Protein As

As proteínas são as macromoléculas mais abundantes das células vivas e representam cerca de 50 % do seu peso seco

As proteínas exercem as mais variadas funções

Transporte, Proteção, Reserva, Enzimas etc

Exercício de cada função requer uma estrutura adequada. A multiplicidade de estrutura e conseguida graças a existência de 20 diferentes aminoácidos

- Todas as proteínas, sejam das linhagens mais antigas de bactérias, sejam das formas mais complexas de vida são construídas pelo mesmo conjunto de 20 aminoácidos ligados covalentemente em seqüências lineares características;

- À partir destes 20 aminoácidos, os organismos podem sintetizar proteínas muito diferentes entre si, como as enzimas, hormônios, anticorpos, proteínas do cristalino do olho, penas de pássaros, teias de aranha, venenos de fungos e de cobra, antibióticos e uma centena de outras substâncias exibindo atividades biológicas características

Níveis de organização

Aquecimento provoca desnaturação

Willian Astibury década 30

Raio X do cabelo e da seda

Cabelo 0,54 nm

Fibroína 0,7

Cabelo aquecido 0,70

Conformação Protéica

- A estrutura primária de uma proteína é o que determina sua conformação tridimensional, pois os grupos R dos aminoácidos é que vão determinar o modo pelo qual a cadeia polipeptídica vai enovelar-se e assim formar sua estrutura nativa;

- A maneira de demonstrar a estrutura especifica das proteínas para função biológica que exercem é alterar essa estrutura e determinar o efeito que isso causa nessa função p.ex hipofosfatasia, trombose venosa profunda

- DESNATURAÇÃO é o processo no qual ocorre uma alteração extrema, com a perda total da estrutura tridimensional e da atividade biológica da proteína;

- Aquecimento, tratamento com substâncias químicas tais como uréia, guanidina, ácidos ou bases fortes levam a desnaturação de proteínas

Exercício de cada função requer uma estrutura adequada.

Classificação de acordo com as características físicas

Globulares: a cadeia peptídica é enrolada em uma forma globular

São solúveis em sistema aquosa

Usualmente são móveis e dinâmicas

Fibrosas. Insolúveis em água e fisicamente duras.

Servem como elementos estrutural ou de proteção

São divididas em duas classes Alfa queratinas

Beta queratinas

Alfa queratina

Mais abundante no cabelo, chifre, casco da tartaruga, penas, unhas escamas , espícula do porco espinho

Beta queratina

proteína da seda

Proteína da teia da aranha

Proteína fibrosas

Estrutura primária refere-se a seqüência de amino ácidos

2 resíduos de aminoácidos

Ligação

peptídica

Estrutura secundária refere-se ao arranjo no espaço, isto é a conformação dos resíduos de amino ácidos na cadeia polipeptídica

Exemplos : alfa hélice, folha pregueada beta, colágeno

Por que forma alfa hélice

A composição e a seqüência é tal que permite a cadeia formar espontaneamente alfa hélice

Alfa queratinas são ricas em aminoácidos formadores de alfa hélice

• São mantidas por pontes de hidrogênio intra cadeia e por pontes S-S

• A cadeia é mantida por

pontes de hidrogênio

intra cadeia

Beta queratinas

São filamentosas e insolúveis em água

Facilmente dobráveis

Pontes de hidrogênio entre as cadeias

São ricas em glicina, alanina e serina

Cada 2 aminoacido um é glicina

A fibroína proteina da seda

Consiste de camadas de

folhas antiparalelas ricas em resíduos de Ala e Gly permitindo um empacotamento denso dos grupos R e um arranjo em que os grupos R estão em contato uns com os outros

Pontes de Hidrogênio e van der Waals estabilizam a estrutura

• As cadeias são mantidas

unidas por pontes de

hidrogênio entre as cadeias

O colágeno representa quase 1/3 da proteína total de um organismo. Ele é uma molécula em forma de bastão com cerca de 3.000 Å de comprimento e apenas 15 Å de largura.

Suas 3 cadeias super enoveladas podem ter seqüências diferentes, mas cada uma apresenta cerca de 1000 resíduos de aminoácidos.

As fibrilas do colágeno são formadas por moléculas de colágeno alinhadas em um padrão em forma de escada e apresentam ligações cruzadas para uma maior resistência mecânica.

O alinhamento especifico e a quantidade de ligações cruzadas variam de acordo com os tecidos e produzem estrias características em uma microfotografia eletrônica

fibras

fibrilas

trapocolageno

• O COLÁGENO apresenta 35% de Gly, 11% de ala e 21% de Pro e HydroPro

• O conteúdo não habitual de aminoácidos do colágeno esta relacionado as restrições estruturais características da hélice do colágeno

• A seqüência de aminoácido Gly-X-Pro ou Gly-X-HyPro onde X pode ser qualquer aminoácido

• Apenas os resíduos de Gly podem ser acomodados nas junções extremamente estreitas existentes entre as cadeias individuais.

