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title: "Aminoácidos e proteínas"
book: "Biologia universitária — 1.º ano"
subject: biology
language: pt
chapter: 12
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/12-aminoacidos-e-proteinas
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# Capítulo 12 — Aminoácidos e proteínas

Cozinhe um ovo e a clara transparente fica opaca e firme; nada foi acrescentado nem retirado, mas cada molécula de [proteína](#def-b1-proteins-peptide) dela se desdobrou e se emaranhou com as vizinhas. Esfrie-o e ele continua cozido. E no entanto uma enzima pequena, desdobrada com cuidado num tubo de ensaio e depois deixada em [tampão](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#def-b1-water-small-molecules-buffer) simples, volta a se dobrar em poucos minutos exatamente na forma funcional dela, sem ajuda de nada: a forma estava escrita na cadeia. As [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) são as moléculas trabalhadoras da [célula](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/5-a-celula-unidade-da-vida#def-b1-cell-unit-of-life-cell) — as enzimas, as bombas, os motores, os arcabouços, os anticorpos, os hormônios — e cada uma delas é uma cadeia de [aminoácidos](#def-b1-proteins-aminoacid) dobrada numa forma que a sequência dela dita. Este capítulo descreve os vinte [aminoácidos](#def-b1-proteins-aminoacid), a ligação que os une, os quatro níveis de estrutura das [proteínas](#def-b1-proteins-peptide), o dobramento que transforma uma cadeia numa máquina, o comportamento cooperativo das [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) de várias subunidades, e os métodos com que as [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) são separadas e vistas.

## 12.1 Aminoácidos

**Definição 12.1 (Aminoácido).**

Um *aminoácido* tem um *carbono $\alpha$* central que carrega um grupo amino ($-\mathrm{NH_2}$), um grupo carboxila ($-\mathrm{COOH}$), um hidrogênio e uma *cadeia lateral* $R$ que distingue os vinte aminoácidos padrão das [proteínas](#def-b1-proteins-peptide). No pH da [célula](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/5-a-celula-unidade-da-vida#def-b1-cell-unit-of-life-cell) o grupo amino está protonado e a carboxila, ionizada: a molécula é um *zwitteríon*, $\mathrm{^+H_3N{-}CHR{-}COO^-}$, sem carga líquida. O carbono $\alpha$ é quiral em todos, menos na glicina, e os seres vivos usam apenas o enantiômero L. As cadeias laterais se agrupam pela química delas:

| classe | aminoácidos (códigos de três e de uma letra) | cadeia lateral |
| --- | --- | --- |
| apolares, alifáticos | Gly G, Ala A, Val V, Leu L, Ile I, Met M, Pro P | hidrocarboneto; Pro é um anel |
| aromáticos | Phe F, Tyr Y, Trp W | anéis; Tyr e Trp absorvem UV |
| [polares](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#def-b1-water-small-molecules-water) sem carga | Ser S, Thr T, Cys C, Asn N, Gln Q | $-$OH, $-$SH, amida |
| com carga positiva | Lys K, Arg R, His H | bases; His p$K_a$ 6.0 |
| com carga negativa | Asp D, Glu E | carboxilatos, p$K_a$ 4 |

Nove deles (His, Ile, Leu, Lys, Met, Phe, Thr, Trp, Val) são *essenciais* para os humanos: não conseguimos fabricá-los e precisamos comê-los.

**Proposição 12.2 (Ionização).**

Cada grupo ionizável de um [aminoácido](#def-b1-proteins-aminoacid) tem o próprio p$K_a$: cerca de 2 para a carboxila $\alpha$, 9.5 para o amino $\alpha$, e para as cadeias laterais 3.9 (Asp), 4.1 (Glu), 6.0 (His), 8.3 (Cys), 10.1 (Tyr), 10.5 (Lys), 12.5 (Arg). O *ponto isoelétrico* p$I$ é o pH em que a carga líquida é nula — a média dos dois p$K_a$ que ladeiam a forma neutra; o p$I$ de uma [proteína](#def-b1-proteins-peptide) é fixado pelo teor de cadeias laterais carregadas dela, e nesse pH ela é menos solúvel e não se move num campo elétrico. A histidina, com um p$K_a$ perto de 7, é o resíduo que muda de carga dentro da faixa fisiológica, e ela ocupa os sítios ativos de muitas enzimas.

![Titulação da glicina. Dois patamares de tamponamento, no pK_a da carboxila e no do grupo amino; entre eles, no ponto isoelétrico, o zwitteríon não carrega carga líquida.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-proteins/fig-df311e55878b.svg)

*Titulação da glicina. Dois patamares de tamponamento, no p$K_a$ da carboxila e no do grupo amino; entre eles, no [ponto isoelétrico](#prop-b1-proteins-ionisation), o [zwitteríon](#def-b1-proteins-aminoacid) não carrega carga líquida.*

## 12.2 A ligação peptídica

**Definição 12.3 (Ligação peptídica, polipeptídeo).**

A *ligação peptídica* une a carboxila de um [aminoácido](#def-b1-proteins-aminoacid) ao grupo amino do seguinte por condensação (uma ligação amida, $\mathrm{-CO{-}NH-}$). Uma cadeia de [aminoácidos](#def-b1-proteins-aminoacid) assim unidos é um *polipeptídeo*: um *esqueleto* de unidades $\mathrm{N{-}C_\alpha{-}C}$ repetidas, do qual as cadeias laterais se projetam, com uma *extremidade N* (grupo amino livre) e uma *extremidade C* (carboxila livre). As sequências são escritas de N para C, a ordem da síntese ([Capítulo 19](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/19-expressao-genica-transcricao-e-traducao#ch-b1-gene-expression)). Uma *proteína* é um ou mais polipeptídeos dobrados numa forma definida; as cadeias típicas têm $100\text{ to }1000\,$ resíduos de massa média $110\,\mathrm{Da}$, de modo que uma proteína de $300\,$ resíduos tem $33\,\mathrm{kDa}$.

