Proteínas: o que são, exemplos, tipos e funções

Revisão por Rubens Castilho

Professor de Biologia

As proteínas são nutrientes essenciais ao organismo humano, que consistem em macromoléculas biológicas formadas por uma ou mais cadeias de aminoácidos.

Mais da metade do peso seco das células de todos os seres vivos é composta por proteínas, uma das macromoléculas biológicas de maior importância.

Essas macromoléculas são abundantemente encontradas em alimentos de origem animal.

Composição das proteínas

A composição e outras características das proteínas são objeto de estudo da bioquímica, que é uma subdisciplina da biologia.

Na composição química da proteína há: carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio. Também pode ser encontrado enxofre em sua estrutura, além de ferro, zinco e cobre.

As proteínas são compostas por um conjunto de aminoácidos que estão ligados entre si de forma covalente.

Uma longa cadeia de aminoácidos é um polipeptídio.

Essas ligações entre os aminoácidos são designadas de ligações peptídicas.

As ligações peptídicas ocorrem entre o grupo amina (composto orgânico derivado da amônia) de um aminoácido e o grupo carboxila (componente dos ácidos carboxílicos) de outro.

C = Carbono; H= Hidrogênio; O=Oxigênio; N= Nitrogênio; R= Grupo R ou Cadeia lateral (identidade do aminoácido).

Existem 20 aminoácidos que se combinam de maneiras diferentes para formarem as mais diversas proteínas de um organismo. Desses 20, nove são essenciais, ou seja, só é possível obter através da alimentação.

Saiba mais sobre aminoácidos.

Tipos de proteínas

As proteínas podem ser classificadas em dois grupos tendo em conta a função que desempenham no organismo: proteínas dinâmicas e proteínas estruturais.

Proteínas dinâmicas

As proteínas dinâmicas têm como função defender o organismo, transportar substâncias, catalisar reações e controlar o metabolismo.

Proteínas estruturais

As proteínas estruturais têm como principal função formar a estrutura das células e dos tecidos do corpo.

Classificação das proteínas

A classificação das proteínas varia de acordo com as caraterísticas da molécula, por exemplo:

Classificação quanto à composição

Quando o objeto de estudo é a composição das proteínas, elas podem ser classificadas em dois grupos:

• Proteínas simples: são aquelas que durante a hidrólise só liberam aminoácidos.
• Proteínas conjugadas: são as proteínas que, durante a hidrólise, liberam aminoácidos e um radical não peptídico.

Classificação quanto ao número de cadeias polipeptídicas

Relativamente ao número de cadeias polipeptídicas, as proteínas podem ser classificadas como:

• Proteínas monoméricas: são as proteínas que só possuem uma cadeia polipeptídica.
• Proteínas oligoméricas: são as proteínas formadas por mais de uma cadeia polipeptídica.

Classificação quanto à forma

No que diz respeito à forma, as proteínas podem ser classificadas em dois tipos:

• Proteínas fibrosas: nas proteínas fibrosas, as cadeias polipeptídicas se enrolam como se fossem uma corda. Uma das características das proteínas fibrosas é que elas não são solúveis em soluções aquosas. Além disso, são responsáveis pela força e pela flexibilidade das estruturas onde estão presente. Exemplos de proteínas fibrosas: queratina, colágeno
• Proteínas globulares: as cadeias polipeptídicas das proteínas globulares se dobram em formato aproximadamente esférico ou como o próprio nome indica, globular, fazendo com que se assemelhem a um globo. As proteínas globulares geralmente são solúveis em soluções aquosas. Exemplos de proteínas globulares: hemoglobina, enzimas.

Imagens de uma proteína fibrosa e de uma proteína globular

Saiba mais sobre hemoglobina e enzima.

Estrutura das proteínas

No que diz respeito à estrutura da molécula da proteína, veja como ela pode ser classificada:

Estrutura primária

A estrutura primária é determinada geneticamente. Trata-se da estrutura mais simples de todas, onde os aminoácidos estão dispostos de forma linear.

Estrutura secundária

Para que uma estrutura proteica seja secundária, a estrutura primária deve possuir aminoácidos ligados entre si de forma covalente. Assim sendo, as moléculas podem sofrer rotações e por fim autointeragir de três formas:

• Alfa-hélice: assume forma helicoidal quando ocorrem ligações de hidrogênio entre os aminoácidos.
• Folhas-beta: quando ocorrem ligações de hidrogênio entre aminoácidos e a consequente geração de uma estrutura folhear e rígida.
• Laços: são estruturas não regulares no núcleo e sua formação dá-se fora do dobramento da proteína.

Estrutura terciária

Dá-se quando o desdobramento da estrutura secundária se dispõe no espaço de forma tridimensional.

