UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA – UESB
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E EXATAS – DQE
DISCIPLINA: BIOQUÍMICA I
CURSO: FARMÁCIA
DOCENTE: MARIA PATRÍCIA MILAGRES
PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS DAS PROTEÍNAS
Evely Rocha Lima
Lenine Almeida Mafra
Jequié/BA
Junho de 2013
EVELY ROCHA LIMA
LENINE ALMEIDA MAFRA
PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS DAS PROTEÍNAS
Relatório apresentado no curso de graduação à
Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Campus
de Jequié, Curso de Bacharelado em Farmácia, para a
disciplina Bioquímica I.
Orientação: Professora Maria Patrícia Milagres.
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Jequié/BA
Junho de 2013
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ………………………………………………………….………………....4
2 OBJETIVO …..................…………………………………………………………..………6
3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL .............................................................................7
3.1 MATERIAIS UTILIZADOS ...............................................................................................7
3.2 SOLUÇÕES E REAGENTES .............................................................................................7
3.3 PROCEDIMENTOS ............................................................................................................7
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ..........................................................................................9
5 CONCLUSÃO ………………………………………………………………….………....12
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ……………………………………….………….13
1 INTRODUÇÃO
As proteínas são moléculas orgânicas que estão mais abundantes e importantes nas
células e perfazem 50% ou mais de seu peso seco. Elas se encontram em todas as partes de
todas as células, uma vez que são fundamentais sob todos os aspectos da estrutura e função
celulares. São os constituintes básicos da vida, seu nome deriva da palavra grega "proteios",
que significa "em primeiro lugar". Nos animais, as proteínas correspondem a cerca de 80% do
peso dos músculos desidratados, cerca de 70% da pele e 90% do sangue seco e, até mesmo
nos vegetais, as proteínas estão presentes. (PROTEÍNAS, s.d.).
Proteínas, assim como peptídeos, são polímeros de aminoácidos e, são formados a
partir da desidratação de aminoácidos que, ao perder água, liga-se a outro aminoácido através
de ligações peptídicas. Pertencem à classe dos peptídeos, pois são formadas por aminoácidos
ligados entre si por ligações peptídicas. Uma ligação peptídica é a união do grupo amino (-NH
2) de um aminoácido com o grupo carboxila (-COOH) de outro aminoácido, através da
formação de uma amida (PROTEÍNAS, s.d.).
Figura 1: Estrutura de uma proteína. Fonte: PROTEÍNAS, s.d.
As proteínas podem ser classificadas como proteínas simples ou proteínas conjugadas.
As proteínas simples são aquelas que contêm em sua composição apenas resíduos de
aminoácidos e nenhum outro tipo de grupo químico. Já as proteínas conjugadas, são as que
contêm componentes químicos que estão permanentemente associados, além dos
aminoácidos. A parte das proteínas conjugadas que não contêm aminoácidos são chamadas de
grupo prostético e, esse tipo de proteínas (as proteínas conjugadas) é classificado com base na
natureza química dos seus grupos prostéticos. Lipoproteínas, por exemplo, são proteínas
conjugadas que têm o seu grupo prostético formado por lipídios (LEHNINGER, 2007).
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Tabela 1: Proteínas conjugadas e seus grupos prostéticos
Fonte: http://www.universitario.com.br/celo/topicos/subtopicos/citologia/bioquimica/proteinas.html
Todas as proteínas apresentam vinte aminoácidos arranjados diferentemente em sua
composição e, devido a isso, desempenham inúmeras funções tais como estrutural,
enzimática, hormonal, de defesa, nutritivo, coagulação sangüínea e transporte. Caso ocorra
uma mutação genética, a forma e o funcionamento das proteínas serão afetados
(PROTEÍNAS, s.d.).
