Questão Q03 da 2ª fase da FUVEST 2012
Peptídeos são formados por sequências de aminoácidos, como exemplificado para o peptídeo a seguir:
Para identificar os dois primeiros aminoácidos desse peptídeo e também a sequência de tais aminoácidos, foram efetuadas duas reações químicas. Na primeira reação, formaram-se uma hidantoína e um novo peptídeo com um aminoácido a menos. Esse novo peptídeo foi submetido a uma segunda reação, análoga à anterior, gerando outra hidantoína e outro peptídeo:
O mesmo tipo de reação foi utilizado para determinar a sequência de aminoácidos em um outro peptídeo de fórmula desconhecida, que é formado por apenas três aminoácidos. Para tanto, três reações foram realizadas, formando-se três hidantoínas, na ordem indicada na página de resposta.
Preencha a tabela da página de resposta, escrevendo
a) as fórmulas dos três aminoácidos que correspondem às três respectivas hidantoínas formadas;
b) a fórmula estrutural do peptídeo desconhecido formado pelos três aminoácidos do item a).
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Resolução comentada
Observação: a tabela da página de resposta, com as três hidantoínas, não veio no enunciado. Por isso resolvo com o método geral. Chamo de R_1, R_2 e R_3 os grupos ligados ao carbono 5 do anel de cada hidantoína, na ordem de formação. Basta substituí-los pelos grupos que aparecem na tabela.
a)
A reação com fenilisotiocianato remove sempre o aminoácido da extremidade com o grupo \ce{-NH2} livre (N-terminal). Esse aminoácido sai do peptídeo na forma de hidantoína.
Na hidantoína, o carbono 5 do anel é o carbono \alpha do aminoácido. Ele traz o grupo R, o \ce{H} e a carbonila do anel, que veio do grupo \ce{-COOH}. O \ce{N} ligado a esse carbono é o nitrogênio do \ce{-NH2} original. O \ce{N} do anel que tem o grupo fenila e o \ce{C=S} vêm do fenilisotiocianato.
Para "desmontar" a hidantoína e recuperar o aminoácido, mantemos o carbono \alpha com seu grupo R e recolocamos \ce{-NH2} e \ce{-COOH}. Isso é o inverso da formação, como se vê nas hidantoínas 1 e 2 do enunciado. A primeira, com R=\ce{H}, vem da glicina. A segunda, com R=\ce{CH(CH3)2}, vem da valina.
Assim, os três aminoácidos, na ordem de formação das hidantoínas, são:
- \ce{H2N-CH(R_1)-COOH}
- \ce{H2N-CH(R_2)-COOH}
- \ce{H2N-CH(R_3)-COOH}
Resposta: cada hidantoína corresponde a \ce{H2N-CH(R)-COOH}, com R igual ao substituinte do carbono 5 do anel.
b)
A 1ª hidantoína é do aminoácido N-terminal, a 2ª é do aminoácido seguinte e a 3ª é do último. Esse último é o C-terminal e mantém seu \ce{-COOH} livre.
Os aminoácidos se unem por ligações peptídicas, \ce{-CO-NH-}. Cada ligação liga a carbonila de um aminoácido ao nitrogênio do seguinte:
Resposta: \ce{H2N-CH(R_1)-CO-NH-CH(R_2)-CO-NH-CH(R_3)-COOH}, com R_1, R_2, R_3 na ordem das hidantoínas.
Assuntos: peptídeos e ligação peptídica, aminoácidos, degradação de Edman.
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