Química · 10.ª–12.ª classe

O que são as proteínas?

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  • 4 exemplos resolvidos
  • 5 exercícios com solução
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Resposta curta

As proteínas são macromoléculas formadas por cadeias de aminoácidos unidos por ligações peptídicas. Contêm carbono, hidrogénio, oxigénio e azoto (e, por vezes, enxofre). Desempenham funções estruturais, enzimáticas, de transporte, de defesa e de regulação. A sua forma tridimensional determina a função.

Definição e características

Uma proteína é um polímero natural: uma sequência longa de aminoácidos (as unidades de base) ligados em cadeia. As proteínas das células humanas são construídas com 20 tipos de aminoácidos diferentes. A ordem em que se encontram é determinada pela informação genética, e é essa ordem que torna cada proteína única.

A ligação peptídica

Quando o grupo carboxilo (−COOH) de um aminoácido reage com o grupo amina (−NH2) de outro, forma-se uma ligação peptídica (−CO−NH−) e liberta-se uma molécula de água (condensação).

Formação de péptidos

n aminoácidos → péptido com (n − 1) ligações peptídicas + (n − 1) H2O

  • Dipéptido: 2 aminoácidos (1 ligação). Tripéptido: 3 aminoácidos (2 ligações).
  • Polipéptido: cadeia longa. Chama-se proteína quando a cadeia adquire uma forma tridimensional estável e funcional.

Os níveis de estrutura

NívelO que éLigações envolvidas
Primáriasequência de aminoácidosligações peptídicas
Secundáriadobras locais regulares (hélice α, folha β)pontes de hidrogénio
Terciáriaenrolamento total da cadeia em 3Dinterações entre as cadeias laterais, incluindo pontes de dissulfureto
Quaternáriaassociação de várias cadeiasas mesmas interações entre cadeias diferentes

Funções das proteínas

  • Estrutural: colagénio (pele, tendões, ossos), queratina (cabelo, unhas).
  • Enzimática: as enzimas são proteínas que aceleram reações químicas das células.
  • Transporte: a hemoglobina transporta o oxigénio no sangue.
  • Defesa: os anticorpos reconhecem agentes estranhos.
  • Hormonal: algumas hormonas, como a insulina, são proteínas.
  • Contração: actina e miosina nos músculos.

Desnaturação

A desnaturação é a perda da estrutura tridimensional (secundária, terciária e quaternária) sem quebra das ligações peptídicas. Pode ser causada por calor, variações de pH, solventes ou sais de metais pesados. A proteína perde a função. Exemplo: a clara de ovo, transparente e líquida, torna-se branca e sólida ao cozer.

Teste de reconhecimento

O teste do biureto (solução alcalina de sulfato de cobre(II)) dá cor violeta na presença de ligações peptídicas, logo de proteínas.

Exemplos do quotidiano

  • Peixe, carne, ovos, leite: fontes de proteínas de origem animal.
  • Feijão, ginguba (amendoim), soja: fontes de origem vegetal.
  • Queijo: a caseína do leite coagula quando o pH desce ou com a ação de enzimas.
  • Cabelo e unhas: feitos de queratina.

Exemplos resolvidos

Exemplo 1 — Contar ligações peptídicas

Enunciado: Uma cadeia tem 100 aminoácidos. Quantas ligações peptídicas tem e quantas moléculas de água se libertaram na sua formação?

Resolução:

  1. Entre n unidades há n − 1 ligações.
  2. n = 100, logo 100 − 1 = 99 ligações.
  3. Cada ligação libertou uma molécula de água: 99.

Resposta: 99 ligações peptídicas e 99 moléculas de água. Verificação: para 2 aminoácidos, 2 − 1 = 1 ligação, o que está de acordo com o caso do dipéptido.

Exemplo 2 — Massa molar de um tripéptido

Enunciado: O aminoácido glicina (C2H5NO2) forma o tripéptido glicilglicilglicina. Calcule a sua massa molar. (M(C) = 12; M(H) = 1; M(N) = 14; M(O) = 16)

Resolução:

  1. M(glicina) = 2 × 12 + 5 × 1 + 14 + 2 × 16 = 24 + 5 + 14 + 32 = 75 g/mol.
  2. Três glicinas: 3 × 75 = 225 g/mol.
  3. Duas ligações peptídicas libertam 2 H2O: 2 × 18 = 36 g/mol.
  4. M(tripéptido) = 225 − 36 = 189 g/mol.

Resposta: 189 g/mol. Verificação: a fórmula do tripéptido é C6H11N3O4: 72 + 11 + 42 + 64 = 189.

Exemplo 3 — Desnaturação ou hidrólise?

Enunciado: Distinga o que acontece quando se cozinha um ovo e quando uma proteína é digerida no estômago e no intestino.

Resolução:

  1. No ovo cozido, o calor desfaz a estrutura 3D, mas a sequência de aminoácidos mantém-se (ligações peptídicas intactas): é desnaturação.
  2. Na digestão, as enzimas (proteases) quebram as ligações peptídicas, com adição de água: é hidrólise.