A estrutura das proteínas pode ser classificada como primária, secundária, terciária ou
quaternária e estas são responsáveis pelas suas propriedades. Sua estrutura primária possui
forma helicoidal graças a ligação de hidrogênio de um aminoácido com o oxigênio ou
nitrogênio de outro. A estrutura secundária de uma proteína é representada por dobras na
cadeia (α-hélice), que são estabilizadas por pontes de hidrogênio. Já a estrutura terciária,
caracteriza-se pelo seu arranjo tridimensional, ou seja, a forma como ela se “enrola”, no qual
envolve as distâncias na sequência de aminoácido. E por fim, a estrutura quaternária ocorre
quando quatro cadeias polipeptídicas se associam através de pontes de hidrogênio, como
ocorre na formação da molécula da hemoglobina (tetrâmero) (PROTEÍNAS, s.d.).
Figura 2: Níveis de estrutura nas proteínas. Fonte: LEHNINGER, 2007.
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Vale ressaltar que tais estruturas, ao serem desnaturadas, são alteradas. A desnaturação
consiste na utilização do calor, pH, através de alguns solventes orgânicos, detergentes, entre
outros, que interagem nas ligações fracas de uma proteína. Quando uma estrutura terciária,
por exemplo, passa por isso, ocorre o desenovelamento e, assim, promove a perda de sua
função.
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2 OBJETIVO
Analisar o efeito do aumento de temperatura na solubilidade de proteínas e observar o
aumento da solubilidade de proteínas pelo aumento da força iônica da solução (efeito “salting
in”). Além de, promover precipitação de proteínas em altas concentrações de sal (precipitação
por sulfato de amônio, efeito “salting out”), conceituar desnaturação protéica e analisar o
efeito do pH na solubilidade de proteínas.
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3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
3.1 MATERIAIS UTILIZADOS
- Becker
- Tubos de ensaio
- Bastão de vidro
- Bico de gás e tela de amianto
- Pipetas de 1, 2 e de 5 Ml
- Pipeta Pasteur
- Funil
3.2 SOLUÇÕES E REAGENTES
- Solução de caseína a 1%;
- Solução de ovalbumina
- NaCl 0,1 mol.L-1
- Solução saturada de sulfato de amônia
- Ácido tricloroacético
3.3 PROCEDIMENTOS
- PREPARO DA SOLUÇÃO DE OVALBUMINA:
Foi batida uma clara de ovo por alguns minutos e, em seguida, juntou-se água
suficiente para duplicar o volume obtido. Logo após, filtrou-se a mistura obtida.
- PARTE A: Precipitação pelo calor:
a) Pipetou-se 2 mL da solução de caseína 1% no tubo de ensaio nº1;
b) Pipetou-se 2 mL da solução de ovalbumina no tubo de ensaio nº2;
c) Aqueceram-se os dois tubos de ensaio em banho Maria de água fervente;
d) Observou-se e anotaram-se os resultados obtidos.
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- PARTE B: Precipitação com reagentes ácidos:
a) Pipetou-se 2 mL da solução de ovalbumina;
b) Pipetou-se 2 mL da solução de caseína 1%;
c) Adicionou-se, gota a gota, a solução de ácido tricloroacético 10%;
d) Observou-se e mediu-se o pH das soluções acima, após a precipitação;
e) Anotaram-se os resultados obtidos.
- PARTE C: Precipitação por ação da força iônica:
“Salting in”
a) Pipetou-se 3 mL da solução de ovalbumina em um Becker;
b) Adicionou-se solução de cloreto de sódio 0,1 mol.L-1, gota a gota;
c) Observou-se e anotaram-se os resultados obtidos.
“Salting out”
a) Pipetou-se 2 mL da solução de ovalbumina em um Becker;
b) Adicionou-se 2mL da solução saturada de sulfato de amônia;
c) Observou-se e anotaram-se os resultados obtidos;
d) Adicionaram-se 4 a 5 mL de água destilada;
e) Observou-se e anotaram-se os resultados obtidos.