**Proposição 12.4 (Geometria da ligação peptídica).**

A ligação C–N de um peptídeo tem caráter parcial de ligação dupla (a ressonância da amida): ela é curta, não pode girar, e mantém os seis átomos $\mathrm{C_\alpha{-}C(=O){-}N(H){-}C_\alpha}$ num mesmo plano, quase sempre com os dois carbonos $\alpha$ em *trans*. O esqueleto é, portanto, uma cadeia de planos rígidos articulados nos carbonos $\alpha$, cada articulação com duas rotações, $\phi$ (em torno de N–$\mathrm{C_\alpha}$) e $\psi$ (em torno de $\mathrm{C_\alpha}$–C), e os choques estéricos entre as cadeias laterais e o esqueleto proíbem quase todas as combinações de $\phi$ e $\psi$. A conformação de uma [proteína](#def-b1-proteins-peptide) é essencialmente a lista dos ângulos $\phi$ e $\psi$ dela.

![Duas ligações peptídicas. Cada plano sombreado mantém seis átomos rigidamente; a cadeia só se dobra nos carbonos , pelos ângulos e .](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-proteins/fig-8e5f789cc344.svg)

*Duas [ligações peptídicas](#def-b1-proteins-peptide). Cada plano sombreado mantém seis átomos rigidamente; a cadeia só se dobra nos carbonos $\alpha$, pelos ângulos $\phi$ e $\psi$.*

## 12.3 Estrutura secundária

**Definição 12.5 (Estrutura secundária).**

A *estrutura secundária* de uma [proteína](#def-b1-proteins-peptide) é o dobramento local e regular do esqueleto dela, mantido por [ligações de hidrogênio](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#def-b1-water-small-molecules-water) entre os grupos C=O e N–H do esqueleto. Dois padrões dominam. A *hélice $\alpha$*: um espiral destro de 3.6 resíduos por volta, que sobe $0.15\,\mathrm{nm}$ por resíduo ($0.54\,\mathrm{nm}$ por volta), com cada C=O ligado ao N–H situado quatro resíduos adiante e as cadeias laterais apontando para fora. A *folha $\beta$*: cadeias esticadas quase por completo ($0.35\,\mathrm{nm}$ por resíduo) e dispostas lado a lado, paralelas ou antiparalelas, ligadas entre fitas vizinhas, com as cadeias laterais alternando acima e abaixo da [folha](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/3-organizacao-funcional-de-uma-planta-com-flores#def-b1-flowering-plant-organization-organs). Entre elas, as *voltas* e as alças invertem o sentido da cadeia. A prolina, cujo anel trava o $\phi$, interrompe hélices; a glicina, sem [cadeia lateral](#def-b1-proteins-aminoacid), permite voltas que nenhum outro resíduo consegue fazer.

![O diagrama de Ramachandran: as combinações de e que um resíduo pode adotar. Duas grandes regiões permitidas correspondem à folha e à hélice destra; quase todo o plano é proibido por colisões entre átomos.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-proteins/fig-5dcd37df950b.svg)

*O diagrama de Ramachandran: as combinações de $\phi$ e $\psi$ que um resíduo pode adotar. Duas grandes regiões permitidas correspondem à [folha](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/3-organizacao-funcional-de-uma-planta-com-flores#def-b1-flowering-plant-organization-organs) $\beta$ e à hélice $\alpha$ destra; quase todo o plano é proibido por colisões entre átomos.*

![Linus Pauling (1901–1994), que deduziu a hélice e a folha em 1951 a partir da planaridade da ligação peptídica e da geometria das ligações de hidrogênio, antes que qualquer uma das duas tivesse sido vista numa proteína. Fotografia: Fundação Nobel, 1962, domínio público.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-proteins/img-0e5ede43ce30.jpg)

*Linus Pauling (1901–1994), que deduziu a hélice $\alpha$ e a [folha](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/3-organizacao-funcional-de-uma-planta-com-flores#def-b1-flowering-plant-organization-organs) $\beta$ em 1951 a partir da planaridade da [ligação peptídica](#def-b1-proteins-peptide) e da geometria das [ligações de hidrogênio](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#def-b1-water-small-molecules-water), antes que qualquer uma das duas tivesse sido vista numa [proteína](#def-b1-proteins-peptide). Fotografia: Fundação Nobel, 1962, domínio público.*

**Exemplo 12.6 (Hélice e folha em números).**

Uma hélice $\alpha$ que atravessa uma membrana precisa cruzar $3\,\mathrm{nm}$ de núcleo hidrofóbico: $3/0.15 = 20$ resíduos, e de fato os segmentos transmembrana do [Capítulo 7](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/7-membranas-e-transporte-de-membrana#ch-b1-membranes-transport) são trechos de cerca de vinte resíduos hidrofóbicos. Uma fita $\beta$ do mesmo comprimento cobre $7\,\mathrm{nm}$: a fibroína da seda são [folhas](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/3-organizacao-funcional-de-uma-planta-com-flores#def-b1-flowering-plant-organization-organs) antiparalelas empilhadas de glicina e alanina, e um fio de seda é mais forte que um aço de mesmo peso porque os esqueletos covalentes correm ao longo da fibra.

