Prévia do material em texto
Profa. Me. Patrícia Rodrigues Lima Sequência de aminoácidos em uma proteína. Importância da compreensão da estrutura primária das proteínas: muitas doenças genéticas resultam em proteínas com sequências anormais de aminoácidos, ocasionando organização irregular, com perda ou prejuízo da função normal. Ligação peptídica: ligações amida entre o grupo carboxila de um aminoácido e o grupo amino de outro. As ligações peptídicas não são rompidas por condições desnaturantes como aquecimento. Nomeando o peptídeo: 1. Extremidade amino livre da cadeia peptídica (N-terminal) é escrita à esquerda, 2. Extremidade carboxila livre (C-terminal), à direita. Dessa forma, todas as sequências de aminoácidos são lidas da extremidade N para a C-terminal do peptídeo. A ligação de muitos aminoácidos por ligações peptídicas resulta em uma cadeia não-ramificada, denominada polipeptídeo. “Resíduo de aminoácido". Quando um polipeptídeo é nomeado, os sufixos -ina, -ano, - ico ou -ato, dos resíduos de aminoácidos, são alterados para -il, com exceção do aminoácido C-terminal. Por exemplo, um tripeptídeo composto por uma valina N-terminal, uma glicina e uma leucina C-terminal é denominado valil-glicil-leucina. A ligação peptídica tem um caráter de dupla ligação parcial: mais curta do que uma ligação simples e rígida e planar. Estrutura helicoidal que consiste de um esqueleto polipeptídico central em espiral e bem compacto, com as cadeias laterais dos aminoácidos que a compõem estendendo-se para fora do eixo central, de modo a evitar a interferência estérica entre si. Pontes de hidrogênio. Uma hélice α é estabilizada por uma ampla formação de pontes de hidrogênio entre os átomos de oxigênio das carbonilas e os hidrogênios das amidas das ligações peptídicas que compõem o esqueleto polipeptídico. As pontes de hidrogênio estendem-se na espiral, do grupo - NH- ao oxigênio da carbonila de uma ligação peptídica quatro resíduos à frente no polipeptídeo (Estabilidade à hélice). Aminoácidos por passo. Cada passo (ou volta completa) de uma hélice a contém 3,6 aminoácidos. o Conformação secundária mais simples; o Pontes de hidrogênio; o Proteínas com muitos resíduos de aminoácidos com cadeias laterais carregadas não formam α-hélices. AMINOÁCIDOS QUE QUEBRAM UMA α-HÉLICE . Prolina: grupo imino não é compatível geometricamente com a espiral. Insere uma dobra na cadeia, que interrompe a suave estrutura helicoidal. Um grande número de aminoácidos carregados: formação de ligações iônicas ou por se repelir eletrostaticamente um aminoácido ao outro (por exemplo, glutamato, aspartato, histidina, lisina ou arginina) . Os aminoácidos com cadeias laterais volumosas, como o triptofano: podem interferir com a formação de uma hélice α se estiverem em grande número. Comparação entre a folha β e a α-hélice. Ao contrário da α-hélice, as folhas β são compostas por duas ou mais cadeias peptídicas (fitas β) ou segmentos de cadeias polipeptídicas, as quais apresentam-se quase totalmente estendidas. Nas folhas β, as pontes de hidrogênio são perpendiculares ao esqueleto polipeptídico. As curvaturas β revertem a direção de uma cadeia polipeptídica, auxiliando a formação de uma estrutura compacta e globular. Elas normalmente são encontradas na superfície das moléculas proteicas e frequentemente contêm resíduos carregados . Curvaturas β: prolina – o iminoácido que causa uma "dobra" na cadeia polipeptídica. glicina- o aminoácido com menor grupo R, também é encontrada com frequência nas curvaturas β. As curvaturas β são estabilizadas pela formação de pontes de hidrogênio e ligações iônicas. Arranjo tridimensional de uma proteína. A estrutura primária de uma cadeia polipeptídica determina sua estrutura terciária. A estrutura tridimensional única