3  Peptídios

3.1 Estrutura

      Observe a estrutura do peptídio Gly-Cys. Trata-se de um dipeptídio formado por uma ligação peptídica (ou amida) entre um resíduo de Glicina e outro de Cisteína.

      Assim como renderizado pelo JSmol como um applet para internete, moléculas variadas podem ser carregadas pelo Jmol instalado no computador, como mencionado no capítulo sobre Aminoácidos. Caso a estrutura desejada não seja encontrada por aqueles métodos, pode-se obtê-la por carregamento de seu código SMILES (Simplified Molecular Input Line Entry System), uma notação química simplificada. Alguns sítios apresentam o código SMILES de compostos, entre os quais o PubChem. Assim, para o dipeptídio Gly-Cys acima, pode-se carregar a estrutura no Jmol (ou mesmo do JSmol) a partir do Console, digitando seu código SMILES, como segue:

load $C(C(C(=O)O)NC(=O)CN)S

      Também se pode obter o nome da molécula em estudo neste material ou seu código SMILES de modo até mais simples: basta passar o mouse no hiperlink que contém o nome da molécula e observar sua chamada (model=) na parte inferior da janela do navegador.
      Comandos digitados para observações específicas podem ser efetuados em qualquer dos dois ambientes (Jmol ou JSmol). Exemplificando-se, tente uma representação mais simples para estrutura:

    wireframe only; wireframe 50; color cpk
     # e em seguida...
    cpk only;color translucent # cpk ou spacefill, modelo de preenchimento

      Retorne para a visualização da estrutura como varetas (wireframe), e identifique as cadeias laterais de ambos os resíduos, um -H para Gly e -CH\(_{2}\)-SH para Cys. Identifique também a ligação peptídica (amida formada entre o carboxilato de um aminoácido e o grupo amina do seguinte). Esta ligação C-N estará entre uma carbonila (-C=O) e uma amina (-NH) do esqueleto carbônico do modelo.

      Visualize agora outro peptídio, a cistina, quer pelo link fornecido, ou pelo código SMILES obtido para o Jmol ou JSmol. Observe quais aminoácidos o definem e veja que a ligação entre eles não é peptídica. Na verdade, formam uma ligação dissulfeto, típica da conformação de proteínas.

      A visualização dessas estruturas carregadas nem sempre está otimizada, sob o ponto de vista energético. Nesse sentido, o Jmol/JSmol possui um algoritmo para otimização de estruturas. Pra evidenciar isso, clique com o botão direito do mouse próximo à molécula e selecione Computation, Optimize structure. A dinâmica dos ajustes observados segue automaticamente dois campos de forças, MMFF94 ou UFF, dependendo do reconhecimento atômico (vide a documentação de scrip disponível).

3.2 Peptídios bioativos

      Agora experimente observação de alguns peptídios de importância metabólica. Para isso, carregue a glutationa, um dos principais antioxidantes intracelulares, função conferida essencialmente pelo grupo tiol do tripeptídio (glutamilcisteinilglicina). Mais fácil agora a identificação das ligações peptídicas ?

      Para outros peptídios de importância observe a creatina e depois a carnitina. Compare ambas as estruturas e observe de quais aminoácidos são derivadas.

      Visualize também a estrutura do dipeptídio sintético aspartame, um éster metílico de aspartil-fenilalanina largamente utilizado como adoçante. Por sua estrutura, reflita sobre o motivo pelo qual pessoas que possuem deficiência na enzima fenilalanina hidroxilase (diagnosticada pelo “teste do pezinho”) não podem consumi-lo.

3.3 Ligação Peptídica

      Localize os principais ângulos diedrais \(\phi\) (phi) e \(\psi\) (psi) na estrutura do dipeptídio Gly-Cys observado anteriormente (mas saiba que existem ainda os ângulos diedrais \(\omega\)-ômega e \(\chi\)-chi). O ângulo phi descreve a rotação na ligação N-C(\(\alpha\)) do grupo C(O)-N-C(\(\alpha\))-C(O), enquanto o ângulo psi descreve a rotação da ligação C(\(\alpha\))-C(O) no grupo N-C(\(\alpha\))-C(O)-N da ligação peptídica.

      Difícil ? Resumindo: a partir da ligação peptídica C-N, phi é o ângulo que “desponta” do N e psi o que “sai” do C. Ainda com problemas ? Para facilitar, identifique os átomos do modelo por:

label %a

      A ligação peptídica é apresentada entre os átomos C7 e N6.