Resposta: cozer provoca desnaturação (perda da forma); digerir provoca hidrólise (quebra da cadeia em aminoácidos). Verificação: só na hidrólise a massa de cada fragmento diminui, porque a cadeia se parte.

Exemplo 4 — Teste do biureto

Enunciado: Dois tubos contêm uma solução de clara de ovo e uma solução de glicose. Ao juntar NaOH e algumas gotas de CuSO4, só um deles fica violeta. Qual e porquê?

Resolução:

  1. O biureto reage com as ligações peptídicas.
  2. A clara de ovo é rica em proteínas (albumina), com muitas ligações peptídicas.
  3. A glicose é um glícido e não tem ligações peptídicas.

Resposta: o tubo da clara de ovo fica violeta. Verificação: a glicose daria, com o mesmo reagente, a cor azul do cobre(II).

Erros frequentes

  • Chamar «proteína» a qualquer péptido. Um dipéptido ou tripéptido é um péptido; fala-se em proteína para cadeias longas com estrutura 3D funcional.
  • Pensar que a desnaturação quebra a cadeia. Só desfaz a forma; as ligações peptídicas mantêm-se.
  • Contar n ligações para n aminoácidos. O número de ligações é n − 1.
  • Ignorar a água libertada ao calcular a massa molar de um péptido.
  • Achar que só a carne tem proteínas. Há proteína no feijão, no amendoim, na soja e nos cereais, em menor quantidade.
  • Confundir proteína com enzima. A grande maioria das enzimas são proteínas, mas nem todas as proteínas são enzimas.

Exercícios propostos

Tente resolver primeiro no caderno; depois confira.

1Exercício 1

Quantas ligações peptídicas existem num péptido com 12 aminoácidos? Quantas moléculas de água se libertaram?

Ver solução

12 − 1 = 11 ligações peptídicas, e 11 moléculas de água.

2Exercício 2

Calcule a massa molar do dipéptido formado por glicina (75 g/mol) e alanina (89 g/mol).

Ver dica

Some as massas e subtraia a água.

Ver solução

M = 75 + 89 − 18 = 146 g/mol.

3Exercício 3

Explique por que razão uma proteína desnaturada pelo calor deixa de desempenhar a sua função, apesar de ter os mesmos aminoácidos.

Ver solução

A função depende da forma tridimensional (por exemplo, o sítio ativo de uma enzima). O calor desfaz as interações que mantêm a estrutura 3D, mas não a sequência. Perdida a forma, a proteína deixa de encaixar nas moléculas com que atuava, mesmo mantendo os mesmos aminoácidos.

4Exercício 4

Relacione cada proteína com a sua função: (a) hemoglobina; (b) colagénio; (c) anticorpo; (d) insulina.

Ver solução

(a) Transporte de oxigénio no sangue. (b) Função estrutural (pele, tendões, ossos). (c) Defesa do organismo. (d) Hormona que regula o nível de glicose no sangue.

5Exercício 5

Na hidrólise total de 1 mol de um tetrapéptido (4 aminoácidos), quantos mols de água se consomem e quantos mols de aminoácidos se obtêm?

Ver solução

Um tetrapéptido tem 4 aminoácidos e 3 ligações peptídicas. A hidrólise total quebra as 3 ligações e consome 3 mol de água, originando 4 mol de aminoácidos.

Perguntas frequentes

Qual é a diferença entre proteínas e conceitos parecidos?

Os aminoácidos são as unidades; os péptidos são cadeias curtas deles; as proteínas são cadeias longas com forma 3D estável. Os lípidos e glícidos são outras famílias de biomoléculas, sem ligações peptídicas.

Onde se aplicam as proteínas na prática?

Na alimentação (construção e reparação de tecidos), nas enzimas usadas na indústria alimentar, em fibras têxteis como a lã e a seda e nas vacinas e medicamentos baseados em proteínas.

Que erros os estudantes cometem sobre as proteínas?

Contar mal as ligações peptídicas, confundir desnaturação com hidrólise e esquecer a água libertada nos cálculos de massa. A secção «Erros frequentes» explica como evitá-los.

O que são aminoácidos essenciais?

São os aminoácidos que o organismo humano não consegue produzir em quantidade suficiente e que têm de vir da alimentação. A lista exata consta do seu manual; confirme-a aí.

Resumo

  • Proteínas são cadeias de aminoácidos unidas por ligações peptídicas (−CO−NH−).
  • n aminoácidos formam n − 1 ligações e libertam n − 1 moléculas de água.
  • Quatro níveis de estrutura: primária, secundária, terciária e quaternária.
  • A forma 3D determina a função; a desnaturação destrói a forma, não a sequência.
  • Funções: estrutural, enzimática, transporte, defesa, hormonal e contração.
  • O teste do biureto dá cor violeta com proteínas.

Onde aprofundar

  • O manual de Química (ou Biologia) da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
  • A obra aberta OpenStax Biology (em inglês), capítulo sobre macromoléculas biológicas.
  • A obra Lehninger Principles of Biochemistry, para um nível avançado.

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