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4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
- PARTE A: Precipitação pelo calor:
As proteínas são de fundamental importância para o ser vivo, exercendo inúmeras
funções nas células. Dentre as várias proteínas existentes estão a ovalbumina e a caseína. A
primeira pode ser encontrada no plasma sanguíneo servindo, principalmente, para ajustar a
pressão osmótica do sangue e controlar seu pH, e na clara do ovo. A segunda, por sua vez, é a
proteína predominante no leite da vaca que serve como anti-catabólico, ou seja, ajuda a
diminuir a perda de massa muscular.
Ao serem aquecidas, percebeu-se que a ovalbumina precipitou primeiro, indicando que
perdeu a sua estrutura tridimensional, logo, também suas propriedades. Vale ressaltar que tal
processo é irreversível. Já a caseína não se desnatura pelo calor. Ela apenas se precipita
através de ácidos ou por uma enzima proteolítica chamada renina.
- PARTE B: Precipitação com reagentes ácidos:
Quando se realiza o método de precipitação de proteínas por meio de ácidos,
geralmente se utilizam para este fim, ácidos fortes. Quando um ácido é adicionado,
conseqüentemente ocorre uma variação no pH e quando isso ocorre, é gerada uma
modificação na ionização dos grupos polares dos radicais e das moléculas de água, que
portanto, modifica também a interação da proteína com o meio. Sabe-se que a solubilidade de
uma proteína está diretamente ligada à sua interação com o meio em que ela se encontra.
Entretanto, a proteína pode ser encontrada em diferentes conformações, ou seja, ela pode
sofrer modificações constantes a partir das variações de pH. Quando essa variação do pH é
extraordinária, a proteína pode sofrer a perda da sua função, pois essa variação afeta
bruscamente a interação da proteína com o meio e entre si também. Isso ocorre, pois a
variação do pH é tão grande que causa uma modificação radical na conformação da proteína,
fato que a leva a um estado biologicamente inativo. Esse fenômeno que ocorre é chamado de
desnaturação. Vale ressaltar que, a desnaturação não é a clivagem da estrutura primária de
uma proteína, e sim das estruturas secundárias, terciárias e quaternárias. A desnaturação
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influencia as propriedades físicas e químicas das proteínas como, nesse caso, na solubilidade,
ou seja, uma proteína desnaturada é menos solúvel e mais fácil de precipitar em soluções.
No procedimento realizado, pode-se observar que a solução que continha a proteína
ovalbumina precipitou primeiro que a solução da proteína caseína. Pode-se dizer que a
solução de ovoalbumina desnaturou mais rápido devido a variações bruscas no pH e a caseína
demorou um pouco mais para ser desnaturada. Esse resultado se deve às propriedades físicas e
químicas de cada uma das duas proteínas utilizadas no experimento.
- PARTE C: Precipitação por ação da força iônica:
“Salting in”:
“Salting in”, também chamado de solubilização por sais, ocorre em baixas
concentrações de sais, ocasionando o aumento da solubilidade das proteínas. Ao se adicionar
sais neutros em uma solução, a força iônica aumenta. Se tais sais são adicionados em solução
que contenha proteínas, eles irão interagir com estas, diminuindo o contato proteína-proteína.
Logo, haverá um aumento da solubilidade da proteína em meio aquoso. Percebeu-se, então,
que a ovalbumina se solubilizou ao adicionar solução de cloreto de sódio 0,1 molL-1.
“Salting out”:
“Salting out”, também chamado de precipitação por sais, se caracteriza por ser um
processo que ocorre com altas concentrações de sais. Estes desidratam as proteínas, atraindo
para si as moléculas de água do meio. Em condições elevadas de força iônica, ou seja, ao se
adicionar grande quantidade de sal em uma solução proteica, a água apresenta maior
tendência em solvatar partículas menores, interagindo com o sal e deixando a proteína. Dessa
forma, diminui a sua solubilidade e forma um precipitado. Ao ser adicionado sulfato de
amônia ao béquer contendo solução de ovalbumina, ocorreu a precipitação.