## 12.4 Estrutura terciária e quaternária

**Definição 12.7 (Estrutura terciária e quaternária).**

A *estrutura terciária* é o arranjo tridimensional completo de um [polipeptídeo](#def-b1-proteins-peptide): as hélices, as [folhas](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/3-organizacao-funcional-de-uma-planta-com-flores#def-b1-flowering-plant-organization-organs) e as alças dele empacotadas juntas, muitas vezes em vários *domínios* compactos que se dobram de forma independente. Ela é mantida por forças não covalentes — o *[efeito hidrofóbico](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#prop-b1-water-small-molecules-properties)*, que enterra as cadeias laterais apolares num núcleo longe da água, [ligações de hidrogênio](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#def-b1-water-small-molecules-water), pontes salinas entre cadeias laterais carregadas, empacotamento [de van der Waals](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#def-b1-water-small-molecules-bonds) — e às vezes por *pontes dissulfeto*, [ligações covalentes](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#def-b1-water-small-molecules-bonds) S–S entre duas cisteínas, nas [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) secretadas para o exterior oxidante. A *estrutura quaternária* é a montagem de vários [polipeptídeos](#def-b1-proteins-peptide) (subunidades) numa única [proteína](#def-b1-proteins-peptide): a hemoglobina são duas cadeias $\alpha$ e duas $\beta$. As [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) *globulares* são compactas e solúveis em água (enzimas, transportadoras); as *fibrosas* são estendidas e insolúveis (a tripla-hélice do [colágeno](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-connective), as super-hélices da queratina e da miosina, a seda).

![A hemoglobina: quatro subunidades, duas (azuis) e duas (vermelhas), cada uma um feixe de hélices em torno de um grupo heme (escuro) cujo ferro liga um O_2. Os quatro sítios não agem de modo independente.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-proteins/img-564bf318e09b.jpg)

*A hemoglobina: quatro subunidades, duas $\alpha$ (azuis) e duas $\beta$ (vermelhas), cada uma um feixe de hélices $\alpha$ em torno de um grupo heme (escuro) cujo ferro liga um $\mathrm{O_2}$. Os quatro sítios não agem de modo independente.*

**Teorema 12.8 (A sequência determina o enovelamento).**

A estrutura tridimensional de uma [proteína](#def-b1-proteins-peptide) é determinada pela sequência de [aminoácidos](#def-b1-proteins-aminoacid) dela: o enovelamento nativo é a conformação de menor [energia livre](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#prop-b1-water-small-molecules-gibbs) que a cadeia consegue alcançar no ambiente celular dela, e a informação necessária para alcançá-lo está contida na própria cadeia.

**Evidências.** Anfinsen (1961) desdobrou a ribonuclease A, uma enzima de $124\,$ resíduos com quatro [pontes dissulfeto](#def-b1-proteins-tertiary), em ureia concentrada com um agente redutor que rompia as pontes: a cadeia perdeu toda a atividade. Retirando a ureia e deixando as cisteínas se reoxidarem devagar ao ar, ele recuperou a enzima plenamente ativa, com as quatro pontes refeitas entre as mesmas oito cisteínas, dentre os $105\,$ pareamentos possíveis — a cadeia tinha encontrado sozinha o enovelamento dela. Reoxidada ainda em ureia, ela formou pontes ao acaso e ficou inativa; um traço do agente redutor então a deixou embaralhá-las até alcançar o conjunto nativo, o mais estável. Desde então milhares de sequências foram dobradas do zero em tubo de ensaio, e o enovelamento de uma sequência nova já pode ser calculado a partir dela. ∎

**Proposição 12.9 (Desnaturação).**

O calor, os extremos de pH, a ureia, os detergentes e os solventes orgânicos desdobram as [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) por superarem as ligações fracas que sustentam o enovelamento: a cadeia perde a forma e a função, expõe o núcleo hidrofóbico dela e se agrega com as vizinhas. As [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) pequenas voltam a se dobrar quando o desnaturante é retirado; as grandes, e as [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) numa [célula](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/5-a-celula-unidade-da-vida#def-b1-cell-unit-of-life-cell) lotada, muitas vezes não conseguem, e a [célula](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/5-a-celula-unidade-da-vida#def-b1-cell-unit-of-life-cell) mantém *chaperonas* — [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) que ligam cadeias desdobradas, protegem as superfícies hidrofóbicas delas e lhes dão repetidas chances de se dobrar corretamente — e destrói o que continua mal dobrado. Uma febre de poucos graus, e os $42\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ em que as [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) do encéfalo começam a se desdobrar, marcam a estreita margem de estabilidade: um enovelamento típico é apenas $20\text{ to }60\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$ mais estável que a cadeia desdobrada, o valor de umas poucas [ligações de hidrogênio](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#def-b1-water-small-molecules-water).

![Clara de ovo crua e cozida: as mesmas proteínas, dobradas e solúveis à esquerda, desdobradas e agregadas num sólido opaco à direita. Nada foi acrescentado além do calor.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-proteins/img-0fbc25f0ed6a.jpg)

*Clara de ovo crua e cozida: as mesmas [proteínas](#def-b1-proteins-peptide), dobradas e solúveis à esquerda, desdobradas e agregadas num sólido opaco à direita. Nada foi acrescentado além do calor.*

**Exemplo 12.10 (Colágeno).**

Um quarto da [proteína](#def-b1-proteins-peptide) de um mamífero é [colágeno](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-connective): três cadeias, cada uma uma hélice canhota de mil resíduos com glicina em cada terceira posição (Gly–X–Y, com Y muitas vezes a hidroxiprolina), enroladas juntas numa tripla-hélice destra de $300\,\mathrm{nm}$ de comprimento, e depois empacotadas lado a lado em fibrilas ligadas por [ligações covalentes](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#def-b1-water-small-molecules-bonds). A ausência de [cadeia lateral](#def-b1-proteins-aminoacid) na glicina é o que permite às três cadeias se empacotarem no eixo; uma única substituição da glicina por qualquer outro resíduo dobra a hélice e dá ossos quebradiços. A vitamina C é necessária para hidroxilar as prolinas; sem ela a hélice é instável e as fibrilas falham: é o escorbuto.

