Proteínas

As proteínas são as macromoléculas mais abundantes nas células e são formadas por aminoácidos. Esses aminoácidos se organizam em sequência e, dependendo da forma como são dispostos, originam diferentes tipos de proteínas, cada qual com uma função específica a ser desempenhada no organismo.

Cada proteína pode ser formada por uma sequência de 100 a muitos milhares de aminoácidos, por isso são chamadas de polipeptídeos. As proteínas são essenciais para o funcionamento do organismo porque estão envolvidas em uma infinidade de funções de regulação e comunicação entre todas as partes do corpo, participando de mecanismos de transporte de substâncias, transmissão de sinais entre as células e proteção contra agentes infecciosos.

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Resumo sobre proteínas

• As proteínas são macromoléculas formadas por uma sequência de aminoácidos.
• Por serem formadas por muitos aminoácidos, são chamadas de polipeptídeos.
• Dependendo da forma como os aminoácidos são dispostos, um tipo diferente de proteína é originado.
• Cada proteína possui uma função específica que é essencial para o funcionamento do organismo.
• As proteínas são classificadas com base em diferentes aspectos, como a função que desempenham, a forma que possuem ou a composição que possuem.
• De acordo com a função, alguns tipos de proteínas são as enzimas, os hormônios, os anticorpos, as proteínas-motriz, as proteínas estruturais e as proteínas transportadoras.
• De acordo a forma, elas podem ser classificadas em globulares e fibrosas.
• De acordo com a composição, elas podem ser classificadas em simples e conjugadas.
• São formadas por um conjunto específico de 20 tipos de aminoácidos.
• Sua estrutura possui quatro níveis de organização de complexidade: estrutura primária, secundária, terciária e quaternária.
• São importantes para regular e desempenhar diferentes mecanismos essenciais para a manutenção da vida.
• As leguminosas e os alimentos de origem animal são ricos em proteínas.
• O termo “proteína” foi primeiramente utilizado pelo químico holandês Gerardus Johannes Mulder.

Videoaula sobre proteínas

O que são proteínas?

As proteínas são as macromoléculas mais abundantes nos organismos, presentes em todas as células e em todas as estruturas celulares.

As proteínas são formadas de uma sequência de aminoácidos que, dependendo da forma e da sequência em que são ligados uns aos outros, são capazes de originar milhares de tipos de proteínas, cada qual com uma função específica.

Por serem moléculas muito grandes, as proteínas podem assumir diferentes conformações, isto é, apresentar estruturas diferentes, denominadas: estrutura primária, quando não assumem uma forma tridimensional; quando apresentam essa conformação tridimensional, são denominadas estrutura secundária, estrutura terciária ou estrutura quaternária.

Qual a função das proteínas?

As proteínas possuem funções diversas que estão diretamente relacionadas à sua estrutura. Dentre as muitas funções desempenhadas pela proteína, estão:

• transporte de moléculas entre as células do organismo;
• regulação de órgãos e tecidos;
• proteção contra antígenos;
• aceleração de reações químicas dentro das células;
• suporte e sustentação de células e tecidos;
• produção de movimento por meio das contrações musculares;
• recepção e transmissão de sinais entre as células;
• armazenamento de moléculas e íons.

Quais são os tipos de proteínas?

São milhares os tipos de proteínas presentes em uma célula, cada qual responsável por coordenar uma função diferente de acordo com a sua estrutura. As proteínas podem ser classificadas com base em diferentes aspectos, como função, forma e composição.

→ Tipos de proteínas de acordo com a função

De acordo com a função que desempenham, alguns tipos de proteínas são:

• Enzimas: são estruturas-chave nos processos de reações celulares e funcionam como catalisadoras das reações químicas que acontecem dentro das células, permitindo que as atividades celulares sejam realizadas adequadamente. São exemplos de enzima a lipase e a pepsina.
• Hormônios: regulam diversas atividades que acontecem no organismo pelo controle do funcionamento de órgãos e tecidos, regulando o metabolismo, o desenvolvimento do indivíduo e mantendo o funcionamento adequado do organismo como um todo. São exemplos de hormônio a progesterona e a testosterona.
• Anticorpos: são proteínas produzidas pelo sistema imunológico e que possuem papel crucial na defesa do organismo. Os anticorpos são capazes de se ligar aos antígenos (estruturas estranhas às células, como patógenos ou toxinas), impedindo que as células sejam infectadas e destruídas.
  Proteínas-motriz: são responsáveis pelos movimentos das células e tecidos, como as proteínas actina e miosina, que coordenam as contrações musculares.
• Proteínas estruturais: são capazes de oferecer suporte e sustentação para as células e os tecidos. São proteínas estruturais o colágeno, a elastina, a tubulina e a queratina.
  Proteínas transportadoras: transportam substâncias entre as células e todo o organismo. A hemoglobina, por exemplo, é uma proteína transportadora presente no sangue e responsável por transportar o oxigênio para todas as células e os tecidos do corpo.