Os resíduos de Pro possibilitam os enovelamentos acentuados que se verificam na tríplice hélice do colágeno

• O empacotamento denso das cadeias na tríplice hélice do colágeno fornece um força tensional maior do que a de um fio de aço de idêntica secção transversal.

A TRIPLICE HÉLICE DO COLÁGENO

glicina

• Um mamífero possui mais de 30 variantes estruturais de colágeno que ocorrem em tecidos particulares. Cada um deles é um pouco diferente em seqüência e função.

• Defeitos genéticos na estrutura do colágeno ilustram a relação próxima que existe entre a seqüência de aminoácidos e a estrutura

tridimensional desta proteína

• Osteogenesis imperfeita é caracterizada por uma formação óssea anormal de bebês e a

síndrome de Ehlers-Danlos, por juntas frouxas.

• Ambas são condições letais e resultam da substituição de um aminoácido com um grupo

R maior (como a Cys ou Ser) por um resíduo de Gly em cada cadeia . (um resíduo de Gly

diferente em cada desordem).

• Efeito catastrófico sobre a função do colageno pois elas rompem a repetição Gly-X-Pro que dá

ao colágeno sua estrutura helicoidal

As cadeias das moléculas do colágeno e as moléculas do colágeno das fibrilas são unidas por tipos não usuais de ligações covalentes cruzadas, envolvendo residuos de Lys HyLys ou His.

Essas ligações criam resíduos de aminoácidos não- primários, como a desidro-hidroxilisinonorleucina (aumentam na velhice)

A super-hélice de 3 cadeias do colágeno vista a partir de uma extremidade,em um modelo bola-e-bastão

glicina

A glicina devido a seu pequeno tamanho e necessária na junção estreita em que as três cadeias estão em contato.

Modelo espaço cheio da mesma cadeia

As três hélices enovelam-se umas as outras em um superenovelamento orientado para a direita

A cadeia do colágeno apresenta uma estrutura secundária repetitiva característica dessa proteina

a seqüência tripeptídica repetitiva Gly-X-Pro ou

Gly-X-HyPro adota uma estrutura helicoidal orientada para a esquerda com 3 resíduos a cada passo

Proteínas globulares

soroalbumina

Estrutura terciária das proteínas

A estrutura terciária de uma proteína é a sua complexa forma tridimensional, ou conformação, resultante das dobras da cadeia

polipeptídica. A interação entre as cadeias laterais dos aminoácidos dentro da proteína determina as ligações e propriedades que mantêm íntegra a estrutura terciária.

Diversos tipos de força estão envolvidos no processo de enrolamento, inclusive ligações de dissulfeto da estrutura primária.

A seqüência de amino ácidos determina a estrutura terciária

A prova mais importante de que a estrutura (terciária ) depende da seqüência de amino ácidos vem dos estudos de desnaturação realizados por ANFINSEN década de 50

A seqüência de amino ácidos determina a estrutura terciária

A prova mais importante de que a estrutura (terciária ) depende da seqüência de amino ácido vem dos estudos de desnaturação realizados por ANFINSEN década de 50

Estado nativo; cataliticamente

ativa

Estado desenovelado; inativa. As interligações

dissulfeto estão reduzidas e produziram resíduos de

cisteína

Estado nativo; cataliticamente ativa. As

interligações dissulfeto dos quatro resíduos de cistina

foram reformadas adequadamente

Adição de uréia e

mercaptoetanol

Remoção da uréia e mercaptoetanol

Desnaturação e renaturação da ribonuclease

Refere-se à maneira como a cadeia peptídica dobra sobre si mesma

Forças que matem a estrutura terciária:

Interação iônica. Forcas de Van der Walls. Iterações hidrofóbicas. Pontes de hidrogênio .

Pontes S-S (covalentes)

Forças que estabilizam a estrutura terciária.

a =>pontes de hidrogênio; b =>pontes dissulfeto; c => interação iônica (asp – lys); d=> interação hidrofóbica valina- valina

Refere-se ao arranjo das cadeias , isto é, como elas estão reunidas conformação das

proteínas oligoméricas.

Forças que matem a estrutura quaternária:

Interação iônica. Forcas de Van der Walls. Iterações hidrofóbicas. Pontes de hidrogênio .

Pontes S-S (ligações covalentes)

Hemoglobina(Hb) : 4 subunidades polipeptídicas

2 cadeias idênticas

2 cadeias idênticas

Cada subunidade é pareada de maneira idêntica com uma no interior dessa proteína multissubunitária de modo que a Hb pode ser considerada como um tetrâmero de quatro subunidades ou um dímero de protômeros

Hemoglobina

Enzimas Luciferina luciferase