## 12.5 Alosteria: a hemoglobina

**Definição 12.11 (Alosteria, cooperatividade).**

Uma [proteína](#def-b1-proteins-peptide) é *alostérica* quando a ligação de um ligante num sítio muda a conformação da [proteína](#def-b1-proteins-peptide) e, com isso, a afinidade dela em outro sítio. Quando os sítios são semelhantes e a mudança eleva a afinidade dos demais, a ligação é *cooperativa*: a curva de saturação é sigmoide, e não hiperbólica, e a [proteína](#def-b1-proteins-peptide) passa de quase vazia a quase cheia numa faixa estreita de concentração do ligante. A *equação de Hill* a descreve:

$$
Y = \frac{P^n}{P_{50}^n + P^n},
$$

em que $Y$ é a fração de sítios ocupados, $P$ a concentração do ligante (ou a pressão parcial dele), $P_{50}$ o valor na meia saturação, e $n$ o coeficiente de Hill — 1 para sítios independentes, até o número de sítios para uma cooperatividade perfeita.

**Proposição 12.12 (Hemoglobina e mioglobina).**

A mioglobina, uma cadeia com um heme, liga o $\mathrm{O_2}$ segundo uma hipérbole ($n = 1$, $P_{50} = 0.37\,\mathrm{kPa}$): ela fica saturada em qualquer pressão que os [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) ofereçam e serve como reserva no músculo. A hemoglobina, de quatro subunidades, liga de modo cooperativo ($n \approx 2.8$, $P_{50} = 3.5\,\mathrm{kPa}$): o primeiro $\mathrm{O_2}$ ligado desloca o tetrâmero de um *estado T* de baixa afinidade para um *estado R* de alta afinidade, de modo que ela carrega quase por completo nos $13\,\mathrm{kPa}$ do pulmão e descarrega uma fração grande nos $5\,\mathrm{kPa}$ dos [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue). A afinidade dela é ainda reduzida, e a descarga favorecida, pelo ácido e pelo $\mathrm{CO_2}$ (o *efeito Bohr*) e pelo 2,3-bisfosfoglicerato (BPG), que se liga ao estado T: num músculo em trabalho, ou na altitude, mais oxigênio é liberado na mesma pressão. O feto fabrica uma hemoglobina que liga BPG fracamente, de modo que o sangue dele puxa oxigênio do da mãe através da placenta.

![Ligação de oxigênio pela mioglobina (hiperbólica) e pela hemoglobina (sigmoide). Entre os pulmões e os tecidos a mioglobina quase nada libera; a hemoglobina libera um quinto da carga dela, e mais quando o tecido está ácido.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-proteins/fig-8e18a64ffc60.svg)

*Ligação de oxigênio pela mioglobina (hiperbólica) e pela hemoglobina (sigmoide). Entre os pulmões e os [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) a mioglobina quase nada libera; a hemoglobina libera um quinto da carga dela, e mais quando o [tecido](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) está ácido.*

**Método 12.13 (Usar a equação de Hill).**

1. Leia $P_{50}$ na curva em $Y = 0.5$ ; estime $n$ pela inclinação de $\log[Y/(1-Y)]$ contra $\log P$ (o gráfico de Hill), que é uma reta de inclinação $n$ perto de $P_{50}$ .
2. Calcule $Y$ na pressão de carga (pulmões) e na pressão de descarga ( [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) ); a diferença é a fração da capacidade de transporte que é entregue.
3. Multiplique pela capacidade: o sangue contém $150\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ de hemoglobina, e cada grama liga $1.34\,\mathrm{mL}$ de $\mathrm{O_2}$ , ou seja, $200\,\mathrm{mL}$ de $\mathrm{O_2}$ por litro quando saturado.
4. Para incluir o efeito Bohr ou o BPG, use o $P_{50}$ deslocado apenas nos [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) , onde está o ácido.

## 12.6 Ver e separar proteínas

**Método 12.14 (Separar proteínas).**

1. *Eletroforese em SDS* : o detergente recobre cada cadeia com carga negativa proporcional ao comprimento dela, de modo que as cadeias migram por um gel de poliacrilamida apenas pelo tamanho; uma escada de massas conhecidas calibra o gel, e a posição de uma banda corada dá a massa a alguns por cento.
2. *Cromatografia* : através de uma coluna de esferas que retardam as [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) pelo tamanho (filtração em gel: as grandes saem primeiro), pela carga (troca iônica) ou por ligação específica (afinidade: um ligante imobilizado retém uma [proteína](#def-b1-proteins-peptide) e deixa as demais passarem). Uma purificação é acompanhada pela elevação da atividade específica ( [Capítulo 5](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/5-a-celula-unidade-da-vida#ch-b1-cell-unit-of-life) ).
3. *Sequenciamento* : a sequência do gene, traduzida; ou a própria [proteína](#def-b1-proteins-peptide) , cortada em peptídeos e lida por espectrometria de massas.
4. *Estrutura* : a difração de raios X de um cristal, ou a microscopia eletrônica de partículas isoladas congeladas, dá a posição de cada átomo; os desenhos em fita deste capítulo são os resumos delas.

![Um gel corado de SDS–poliacrilamida. Cada canaleta é uma amostra; cada banda, uma proteína de um tamanho; a canaleta da esquerda, uma escada de marcadores de massa conhecida. As proteínas pequenas correm mais longe.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-3/b1-proteins/img-1f78a559abdb.jpg)

*Um gel corado de SDS–poliacrilamida. Cada canaleta é uma amostra; cada banda, uma [proteína](#def-b1-proteins-peptide) de um tamanho; a canaleta da esquerda, uma escada de marcadores de massa conhecida. As [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) pequenas correm mais longe.*

**Exemplo 12.15 (Ler um gel).**

Um extrato bruto mostra dezenas de bandas; depois de uma cromatografia de afinidade resta uma banda na posição do marcador de $33\,\mathrm{kDa}$. Corrida sem SDS e sem agente redutor, a mesma [proteína](#def-b1-proteins-peptide) migra como uma espécie de $66\,\mathrm{kDa}$: ela é um dímero de duas cadeias idênticas mantidas por uma [ponte dissulfeto](#def-b1-proteins-tertiary), que o agente redutor rompe e o detergente separa. Dois géis, um raciocínio, e a [estrutura quaternária](#def-b1-proteins-tertiary) está conhecida.