→ Tipos de proteínas de acordo com a forma

De acordo com a forma que possuem, as proteínas podem ser classificadas em:

• Globulares: as cadeias polipeptídicas se encontram firmemente dobradas, assumindo uma forma esférica, e normalmente são solúveis em água. São exemplos as enzimas, a albumina e a hemoglobina.
• Fibrosas: apresentam forma alongada e desempenham basicamente um papel estrutural nos sistemas biológicos, isto é, oferecem suporte e sustentação às células, aos tecidos e aos órgãos. São exemplos o colágeno (proteína que forma o tecido conjuntivo) e a queratina (proteína presente no cabelo e nas unhas).

→ Tipos de proteínas de acordo com a composição

De acordo com a sua composição, as proteínas podem ser classificadas em:         

• Simples: quando são formadas apenas por cadeias polipeptídicas formadas, por sua vez, por aminoácidos.
• Conjugadas: quando, além de serem formadas por cadeias polipeptídicas, possuem em sua composição um grupo prostético, um radical não peptídico.

Importante: As proteínas, ainda, podem ser classificadas de acordo com a natureza química das estruturas que as formam. As lipoproteínas, por exemplo, possuem lipídeos em sua constituição, as glicoproteínas contêm grupos de açúcares, e as metaloproteínas são formadas por um metal específico.

Composição das proteínas

As proteínas são formadas por uma sequência de aminoácidos. Esses aminoácidos são unidos uns aos outros por uma ligação covalente específica, a ligação peptídica, formando uma sequência linear característica das proteínas em sua estrutura primária.

Todas as proteínas que compõem os seres vivos são formadas por um conjunto de 20 tipos de aminoácidos. Esses mesmos 20 aminoácidos se organizam em combinações e sequências diversas, formando proteínas completamente diferentes umas das outras, cada qual com uma função específica a ser desempenhada no organismo.

Todos os aminoácidos são formados por um grupo carboxila (COOH), situado na extremidade C-terminal, e um grupo amina (NH2), situado na extremidade N-terminal, ligados a um átomo de carbono. Diferem entre si com base nas cadeias laterais, ou grupos R, que variam a sua estrutura e outras características em cada aminoácido. É com base no grupo R que cada um dos 20 aminoácidos que compõem as proteínas é classificado. São eles:

• glicina;
• alanina;
• prolina;
• valina;
• leucina;
• isoleucina;
• metionina;
• fenilalanina;
• tirosina;
• triptofano;
• serina;
• treonina;
• cisteína;
• asparagina;
• glutamina;
• lisina;
• histidina;
• arginina;
• aspartato;
• glutamato.

Estrutura das proteínas

A estrutura das proteínas pode ser descrita em quatro níveis de complexidade que seguem uma hierarquia estrutural: primária, secundária, terciária e quaternária. Entenda um pouco sobre cada uma dessas estruturas a seguir.

• Estrutura primária: quando os aminoácidos estão ligados em sequência por meio de ligações covalentes (ligações peptídicas), formando uma cadeia polipeptídica, temos a estrutura primária de uma proteína. As ligações peptídicas são formadas por meio da ligação do grupo carboxila de um aminoácido com o grupo amina de outro aminoácido, ocorrendo também a liberação de uma molécula de água. A estrutura primária é a sequência específica de aminoácidos que forma a proteína e que é muito importante, pois é ela quem determina a função e as propriedades biológicas da proteína.
• Estrutura secundária: a estrutura primária da proteína dobra-se sobre si, formando a estrutura secundária, em que os aminoácidos estão arranjados de forma estável, formando padrões. Esses padrões são denominados ⲁ-hélice e folha ꞵ.
• Estrutura terciária: é o arranjo tridimensional de todos os átomos da proteína que se encontra dobrada. Essa conformação é mantida por meio de interações fracas e ligações dissulfeto.
• Estrutura quaternária: quando uma proteína é formada por duas ou mais subunidades, a forma como essas subunidades se organizam tridimensionalmente no espaço é chamada de estrutura quaternária. 