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5 CONCLUSÃO
A partir dos procedimentos realizados em aula prática, foi possível observar que ao
analisar o efeito do aumento de temperatura na solubilidade de proteínas e observar o
aumento da solubilidade de proteínas pelo aumento da força iônica da solução ocorreu o que
se chama de efeito “salting in”. Ainda pode-se observar que a precipitação de proteínas em
altas concentrações de sal produz o que se denomina de efeito “salting out”. O experimento
realizado permitiu saber-se o que é a desnaturação protéica e verificar qual é efeito exercido
pelo pH na solubilidade de proteínas. Então, pode-se dizer que a prática foi realizada com
sucesso.
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6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
LEHNINGER, Albert Lester. Bioquímica. Vol. 1. Ed. Edgard Blücher LTDA, São Paulo
2007.
Trabalhos.
Proteínas.
PROTEÍNAS.
Disponível
em:
<http://www.enq.ufsc.br/labs/probio/disc_eng_bioq/trabalhos_pos2003/const_microorg/protei
nas.htm>. Acesso em 06 jun. 2013.
Bioquímica. Desnaturação. DESNATURAÇÃO DE PROTEÍNAS – BIOQUÍMICA –
INFOESCOLA. Disponível em: <http://www.infoescola.com/bioquimica/desnaturacao/>.
Acesso em 06 jun. 2013.
Conteúdos.
Química-vida.
PROTEÍNAS
–
SÓ
BIOLOGIA.
Disponível
em:
<http://www.sobiologia.com.br/conteudos/quimica_vida/quimica7.php>. Acesso em 06 jun.
2013.
Biologia. Proteínas. PROTEÍNAS. ESTRUTURA DAS PROTEÍNAS – BRASIL
ESCOLA. Disponível em: <http://www.brasilescola.com/biologia/proteinas.htm>. Acesso em
06 jun. 2013.
Citologia.
Bioquímica.
Proteínas.
PROTEÍNAS.
Disponível
em:
<http://www.universitario.com.br/celo/topicos/subtopicos/citologia/bioquimica/proteinas.html
>. Acesso em 06 jun. 2013.
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Alfa. Proteínas. PROTEÍNAS, IMPORTÂNCIA, TIPO, FONTE, O QUE É PROTEÍNA.
Disponível em: <http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/proteinas/proteinas.php>. Acesso
em 06 jun. 2013.
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7 ANEXOS
QUESTIONÁRIO
1. O que determina a estrutura terciária das proteínas e de que forma os agentes
desnaturastes interferem com elas?
Respondida na introdução.
2) Qual a diferença entre degradação e desnaturação de proteínas?
A desnaturação se caracteriza pela perda das estruturas secundária, terciária e quaternária,
perdendo assim suas funções através do calor ou alterações do pH. Enquanto que a
degradação é a remoção das partes de uma proteína que não exercem mais nenhuma função.
3) Freqüentemente um aumento de temperatura provoca um aumento na solubilidade
de sais inorgânicos e diversos compostos químicos. Entretanto, particularmente no caso
de proteínas, um efeito inverso é observado. Justifique esta afirmativa.
Respondida na discussão, em “Salting out”.
4) Você está trabalhando em um laboratório que investiga as propriedades funcionais da
enzima lipoxigenase. A eletroforese em géis de poliacrilamida revelou a presença de uma
proteína contaminante de MM 90.000 (similar ao MM de lipoxigenases) que possui um
pI 3 unidades mais básico do que o pI da lipoxigenase. Sugira um procedimento para
eliminar a proteína contaminante.
Precipitação por ácidos. Pois, com a adição de ácidos, o pH vai variar até que a proteína
seja desnaturada, conforme explicado na discussão da parte B.
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