## 12.7 Exercícios

**Exercício 12.1 ★.**

Desenhe ou descreva a estrutura geral de um [aminoácido](#def-b1-proteins-aminoacid) em pH 7, e classifique Leu, Ser, Lys, Glu e Phe pela [cadeia lateral](#def-b1-proteins-aminoacid).

**Solução de Exercício 12.1.**

$\mathrm{^+H_3N{-}CH(R){-}COO^-}$: um [zwitteríon](#def-b1-proteins-aminoacid). Leu, apolar alifático; Ser, [polar](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#def-b1-water-small-molecules-water) sem carga; Lys, com carga positiva; Glu, com carga negativa; Phe, aromático.

**Exercício 12.2 ★.**

Defina os quatro níveis de estrutura das [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) e as ligações que sustentam cada um.

**Solução de Exercício 12.2.**

Primária: a sequência, com [ligações peptídicas](#def-b1-proteins-peptide). Secundária: o dobramento local do esqueleto (hélice, [folha](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/3-organizacao-funcional-de-uma-planta-com-flores#def-b1-flowering-plant-organization-organs)), com [ligações de hidrogênio](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#def-b1-water-small-molecules-water) do esqueleto. Terciária: o enovelamento da cadeia inteira; [efeito hidrofóbico](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#prop-b1-water-small-molecules-properties), [ligações de hidrogênio](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#def-b1-water-small-molecules-water), pontes salinas, contatos [de van der Waals](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#def-b1-water-small-molecules-bonds), [pontes dissulfeto](#def-b1-proteins-tertiary). Quaternária: a montagem das subunidades, pelas mesmas forças não covalentes.

**Exercício 12.3 ★.**

Uma [proteína](#def-b1-proteins-peptide) tem $450\,$ resíduos. Estime a massa dela. Se ela fosse uma única hélice $\alpha$, que comprimento teria? E uma única fita $\beta$?

**Solução de Exercício 12.3.**

$450\times 110 = 50\,\mathrm{kDa}$. Hélice: $450\times 0.15 = 68\,\mathrm{nm}$. Fita: $450\times 0.35 = 158\,\mathrm{nm}$.

**Exercício 12.4 ★.**

A partir da figura da ligação de oxigênio, leia a saturação da hemoglobina a $13.3\,\mathrm{kPa}$ e a $5.3\,\mathrm{kPa}$, e a fração entregue.

**Solução de Exercício 12.4.**

Cerca de $0.98$ e $0.76$: um quinto da carga ($22\,\%$) é entregue.

**Exercício 12.5 ★★.**

Calcule a carga líquida do peptídeo Lys–Gly–Asp–Ala em pH 7, em pH 2 e em pH 12, usando os valores de p$K_a$ do capítulo, e estime o [ponto isoelétrico](#prop-b1-proteins-ionisation) dele.

**Solução de Exercício 12.5.**

Grupos: amino N-terminal (9.5), [cadeia lateral](#def-b1-proteins-aminoacid) da Lys (10.5), [cadeia lateral](#def-b1-proteins-aminoacid) do Asp (3.9), carboxila C-terminal (2). pH 7: $+1 + 1 - 1 - 1 = 0$. pH 2: $+1 + 1 + 0 - 0.5 = +1.5$ (a carboxila terminal está metade ionizada). pH 12: $0 + 0 - 1 - 1 = -2$ (a Lys em sua maior parte desprotonada). Carga líquida nula entre o p$K_a$ do Asp (3.9) e o do grupo amino (9.5), onde a carga é $0$ o tempo todo: p$I \approx 6.7$ (média de 3.9 e 9.5).

**Exercício 12.6 ★★.**

Explique por que a prolina raramente é encontrada dentro de hélices $\alpha$ e por que a glicina é encontrada em voltas fechadas, a partir da geometria do esqueleto.

**Solução de Exercício 12.6.**

A [cadeia lateral](#def-b1-proteins-aminoacid) da prolina está ligada de volta ao próprio nitrogênio dela: o nitrogênio não carrega hidrogênio para doar à [ligação de hidrogênio](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/8-a-agua-e-as-pequenas-biomoleculas#def-b1-water-small-molecules-water) da hélice, e o $\phi$ fica travado por volta de $-60^\circ$, o que só é tolerado na primeira volta de uma hélice. A glicina, que tem um hidrogênio como [cadeia lateral](#def-b1-proteins-aminoacid), não sofre choque estérico e pode adotar valores de $\phi$ e $\psi$ proibidos a todo outro resíduo, inclusive os das voltas fechadas.

**Exercício 12.7 ★★.**

No experimento de Anfinsen, que fração das reoxidações ao acaso daria o conjunto nativo de quatro dissulfetos? (Conte as maneiras de parear oito cisteínas.) O que a recuperação real da atividade plena provou?

**Solução de Exercício 12.7.**

Pareamentos de oito cisteínas: $7\times 5\times 3\times 1 = 105$; a reoxidação ao acaso dá o conjunto nativo em cerca de $1\,\%$ das vezes. A recuperação de quase toda a atividade mostrou que foi a cadeia, e não o acaso, que escolheu o pareamento: a sequência codifica o enovelamento e os dissulfetos apenas o travam.

**Exercício 12.8 ★★.**

Usando a [equação de Hill](#def-b1-proteins-allostery) com $n = 2.8$ e $P_{50} = 3.5\,\mathrm{kPa}$, calcule $Y$ a $2\,\mathrm{kPa}$, $3.5\,\mathrm{kPa}$ e $8\,\mathrm{kPa}$. Repita com $n = 1$. Qual [proteína](#def-b1-proteins-peptide) entrega mais entre $8\,$ e $2\,\mathrm{kPa}$?