de cada polipeptídeo é determinada por sua sequência de aminoácidos. Cadeias laterais hidrofóbicas: posicionadas no interior, Cadeias laterais hidrofílicas: geralmente são encontrados na superfície da molécula. Todos os grupos hidrofílicos (incluindo os componentes da ligação peptídica) localizados no interior do polipeptídeo estão envolvidos na formação de pontes de hidrogênio ou de interações eletrostáticas. Nota: As estruturas em hélice α e em folha β proporcionam o máximo de pontes de hidrogênio aos componentes da ligação peptídica no interior dos polipeptídeos, eliminando assim a possibilidade de que as moléculas de água possam ligar-se a esses grupos muito hidrofílicos e romper a integridade da proteína. As interações entre as cadeias laterais dos aminoácidos direcionam o dobramento do polipeptídeo para formar uma estrutura compacta. Interações hidrofóbicas. Os aminoácidos com cadeias laterais hidrofóbicas tendem a ficar localizados no interior da molécula polipeptídica, onde eles se associam com outros aminoácidos hidrofóbicos. Interações que estabilizam a estrutura terciária Pontes dissulfeto. Uma ponte dissulfeto é uma ligação covalente formada pelos grupos sulfidrila (-SH) de dois resíduos de cisteína para produzir um resíduo de cistina. Uma ponte dissulfeto contribui para a estabilidade da conformação tridimensional da molécula proteica. (Nota: Essas fortes ligações covalentes contribuem para estabilizar a estrutura das proteínas e evitar que elas se tornem desnaturadas no meio extracelular). Interações que estabilizam a estrutura terciária Pontes de hidrogênio. Cadeias laterais de aminoácidos contendo hidrogênio ligado a oxigênio ou nitrogênio. lnterações iônicas. Grupos carregados negativamente, como o grupo carboxila (- COO-) na cadeia lateral do aspartato ou do glutamato, podem interagir com grupos carregados positivamente, como o grupo amino (-NH3+ ) , na cadeia lateral da lisina. INTERAÇÕES QUE ESTABILIZAM A ESTRUTURA TERCIÁRIA INTERAÇÕES QUE ESTABILIZAM A ESTRUTURA TERCIÁRIA Complexos proteicos: mais de uma subunidade proteica. Proteínas diméricas, triméricas, multiméricas: consistem em duas ou mais cadeias polipeptídicas, que podem ser estruturalmente idênticas ou totalmente diferentes. As subunidades se mantém unidas por interações não-covalentes (pontes de hidrogênio, ligações iônicas e interações hidrofóbicas). Podem funcionar independentemente umas das outras ou podem trabalhar cooperativamente. O dobramento proteico é um processo complexo de ensaio e erro, que algumas vezes pode resultar em moléculas dobradas de forma imprópria. Essas proteínas dobradas de forma incorreta são normalmente marcadas e degradadas dentro da célula. ANEMIA FALCIFORME Mutação no gene que codifica as cadeias β da Hb; Substiuição do Glutamato pela Valina nas duas cadeias β; Ponto de contato hidrofóbico na cadeia β (superfície externa da molécula): Moléculas de HbS se associam anormalmente entre si, formando agregados fibrosos e longos; Hemácias frágeis e obstrução de capilares. Funções estruturais Insolúveis em água (resíduos de aminoácidos hidrofóbicos) Ex.: colágeno, elastina e queratina Formam soluções coloidais Funções: Enzimas Transporte Proteínas motoras Proteínas reguladoras Imunoglobulinas Ex.: hemoglobina e imunoglobulinas Proteínas simples Proteínas conjugadas (grupos prostéticos) De 25.000 a 35.000 proteínas no corpo humano Perda da estrutura tridimensional da proteína com perda da função Fatores que causam desnaturação: Aumento de temperatura (ligações fracas) Extremos de pH (carga líquida) Solutos (uréia e cloreto de guanidina) Detergentes Renaturação: Proteína desnaturadaretorna à sua estrutura nativa e com atividade biológica se reposta nas condições em que a conformação nativa seja estável.