A poli-L-leucina em um solvente orgânico como o dioxano assume a conformação de hélice \alpha, mas a poli-L-isoleucina não. Por que esses aminoácidos, com os mesmos números e tipos de átomos, têm diferentes tendências de formação de hélice?

Passo 1

O enunciado pergunta por que a poli-L-leucina adota a conformação de hélice \alpha em solvente orgânico (dioxano), enquanto a poli-L-isoleucina não, apesar de ambos os polipeptídeos terem o mesmo número e tipo de átomos. O conteúdo envolve a influência do ramo lateral dos aminoácidos (química estrutural e estereoquímica) na propensão à hélice \alpha.

Passo 2

Vamos comparar as cadeias laterais. Em L-leucina, o grupo R é \mathrm{-CH_2-CH(CH_3)_2}
ou seja, o centro de ramificação \mathrm{CH} está em posição \gamma em relação ao carbono \alpha. Em L-isoleucina, o grupo R é \mathrm{-CH(CH_3)-CH_2-CH_3}
onde a ramificação \mathrm{CH_3} já ocorre no carbono \beta (logo ao lado do carbono \alpha).

Passo 3

Numa hélice \alpha, os ângulos de torção \varphi e \psi do esqueleto polipeptídico permitem contato próximo entre determinados átomos do backbone e as cadeias laterais de resíduos vizinhos (em particular com resíduos i +3 e i +4). Quando há ramificação em \beta (próxima ao \mathrm{C}_\alpha), como em isoleucina, ocorre colisão estérica entre o grupo metila β e os átomos do backbone de resíduos adjacentes, impedindo a adoção dos ângulos de torção típicos da hélice.

Passo 4

Em leucina, a ramificação em \gamma está mais afastada do esqueleto principal. Isso reduz o impedimento estérico, permitindo que os diâmetros laterais se acomodem sem forçar ângulos fora da região permitida pelo diagrama de Ramachandran para hélice \alpha. Portanto, a poli-L-leucina forma hélice sem grande barreira estérica.

Passo 5

Concluímos que a diferença na posição da ramificação lateral (β em isoleucina versus γ em leucina) gera maior impedimento estérico na poli-L-isoleucina, bloqueando a hélice \alpha, enquanto a poli-L-leucina, com ramificação mais distante, consegue estabilizar essa conformação.

Resposta

A posição da ramificação mais próxima do esqueleto (carbono β em L-isoleucina) provoca colisões estéricas que impedem a hélice \alpha, ao contrário de L-leucina, cuja ramificação em γ fica mais afastada do backbone e não atrapalha a conformação helicoidal.

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