**Solução de Exercício 12.8.**

$P_{50}^{2.8} = 33.4$. Em 2: $2^{2.8} = 6.96$, $Y = 0.17$; em 3.5: $0.50$; em 8: $8^{2.8} = 337$, $Y = 0.91$. Com $n = 1$: $Y =
P/(3.5 + P)$: $0.36$, $0.50$, $0.70$. Entrega entre 8 e 2: [cooperativa](#def-b1-proteins-allostery) $0.74$, não [cooperativa](#def-b1-proteins-allostery) $0.34$: a [proteína](#def-b1-proteins-peptide) [cooperativa](#def-b1-proteins-allostery) entrega o dobro.

**Exercício 12.9 ★★.**

Uma [proteína](#def-b1-proteins-peptide) corre como uma única banda de $50\,\mathrm{kDa}$ num gel de SDS e sai de uma coluna de filtração em gel a $200\,\mathrm{kDa}$. Dê a [estrutura quaternária](#def-b1-proteins-tertiary) dela e diga como você verificaria a existência de [pontes dissulfeto](#def-b1-proteins-tertiary) entre as subunidades.

**Solução de Exercício 12.9.**

Um tetrâmero de quatro subunidades idênticas de $50\,\mathrm{kDa}$. Corra o gel de SDS sem agente redutor: se aparecerem bandas a 100, 150 ou $200\,\mathrm{kDa}$, [pontes dissulfeto](#def-b1-proteins-tertiary) ligam as subunidades; se restar apenas a banda de $50\,\mathrm{kDa}$, elas estão unidas de modo não covalente.

**Exercício 12.10 ★★★.**

A hemoglobina falciforme tem valina em vez de glutamato na posição 6 da cadeia $\beta$, na superfície. Explique, a partir da química das duas cadeias laterais, por que a [proteína](#def-b1-proteins-peptide) mutante se polimeriza quando desoxigenada, e por que a doença se manifesta nos [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue), e não nos pulmões.

**Solução de Exercício 12.10.**

O glutamato é carregado e hidratado na superfície; a valina é hidrofóbica e cria uma mancha pegajosa que a água exclui. No estado T desoxigenado uma bolsa hidrofóbica complementar fica exposta numa molécula vizinha, de modo que as moléculas se grudam ponta a ponta em fibras que deformam a hemácia. Nos pulmões o estado R esconde a bolsa e as fibras se dissolvem; nos [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue), onde a hemoglobina está desoxigenada, elas se formam — e por isso as [células](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/5-a-celula-unidade-da-vida#def-b1-cell-unit-of-life-cell) afoiçam e obstruem ali os vasos pequenos.

**Exercício 12.11 ★★★.**

Um enovelamento é estável por apenas $40\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$. Calcule a fração de moléculas desdobradas no equilíbrio a $37\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ ($K = e^{-\Delta G/RT}$), e a $45\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ se o $\Delta G$ tiver caído para $10\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$. Por que uma estabilidade tão marginal é útil para uma [célula](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/5-a-celula-unidade-da-vida#def-b1-cell-unit-of-life-cell)?

**Solução de Exercício 12.11.**

A $37\,{}^{\circ}\mathrm{C}$, $RT = 2.58\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$: $K = e^{-40/2.58} =
e^{-15.5} = 1.8 \times 10^{-7}$: uma molécula em cinco milhões está desdobrada. A $45\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ com $10\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}$, $RT = 2.64$: $K = e^{-3.8} =
0.022$: $2\,\%$ desdobradas, e subindo depressa. Uma estabilidade marginal permite que as [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) mudem de forma ao trabalhar ([alosteria](#def-b1-proteins-allostery), catálise), que sejam desdobradas para atravessar membranas, e que sejam degradadas e repostas depressa quando danificadas ou já não necessárias.

**Exercício 12.12 ★★★.**

“Uma [proteína](#def-b1-proteins-peptide) é uma sequência que se dobra numa forma, e a forma é a função.” Discuta em um parágrafo com Anfinsen, as [chaperonas](#prop-b1-proteins-denaturation), a anemia falciforme e a [alosteria](#def-b1-proteins-allostery): onde a frase se sustenta e onde a [célula](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/5-a-celula-unidade-da-vida#def-b1-cell-unit-of-life-cell) precisa intervir.

**Solução de Exercício 12.12.**

Anfinsen mostrou que a sequência basta para especificar o enovelamento, e a [alosteria](#def-b1-proteins-allostery) mostra que a forma — e as mudanças dela — é a função. Mas a [célula](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/5-a-celula-unidade-da-vida#def-b1-cell-unit-of-life-cell) intervém em cada etapa: as [chaperonas](#prop-b1-proteins-denaturation) socorrem cadeias que se agregariam antes de se dobrar, porque o [citosol](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/6-organizacao-funcional-da-celula-eucariotica#def-b1-eukaryotic-cell-organelle) lotado não é um tubo de ensaio diluído; uma única substituição (a anemia falciforme) dá uma [proteína](#def-b1-proteins-peptide) corretamente dobrada cuja superfície está errada, de modo que “forma” precisa incluir a química da superfície, e não só o esqueleto; e muitas [proteínas](#def-b1-proteins-peptide) precisam de modificações, de parceiras ou de ligantes acrescentados depois do dobramento para funcionar. A frase enuncia o princípio; a [célula](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/5-a-celula-unidade-da-vida#def-b1-cell-unit-of-life-cell) fornece as condições.