Estrutura quaternária

Essa estrutura tem lugar por meio de uma interação entre cadeias polipeptídicas idênticas ou não, que se agrupam e formam uma estrutura tridimensional única.

Funções das proteínas

As proteínas têm um papel fundamental no organismo. São elas que constituem a base do material que forma órgãos e tecidos, bem como a base da formação dos ossos, cabelos, dentes, etc.

A função da proteína varia de acordo com sua forma e sua estrutura. Praticamente todas as funções das células precisam ser intermediadas por proteínas.

Confira abaixo algumas das principais funções das proteínas.

• Estruturar as células;
• Atuar como enzimas e com isso acelerar reações químicas;
• Transportar moléculas e íons;
• Armazenar substâncias;
• Auxiliar o movimento de células e tecidos;
• Construir e reparar tecidos;
• Participar na regulação gênica;
• Provocar a contração muscular através da ação de dois tipos de proteína: miosina e actina;
• Defender o organismo (os anticorpos são tipos de proteínas);
• Transportar oxigênio (a hemoglobina é a proteína que transporta o oxigênio pelo organismo);
• Fornecer energia;
• Atuar na regulação do metabolismo na forma de hormônios.

Características das proteínas

Uma das principais características das proteínas é uma capacidade designada de desnaturação. A desnaturação consiste na alteração irreversível das propriedades das proteínas quando elas são aquecidas ou agitadas.

No que diz respeito ao corpo humano, é o segundo maior componente do organismo, ficando atrás apenas da água.

As características das proteínas diferem conforme a sua origem: as de origem animal têm um valor biológico superior; são consideradas proteínas completas, com todos os aminoácidos essenciais em quantidades e proporções ideais.

As proteínas e a alimentação

Quando ingerimos um alimento, o aproveitamento das proteínas por parte do nosso organismo dá-se por meio da digestão.

Na digestão, as proteínas são expostas a um ácido e às enzimas (pepsinas) e assim ocorre a hidrólise.

Quando submetidas ao calor excessivo e agitação, por exemplo, as estruturas secundárias e terciárias sofrem alterações irreversíveis e com isso, perdem suas propriedades. Por esse motivo certos alimentos perdem seu poder nutricional quando são cozidos.

As proteínas podem ser de origem animal e de origem vegetal.

Conheça as principais características dessas proteínas.

Alimentos ricos em proteína animal

Confira abaixo uma lista com exemplos de alimentos proteicos de origem animal.

• Atum;
• Camarão;
• Carne vermelha;
• Frango;
• Ovos;
• Peru;
• Porco;
• Iogurte;

Alimentos ricos em proteína vegetal

Confira abaixo uma lista com exemplos de alimentos proteicos de origem vegetal.

• Amêndoa;
• Soja;
• Grão-de-bico;
• Aveia;
• Brócolis;
• Ervilha;
• Quinoa;
• Feijões;
• Lentilhas;

Dentre os alimentos de origem vegetal, há também algumas frutas ricas em proteínas:

• Abacate
• Ameixa seca
• Banana
• Damasco seco
• Figo
• Framboesa
• Goiaba
• Jabuticaba
• Jaca
• Laranja
• Melão
• Uva passa

Digestão de proteínas

O processo de digestão das proteínas começa no estômago. O ácido clorídrico nele presente inicia o processo desnaturando as proteínas, ou seja, destruindo as ligações de hidrogênio de sua estrutura.

Depois disso, as cadeias proteolíticas perdem sua forma e são submetidas à ação das enzimas. Nesse ponto, a enzima pepsina faz com que as proteínas se transformem em moléculas menores, ou seja, a pepsina causa uma degradação parcial da proteína e hidrolisa as ligações peptídicas.

A segunda etapa da digestão das proteínas ocorre no intestino delgado. Nele, as proteínas são submetidas às ações das enzimas pancreáticas. Depois disso, os peptídeos e aminoácidos são absorvidos e levados ao fígado.

Enzimas que participam da digestão de proteínas

A porcentagem de proteínas liberada pelo organismo sob a forma de fezes corresponde a cerca de 1% da quantidade ingerida.

Síntese de proteínas

A síntese das proteínas é um processo determinado pelo DNA, no qual as células biológicas geram novas proteínas. Isso ocorre em todas as células do organismo.

Durante o processo, ocorre uma transcrição do DNA por parte do RNA mensageiro e, em seguida, uma tradução dessa informação por parte dos ribossomos e do RNA transportador, que leva os aminoácidos.

A sequência de aminoácidos determina a formação da proteína.

A síntese de proteínas é dividida em três fases: transcrição, tradução e ativação de aminoácidos.

Saiba mais sobre RNA e DNA.

Transcrição

Na fase de transcrição, o RNA mensageiro (RNAm) transcreve a mensagem do cístron (parte do DNA).