Para saber mais detalhes sobre a estrutura das proteínas, clique aqui.

Qual a importância das proteínas?

As proteínas são essenciais para o funcionamento adequado das células de todo o corpo, pois são responsáveis por controlar praticamente todos os processos que nele ocorrem e por desempenhar uma infinidade de funções no organismo. Sem elas o nosso organismo não seria capaz de exercer suas funções e a vida não existiria da forma como a conhecemos.

As proteínas estão presentes no controle e desempenho de uma série de mecanismos que acontecem tanto em nível celular como em nível sistêmico, isto é, no corpo como um todo. Esses mecanismos variam entre a recepção e transmissão de sinais entre as células; a proteção contra patógenos; a sustentação das células e dos tecidos; o transporte de substâncias entre as células; o funcionamento de órgãos e tecidos; o controle das contrações musculares; e outras tantas funções essenciais para que o organismo se mantenha vivo.

Veja também: Vitaminas — moléculas orgânicas essenciais para o funcionamento adequado do nosso organismo

Lista com alimentos ricos em proteínas

→ Alimentos de origem animal ricos em proteínas

Para uma alimentação saudável e balanceada, devemos consumir alimentos ricos em proteínas encontradas abundantemente em alimentos de origem animal, como:

• carne bovina;
• queijos;
• carne de frango;
• carne de porco;
• peixe;
• ovos.

→ Alimentos de origem vegetal ricos em proteínas

Os vegetais são também uma rica fonte de proteínas. As leguminosas, por exemplo, são abundantes em proteínas. Veja alguns exemplos de vegetais ricos em proteínas:

• soja;
• feijão;
• ervilha;
• milho;
• arroz;
• batata;
• banana;
• gelatina;
• cenoura;
• laranja;
• mandioca;
• maçã.

História das proteínas

A história das proteínas tem seus primeiros registros no século XVIII, quando foi descrita a capacidade de coagulação de certos alimentos em altas temperaturas ou quando em meio ácido, como a clara de ovo, o sangue e o leite.

O químico holandês Gerardus Johannes Mulder (1802-1880) foi o primeiro estudioso a utilizar o termo “proteína” para se referir a essas substâncias que coagulavam em determinadas condições. Mais tardiamente, em 1902, o químico alemão Franz Hofmeister (1850-1922) sugeriu que as proteínas seriam formadas por uma sequência de aminoácidos.

Linus Pauling (1901-1994) e Robert Corey (1897-1971) foram dois importantes estudiosos que também se dedicaram a estudar as proteínas e como se dão os níveis de complexidade estrutural e de conformação dessas estruturas. Foi no final de 1938 que Pauling e Corey iniciaram os estudos que lançariam as bases do que hoje conhecemos sobre as estruturas das proteínas. É importante apontar, nesse sentido, que o século XX foi um período de grandes avanços dentro do estudo das proteínas, pois surgiram técnicas avançadas que possibilitaram o estudo detalhado dessas estruturas.

Atualmente, o estudo das proteínas é feito por meio de novas tecnologias e continua tendo grande relevância, sendo essencial para aprofundar os conhecimentos sobre o funcionamento dessas estruturas e entender de forma mais completa os processos complexos que ocorrem nos seres vivos.

Fontes

ALMEIDA, V. et al. Análise qualitativa de proteínas em alimentos por meio de reação de complexação do íon cúprico. Química Nova na Escola, v. 35, n. 1, p. 34-40, 2013.

EKMAN, L. R. M. J. Estrutura das Proteínas. E-disciplinas USP, 2016. Disponível em: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/5198887/mod_resource/content/0/Aula%20Prote%C3%ADnas%20Estrutura%202016.pdf.

FOOD INGREDIENTS BRASIL. Dossiê Proteínas. Food Ingredients Brasil, n 22, 2012. Disponível em: https://revista-fi.com/upload_arquivos/201606/2016060218449001464976098.pdf.

NELSON, D. COX, M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 6ª edição. Porto Alegre: Artmed, 2014.