## 12.8 Problema: A hemoglobina em ação

**Problema 12.1.**

Problema de fim de semana — o oxigênio levado do pulmão ao músculo, em repouso, numa corrida de velocidade, na montanha e antes do nascimento, terminando no oxigênio entregue por litro de sangue

O sangue contém $150\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ de hemoglobina; $1\,\mathrm{g}$ liga $1.34\,\mathrm{mL}$ de $\mathrm{O_2}$. A hemoglobina obedece à [equação de Hill](#def-b1-proteins-allostery) com $n = 2.8$ e $P_{50} = 3.5\,\mathrm{kPa}$ em pH 7.4; a mioglobina tem $n = 1$ e $P_{50} = 0.37\,\mathrm{kPa}$. Pressões parciais de $\mathrm{O_2}$: $13.3\,\mathrm{kPa}$ nos pulmões ao nível do mar, $5.3\,\mathrm{kPa}$ nos [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) em repouso. Tome $2.8\ln 3.5 = 3.51$, $2.8\ln 5.3 = 4.67$, $2.8\ln 13.3 = 7.25$, $2.8\ln 2.7 = 2.78$, $2.8\ln 4.5 = 4.21$, $2.8\ln 7 = 5.45$, $2.8\ln 4 = 3.88$, $2.8\ln 2.6 = 2.68$.

**Parte I — Em repouso.**

1. Calcule a capacidade de oxigênio de um litro de sangue.
2. Calcule $P^{2.8}$ para $P = 3.5$ , $5.3$ e $13.3$ kPa (como $e^{2.8\ln P}$ ).
3. Calcule a saturação $Y$ da hemoglobina nos pulmões e nos [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) .
4. Calcule a fração da carga entregue e o oxigênio entregue por litro de sangue, em mililitros.
5. Um ser humano em repouso consome $250\,\mathrm{mL}$ de $\mathrm{O_2}$ por minuto. Que débito cardíaco essa entrega exige?
6. Calcule a saturação da mioglobina nas mesmas duas pressões e o oxigênio que ela entregaria por litro se substituísse a hemoglobina. Conclua.
7. Explique em uma frase o que a [cooperatividade](#def-b1-proteins-allostery) traz de ganho.

**Parte II — Uma corrida de velocidade.** Num músculo em disparada o pH cai a 7.2 e a pressão local de $\mathrm{O_2}$ cai a $2.7\,\mathrm{kPa}$; o efeito Bohr eleva ali o $P_{50}$ para $4.5\,\mathrm{kPa}$.

8. Calcule $Y$ a $2.7\,\mathrm{kPa}$ com $P_{50} = 3.5\,\mathrm{kPa}$ (sem efeito Bohr).
9. Calcule $Y$ a $2.7\,\mathrm{kPa}$ com $P_{50} = 4.5\,\mathrm{kPa}$ .
10. Calcule o oxigênio entregue por litro nos dois casos (com a carga nos pulmões inalterada) e o ganho trazido pelo efeito Bohr.
11. A mioglobina do músculo está a $P = 2.7\,\mathrm{kPa}$ . Qual é a saturação dela, e o que acontece com ela se a pressão cair a $0.5\,\mathrm{kPa}$ durante uma contração?
12. Explique por que o efeito Bohr é uma forma de [alosteria](#def-b1-proteins-allostery) e onde os prótons agem.

**Parte III — Uma montanha.** A $4000\,\mathrm{m}$ a pressão de $\mathrm{O_2}$ nos pulmões é de $7\,\mathrm{kPa}$. Em poucos dias as hemácias elevam o BPG delas, deslocando o $P_{50}$ para $4.0\,\mathrm{kPa}$; em poucas semanas a medula eleva a hemoglobina a $180\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$.

13. Calcule a saturação nos pulmões a $7\,\mathrm{kPa}$ com $P_{50} = 3.5\,\mathrm{kPa}$ , e a entrega por litro ( [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) a $5.3\,\mathrm{kPa}$ ). Compare com o nível do mar.
14. Calcule as saturações no pulmão e no [tecido](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) com $P_{50} = 4.0\,\mathrm{kPa}$ , e a entrega.
15. Explique por que baixar a afinidade ajuda, embora isso reduza a carga nos pulmões.
16. Calcule a entrega por litro com $P_{50} = 4.0\,\mathrm{kPa}$ e $180\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ de hemoglobina.
17. Uma afinidade ainda menor ( $P_{50} = 6\,\mathrm{kPa}$ ) ajudaria a $7\,\mathrm{kPa}$ ? Calcule as duas saturações e decida.

**Parte IV — Antes do nascimento.** A hemoglobina fetal tem $P_{50} = 2.6\,\mathrm{kPa}$; na placenta a pressão de $\mathrm{O_2}$ é de $4\,\mathrm{kPa}$ dos dois lados.

18. Calcule a saturação da hemoglobina materna a $4\,\mathrm{kPa}$ .
19. Calcule a saturação da hemoglobina fetal a $4\,\mathrm{kPa}$ .
20. Explique como o oxigênio passa da mãe para o feto, embora a pressão seja a mesma dos dois lados.
21. A hemoglobina fetal tem cadeias $\gamma$ em vez de $\beta$ , que ligam BPG fracamente. Explique como isso produz o $P_{50}$ mais baixo.
22. Ao nascer, o sangue fetal precisa descarregar em [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) a $5.3\,\mathrm{kPa}$ . Calcule a entrega fetal por litro a partir de pulmões a $13.3\,\mathrm{kPa}$ , e diga por que a troca para a hemoglobina adulta ao longo dos primeiros meses é útil.
23. Uma mutação eleva o $P_{50}$ adulto para $5\,\mathrm{kPa}$ . Preveja a saturação arterial dessa pessoa ao nível do mar e a consequência para a entrega.
24. Explique por que um transportador com $P_{50} = 3.5\,\mathrm{kPa}$ e sem [cooperatividade](#def-b1-proteins-allostery) ( $n = 1$ ) seria um mau transportador de oxigênio: calcule a entrega dele.
25. Enuncie o resultado: o oxigênio entregue por litro de sangue em repouso e num músculo em disparada, e as duas propriedades da hemoglobina que fazem a diferença.

**Solução de Problema 12.1.**

**1.** $150\times 1.34 = 201\,\mathrm{mL}$ de $\mathrm{O_2}$ por litro. **2.** $e^{3.51} = 33.4$; $e^{4.67} = 106.7$; $e^{7.25} = 1408$. **3.** Pulmões: $1408/(33.4 + 1408) = 0.977$. [Tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue): $106.7/(33.4 + 106.7) = 0.762$. **4.** $0.977 - 0.762 = 0.215$: $0.215\times 201 = 43\,\mathrm{mL}$ por litro. **5.** $250/43 = 5.8\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ — perto do débito cardíaco de repouso. **6.** Mioglobina: pulmões $13.3/13.67 = 0.973$; [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) $5.3/5.67 = 0.935$; entrega $0.038\times 201 = 7.7\,\mathrm{mL}$ por litro, seis vezes menos: um transportador hiperbólico que carrega bem não consegue descarregar nas pressões dos [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue). **7.** A [cooperatividade](#def-b1-proteins-allostery) põe a parte íngreme da curva entre as duas pressões de trabalho, de modo que uma pequena queda de pressão libera uma fração grande da carga. **8.** $e^{2.78} = 16.1$; $Y = 16.1/(33.4 + 16.1) = 0.325$. **9.** $e^{4.21} = 67.4$; $Y = 16.1/(67.4 + 16.1) = 0.193$. **10.** Sem Bohr: $(0.977 - 0.325)\times 201 = 131\,\mathrm{mL}$; com: $(0.977 - 0.193)\times 201 = 158\,\mathrm{mL}$ por litro; ganho de $27\,\mathrm{mL}$, $20\,\%$. **11.** $2.7/3.07 = 0.88$ de saturação; a $0.5\,\mathrm{kPa}$, $0.5/0.87 = 0.57$: ela libera um terço da reserva dela para as [mitocôndrias](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/6-organizacao-funcional-da-celula-eucariotica#def-b1-eukaryotic-cell-mitochondrion) durante a contração, e recarrega entre as contrações. **12.** Os prótons se ligam a sítios (histidinas, as extremidades N) afastados dos hemes, e ao se ligarem estabilizam o estado T, baixando a afinidade nos hemes: um ligante num sítio mudando a afinidade em outro — [alosteria](#def-b1-proteins-allostery). **13.** $e^{5.45} = 233$; pulmões $233/(33.4 + 233) = 0.875$; [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) $0.762$; entrega $0.113\times 201 = 23\,\mathrm{mL}$: cerca da metade do nível do mar. **14.** $e^{3.88} = 48.4$: pulmões $233/(48.4 + 233) = 0.828$; [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) $106.7/(48.4 + 106.7) = 0.688$; entrega $0.140\times 201 =
28\,\mathrm{mL}$. **15.** A carga cai um pouco (de 0.875 a 0.828), mas a descarga cai mais (de 0.762 a 0.688), de modo que a diferença cresce: a $7\,\mathrm{kPa}$ os pulmões ainda estão no topo plano da curva, ao passo que os [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) estão na parte íngreme dela. **16.** Capacidade $180\times 1.34 = 241\,\mathrm{mL}$; $0.140\times
241 = 34\,\mathrm{mL}$ por litro — três quartos do nível do mar restaurados. **17.** $6^{2.8} = e^{2.8\times 1.79} = e^{5.02} = 151$: pulmões $233/384 = 0.607$, [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) $106.7/258 = 0.414$: entrega $0.193$, ainda melhor no papel — mas o sangue arterial estaria apenas $61\,\%$ saturado, e qualquer queda adicional da pressão pulmonar, ou qualquer exigência de pressão tecidual maior, deixaria o encéfalo em falta; o ajuste real para perto de $4\,\mathrm{kPa}$. **18.** $48.4/(33.4 + 48.4) = 0.59$. **19.** $e^{2.68} = 14.6$; $48.4/(14.6 + 48.4) = 0.77$. **20.** Na mesma pressão a [proteína](#def-b1-proteins-peptide) fetal liga mais: enquanto o sangue da mãe descarrega rumo a $59\,\%$ e o sangue fetal carrega rumo a $77\,\%$, o oxigênio flui a favor do gradiente de pressão que a diferença de afinidades mantém através da membrana placentária. **21.** O BPG liga o estado T e baixa a afinidade; as cadeias $\gamma$ o ligam fracamente, de modo que a hemoglobina fetal fica mais perto da alta afinidade intrínseca dela: $P_{50}$ menor. **22.** Pulmões: $1408/(14.6 + 1408) = 0.990$; [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) $106.7/(14.6
+ 106.7) = 0.880$; entrega $0.110\times 201 = 22\,\mathrm{mL}$, metade da do adulto: boa para tirar oxigênio da mãe, ruim para entregá-lo depois que os pulmões funcionam, daí a troca. **23.** $5^{2.8} = e^{2.8\times 1.609} = e^{4.51} = 90.6$: pulmões $1408/1499 = 0.94$, [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) $106.7/197 = 0.54$: entrega $0.40$, quase o dobro da normal — a pessoa fica levemente cianótica nos lábios mas tolera bem; o preço é uma reserva menor na altitude. **24.** $Y = P/(3.5 + P)$: pulmões $0.79$, [tecidos](https://one-course.com/books/biology/3/pt/chapter/4-planos-de-organizacao-e-tecidos-animais#def-b1-body-plans-tissues-tissue) $0.60$: entrega $0.19\times 201 = 38\,\mathrm{mL}$ — e no músculo em disparada, a $2.7\,\mathrm{kPa}$, $0.44$: entrega $0.35\times 201 = 70\,\mathrm{mL}$ contra $158\,\mathrm{mL}$. Sem [cooperatividade](#def-b1-proteins-allostery) o transportador carrega mal e descarrega mal. **25.** $43\,\mathrm{mL}$ de $\mathrm{O_2}$ por litro em repouso, $158\,\mathrm{mL}$ por litro num músculo em disparada; a diferença vem da [cooperatividade](#def-b1-proteins-allostery) (a curva sigmoide) e do efeito Bohr (o deslocamento de $P_{50}$ em meio ácido).