A enzima polimerase do RNA estabelece ligação com um complexo enzimático. A dupla hélice é desfeita e com isso as ligações de hidrogênio que ligam as bases das cadeias são desfeitas.

Depois disso, começa o processo de síntese de uma molécula de RNAm. Durante esse processo, ocorrem as formações de pares entre as bases:

• adenina do DNA com uracila do RNAm.
• timina do DNA com adenina do RNAm.
• citosina do DNA com guanina do RNAm e assim sucessivamente.

Ao fim, a molécula RNAm se separa da cadeia do DNA (que por sua vez volta a ter ligações de hidrogênio) e a dupla hélice é restabelecida.

Antes de sair do núcleo, o RNA é maturado ou processado. Algumas de suas partes são removidas e as que se mantêm estabelecem ligações entre si e formam um RNA maturado.

Esse RNA possui a codificação dos aminoácidos e pode passar ao citoplasma, que é a parte da célula onde ocorrerá a fase de tradução.

Tradução

É nesta fase que as proteínas são formadas.

A fase de tradução acontece no citoplasma da célula e consiste em um processo onde a mensagem presente no RNAm é decodificada no ribossomo.

Ativação dos aminoácidos

Durante o processo de tradução, entra em cena o RNA Transportador (RNAt). Ele é assim designado pois tem a função de transportar os aminoácidos do citoplasma até os ribossomos.

Os aminoácidos são então ativados por determinadas enzimas que estabelecem uma ligação com o RNAt, dando origem ao complexo aa-RNAt.

Eletroforese de proteínas

A eletroforese de proteínas é um exame que consiste na separação das proteínas encontradas na urina (proteínas urinárias) ou no soro sanguíneo (proteínas séricas).

Trata-se de um exame utilizado para detectar ausência, redução ou aumento de proteínas, para além de detectar, também, a presença de proteínas anormais. Esse exame auxilia no diagnóstico de doenças que afetam a absorção, a perda e a produção de proteínas.

Uma quantidade irregular de proteínas pode indicar, por exemplo, problemas renais, diabetes, doenças autoimunes ou câncer.

A medição da quantidade de proteínas totais pode indicar também o estado de nutrição de um indivíduo.

Excesso de proteína no organismo

A ingestão de proteínas deve ser moderada, pois em excesso ela pode resultar em problemas de saúde. Um organismo que tenha uma quantidade excessiva de proteínas pode gerar danos aos rins (como, por exemplo, pedras) e desenvolver doenças como arteriosclerose e osteoporose, apresentar aumento de peso e problemas no fígado.

Por esse motivo, é preciso ter bastante cautela ao seguir a chamada “dieta da proteína” (dieta com base em alimentos que são boas fontes de proteínas), pois o consumo não pode ser exagerado.

Pouca proteína no organismo

Se por um lado uma quantidade excessiva de proteínas no organismo é prejudicial ao corpo, uma quantidade muito baixa também é nociva.

Um dos efeitos causados pela baixa quantidade de proteína no organismo é, por exemplo, atrofia de uma parte do sistema nervoso central.

Além disso, o indivíduo também pode apresentar redução de peso, sensação constante de cansaço, dores musculares, problemas de cicatrização, perda de cabelo, etc.

Curiosidades

As proteínas musculares

O consumo de alimentos ricos em proteínas é de fundamental importância para quem se exercita com a intenção de ganhar massa muscular.

Durante os exercícios com peso, ocorre uma ruptura de proteínas no tecido dos músculos. Para que ocorra a reparação desses tecidos, o organismo vai buscar as proteínas existentes da dieta.

Por esse motivo, é essencial que um indivíduo que se exercita e quer alcançar determinado crescimento muscular ingira alimentos ricos em proteínas de forma regular ao longo do dia.

Algumas pessoas recorrem ao uso de suplementos de proteína para complementar a ingestão diária recomendada.

No entanto, essa utilização deve ser acompanhada por um especialista em nutrição que, paralelamente, terá em conta os hábitos de alimentação da pessoa, seu estilo de vida e a modalidade esportiva praticada, dentre outros.

Alergia à proteína do leite de vaca

A alergia à proteína do leite de vaca, também conhecida como APLV, é considerada a alergia alimentar mais frequente. Estima-se que 2,2% das crianças apresentem o quadro de APLV nos primeiros anos de vida.

Trata-se de uma reação alérgica que o organismo tem não só quando em contato com o leite de vaca, mas também quando em contato com seus derivados.

Veja também o que significa vegano e o que um vegano come.

Essa reação pode se manifestar de três formas diferentes: IgE mediada, não IgE mediada ou mista.

Confira abaixo algumas características de cada uma das formas de manifestação: