformes, dispostosem capas unidaspor pontesde hidÍogênio,formandofibrasinsolúveisem água.Dentreasproteinasfibrosas,pode_ mos citar a queratina(cabeÌo,unha, chifre, casco, penat e a miosina(múscuÌot.

de algümasproteínasmostlamquedeveexistirumaesld turu Eíciárìa Estudosrec€ntes seenrolamao redor de si mesmâs. bastantecomplexa,em qu€ as cadeiasde polipeptídeos da UniveÍsìdadede CambÍidge e PeÍutz, por Kendrew os cientistas Assim, exemplo, (InglaterÌa),deduzìrama eíÍutura terciáriada hemoglobina.

A orientaçãoespacialé vital para a funçãobioquimicade uma proteina.Como aspontesde hidrogèniosãoligaçõesfracas,um aquecimentopodeprovocaro rompimentodessas e terciáriasedesfazeme, com isso'a proteinâperligações;assim,as estruturassecundária geralm€nteirrev€rsível,é conhecidopoÍ denatura' fenômeno, dè a suaaçãobiológica.Esse um ovo: antesdo aquecimentoeleé so_ pode percebeÍ facilmente aquec€ndo que você çâo, ele setorna insolúvelna água. lúveÌem água;apóso aqÌrecimento

3 56

u .ìd "d . 1o

Áscam$humn!, dEpeüD, degrlinha, dehoierD. sã0fomadas deo aminoácidosl. Forpmtein (ássociaqõa PoÍquqen1ã0. a0t0mêínos came depDixe nãoíÌcamos com$medEpDixe? 0uãocomemN 6mEdBboiiã0 li.anoscon camedeboi? 0bseBel

AspÍoteinas dacamedèpeire apÍesentam 0samin0ócid6 A num.en. odem, soôiados

No no$oinr6tinoas prutei q@. nasdacamedepeúêsão lihsnndo bÍadas, os íespecli

0s aminoicidos liheÍados atm vssama pârede dointesrin0 e sã0hvad6atnuésdosansue porr0d00 noso.0Íp0,onde se assocEm novamÊnlo r0r mand0 as prcteinsdã n6s camqpoÉm,essssssúiação ss dâ ntnr odtn diÍe.enE.

Exelcíciosde oprcndizogem fre*lrF

[À30) Xstabehça a ÌisaÉopeplidica entft Íes moléculas EA32)PÌovocando a eleÍotore$d^ solDções dasseguin deácidoa-amino{tanóìm tesproteína!,paú qüepólosed;isemosrespectiGliciia):

H. C C' /

NHI

-os

EA3l) DeleÍninequanlospoÌipeprideos sefomam, sÍ0 considdaros isôftÌos ópticos,nas dsocìaçõs

a) pÌor€íBconpredoÌnináncia destupos- COOH b) pÍoteinas con pÌedomirância desropos NH: pÌircipalquenaDtÉ6a eÍruturase[43]) Qualóa Ìieãção cundárìâ deumapÌoÌeiDa? 84.34)0 quecamcledza a eslÌuluÌaprìníia deüna pÌoEA35)DeteiniiequecompoÍosselomam nâ hìdóÌke

a) seisa-aninoácidos dileEnles b) oito a-aminoácidos dilecntcs

a) honoproleinas

b) helsopÌoteínd

Asenzimos Châmamosde e/,?indsas proteinascomplexas(heteroproteinas ou proreinasderivadas)que atuâm como catalisadores nos pÍocessosbioÌógicos.Assim, as reaçõesque ocorr€m nos organismosvivos são catalisadaspelasenzimas.Em muitos casos,as enzimas atuamna própria céÌulaem quesãoformadas,dai seremchamadasde erzimasintrucelularcs ov eúdoenzìmas. Em outroscasos,atuamfom da céluÌaem qu€ sãopÍoduzidas,daí serem châmdda<de eral.naspxtrucelularctoD exoenztna\,

cápiruro2 - 03 aminoácidos 357

*WK

#t"::#"íos

qr.resaofacilmentedestruídospelo caloÌ (temperatuÍaaci-

:: lÏ"xï$1ff"Ìx;kïÂï?fi :#â: *ï$ãi"1f#.:ï'"'j',""*Ë:Ïâr:ii:ïï:iJ:: gl.*mH:t';.;; :ïffi ;ï,["i"ï":i1iìff i"ffiìf ,.. "",ì,ïïl,l;.*'::' a enzimaAssim: regenerando "';ÌlÌril rotre uá a.'aourameDto .enie, ou basesetc.

eiviì*iád "ffi#;ïr#: ;;df,ï,gij$Ïit;,k;.;;ï;ç nào-orotéica. der.oÍnin da coen ma.

dâ acomparação observe .rase'zimas,

;illïÏï#3ï::::ïlïo"il1$'llr"

"",",n"a cadeadoNote que o subsÍato (cadeado) substratócom 'rinaìteracla' "-r.ïi# "iiãii.ã!'do a erÌzima(chave)peÌmanece ãìigina o" proautos "

Ww&

-A.

-%n

altamenteespecíficos,o que, aliás, fica perfeitameÍte evi' "ut"lisadores "nzi_u. aot"rio.,poi"pa'ucad':9l'il:-(:i1":3:) d*emexistirpou' a*"iàïïïii" ""ãp"'"iáo ;;imas {cha\ei que se encai-\amadequadamenre ;;ì;"-;'fi;;;;;

I I r

,ào

Como as enzimassõo nomeadas? AnomenclatuÍaClasenamasefeitaapartÍ.lonomedosubstratosobÍeoqualatuam. seguidodâ terminaçãoare AssÌm: íureas€ (catalisa a hidrólise da uÍéia) lmaltase (cataÌisa â hidÍóÌise da maltose) em i/droldses(câtaliAs enzimas,conformeasreaçôesquecatalisam'sàoclassilicadas de óxido-reduçào) as Íeações sarnas iiaçoes âe ndrólise) e deg'odtes (catalisâm ExemDlos: amilaseelc' tniaroUses:lipase,mallase,lactase'pepsina urease' elc carolenase lilosinase calalase, ?imase' l,lesmotases:

358

uDidade1o

aminase aminoácidG

ffi Exelcícr'osde frxoção W EFI)

Dê a fórmula dos seguintesaminoáci

3,O g de ácido o amino-êtanóicorea gem completamêntêcom ácìdo nìtroso. Calculeo volumê de nitrogênioobtido, nas CNTP. EF4l Determinea massâ de ácido 4-aminopropanóiconec€ssáriaparareagÌ com ácido nìÍoso e produzn 6,72 L de ni úogënÌo, nas CNTP. EFsl 2,67 9 de ácido o-ãmino pÍopanóico rcagemcompletam€ntecom ácido ni Íoso. Oescubrâqual o volume de ni tro g êni oobti doa 27' C e 1,23 atm. EF6) Equacionea condensagãoque ocoÍe enÍê uma molóculado ácido d-aminoetanó|co s uma molécula do ácido a amino propanóico, pa.ã Íormsr um EF3)

a) glicina {ácido 2 amino,acétícoì bì alaniru {ácido2 amino,propanóico} c) serina(ácido2 amino 3-hidroxipro d) valina lácido 2 amino'3-metalbuta ê) ìeucina(ácidod amìno-y'metil-penf) ácido aspártico {ácido.-amino-butanodióico) g) ácido glutâmico {ácido a amino' pentânodióico) EF2l

Oual â equaçãocorespondente à ob tenção da etilaminã, pelo método de

m Êxercícloscomplementoresffi 1 )( PU C-S P )C onside raseq ue ás pr ot eí nâs s ãoc ons t it uí das dem o l é c u l a s h e n o r e s , d e v i d ã m e n r e i n t e r t È gádas.Relativam6nt6ô essãssubstânciasde menor massamolecular,indique: b) os grupos Íuncionaisquë êsião presêntêsnassuãs moléculas. 2) (UFOP-MG)Consìdereas estruturasabaixo:

cH,-cooH; I

cH3-cH2-

NH' i

o* 'C>o"

cH3coNH';

NH. I

fll

Ìodas as áhèrnativãs estão corrctas. *cete a) lé um áminoácìdoeênÍâ nâ composiçãodas proteínas. b) llé umããmina alifáticã€ ãorese.ta comDoriamento básico. c) lllé uma amìna eapresentaumâ iÍsaturáçãoem suâêsÍutura. d lVe um dlcoolë ãpresontacarbonosh.bridizsdosta.to narorma sp':tomo sp . e) Vá um Íenol e aDresenlacomoortámenÌo ácido3) {lTÁ SP)Ouãldasalternativasab.ixo rèpresentaolipo de ligaçãoresponsávelpero encadeamëntodas unidadesconstitúintesdâs próteí.as7 HH H

ll â) -C : C

C-C

c ) - C- N: N- CI

NHz

ttl

C CH3 H

OH b ) - c-o

e)-C-N

- c

d) -c

-N-c-

NHz 4ì {Vun6sp-SP) Escreval aì a sfórm! la s eííu túrâ is dâ ahina t êr c iár iae doés t er c om o m e n o r n ú m e r op o s s í v è l d eá t o m o sd ê bì os nomes dos com postos,utilizandoa nomenclalura oÍicial.

Câpitulo2 Osaminoá6idô3

359

a fórmulaestrutulaleonomêdê: 5l (vunespsP)Escreva pelo menosquaÍo álonos de carbononamolécula; a) umóster,com pelomenosq uaÍo áìomosdecarbononâ molécula b) umaâminasecundária,com pelãpresença' nâ moléculãdas queconstiluêmasprotêínassecâracterizãm 6) (UFMG)osôminoácidos Íunçóesamìnãë ácidocarboxilico. é: um êxêmplode aminoácido

cH3- c

ci cHr-cH2- cooH I Noz

NH- c H 3

NH, Í/ì-

d) cH, cooH I

b) cH3- coocH3

NHz 7) {UniÍap)Na ediçãodo ôuÌ/94 ds.evista slpêrinrerossanre,seçáoNotíciassuperinÌeressantès'saiü uma (um aminoácido) na Sâgitário 82' nota dizendo quôÍoram descobêrtosindicios dã prësençadê sìicina ãs esÍuturas que dáo orìgem às são aminoácidos Os uma nuvem de gás onde sô Íormam estrelas. proteínas,a basêda vidâ com essa descob€rtaabre_sea possibilidaded6 que a orisem davidã pode estâralém do nossosistemâsolâr,umá vezque aSagitário 82 estáÍoÍa doslimit€s dã via láctea Anomenclatura lupacda glicina é ácido 6minoetanóico Assinalêá álternttivá que spresentaaÍórmula esÍuturâlplaÍa da glicina

aì c H3 -NH-COOH

e) CH3 C-O-NH,

d ) c H ,-c o

b) cH,-cooH I

NH,

NHr

que agem sobre o sist€mã nervoso a) (Fuvest-SP)Abâixo sáo dadás as Íórmulas de doìs compostos um hormônìo animal, estimu_ adrenalÌna. (l) no chocolãtêè {ll} simoálico: B íenìl6tilamina,enconÍada

NH,

\C)ÌcH,-cH, flD HO

c H -c H ,-N H

CH 3

OH a) Escrevaa eqlação dâ Ìêâçãode BJeniletilaminacon ácido clorídrico pelã prÔpriedadefisiológica paÍtÌcular b) Oúaissão aslunçó€s ôrgànicasquedevem serresponsáveis

pêssoã se apaixona' o 9) (Cesgranriô RJ) No início de 1993, os iórnais noticiaram que, quãndo umô org an ismo sin tetizãum as ubs t ánc iaet ilÍ enilam ina,r e s p o n s á v e l p ê l a e x c i t 'ç á o c â r ã c r e r í s t i 6 a d a q u e r e estado.A classiicaçáoe o caráteÍq!ímico d€staamina são, Fspect'vam€nte:

)

a) b) c) d) e)

amin6 Primária;ácido, aminâ primádã;básico. amina secundóriâ;neutro amina secundária;ácÌdo ãmi.a secundáriaibásÌco