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Na aula passada... Proteínas são organizadas em níveis

Proteínas adotam forma tridimensional característica – sua forma nativa

Uma cadeia polipetídica com uma certa sequência de aminoácidos sempre se dobra da

mesma maneira

Esqueleto ou “backbone” é o nome que se dá aosátomos N-C()-C encadeados (nao inclui os R)

Cadeia polipetídica na conformação estendida

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A ligação peptídica pode existir emduas conformações

TRANS CIS

Proteínas precisam ser extensamentedobradas para atingir conformação nativa

A estrutura da quimotripsina

Arquivo PDB: 2charepresentação de “arame” (wireframe) representação de “preenchimento” (spacefill)

Difração de raios-X permite a elucidação daestrutura de proteínas

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Forças que mantém estrutura das proteínas

1) Pontes de hidrogênio

2) Interações iônicas (pontes salinas)

3) Interações hidrofóbicas

4) Interações de Van der Waals

Forças fracas!Ponte H : 20kJ/molCovalente (C-C) : 348 kJ/mol

Pontes de hidrogênio

+

-

Pontes Hsão direcionais:

Pontes de hidrogênio em proteínas Interações Iônicas

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Interações Hidrofóbicas Forças de van der Waals

+ - dipolo momentâneo

molécula apolar

+ - + -

atração entre dipolos momentâneos

Ligações Dissulfeto

São covalentes !!!Não são obrigatórias !!!

Estruturas secundárias

1) Regulares

2) Repetitivas

3) Mantidas por pontes H entre grupos peptídicos

Alfa-hélices

Folhas beta

Voltas beta

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Estrutura 2a: alfa-hélice

• Hélice para a direita

• 3.6 resíduos por volta

• Ângulo de 100o entre resíduos

• “Esqueleto” compactado

• Grupos R externos

• Pontes H entre AAs n e n+4

• AAs “proibidos”

Estrutura 2a: alfa-hélice

Estrutura 2a: folha beta

• “Esqueleto” estendido

• Grupos R acima e abaixo da folha

• Pontes H entre AAs distantes

• Paralelas ou antiparalelas

Estrutura 2a: folha beta

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Prolinas rompem estrutura 2a Estrutura 2a: Voltas

Estrutura 3a é a forma tridimensional da proteína

combinação de elementos 2os

Quimotripsina (PDB 2cha)

Efeito hidrofóbico é o principal responsávelpelo dobramento compacto de proteínas

http://webhost.bridgew.edu/fgorga/proteins/hydrophobic.htm

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Focando em um segmentoda quimotripsina…

Arquivo PDB: 2cha

Gly-Asp-Ser-Gly-Gly-Pro-Leu-Val-Cys-Lys-Lys-Asn204193

O que leva a que a proteína adquiraexatamente um certo dobramento?

Interações Iônicas

Pontes de hidrogênio Interações Hidrofóbicas

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Pontes dissulfeto Estrutura 3a pode ser dividida em “domínios”

Fosfofrutoquinase (E. coli)

domínio catalítico

domínio reguladorDomínios são porções de uma

cadeia polipeptídica que se enovelam de

maneira independente do resto da cadeia

Estrutura Quaternária

Desoxihemoglobina(tetrâmero – 2 alfa-globinas, 2 beta-globinas)

Proteínas que, na sua forma nativa ou funcional, possuem mais de uma cadeia polipeptídica exibem estrutura 4ª.

http://www2.warwick.ac.uk/fac/sci/chemistry/research/dixon/dixongroup/members/msrhar/research/background/

Estrutura de Proteínas de Membrana

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Proteínas fibrosas: queratina

Coiled coil = super-hélice

Proteínas fibrosas: colágenoSequência primária: Gly-Pro-4Hyp

Superhélice formada por 3 hélices que se enrolam como uma trança Hélice diferente da alfa-hélice !

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Desnaturação de proteínas

Alteração da estrutura 3ª : mudança de propriedades perda de função

Causada por: pHtemperaturaforça iônicadetergente

Como agem ?

Desnaturação por pH:

COO - +H3N

COO-

CO

O-

COO-

+H3 N

+ H 3N

+ H 3N

H+

H+

H+

H+ H+

H+

H+

neutro

COOH +H3N

COOH

CO

OH

COOH

+H3 N

+ H 3N

+ H 3N

H+

H+

H+

H+ H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

ácido

Desnaturação por pH:

ácido

COOH

+H3 N

COOH

COOH

COOH

+H3N+ H 3N

+ H 3N

H+

H+

H+

H+ H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

H+

O enovelamento de proteínas

Pode ser espontâneo.Informação presente na sequência primária.

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Algumas proteínas precisam de ajudapara se enovelar

Diversas patologias tem origem em alterações na estrutura de proteínas

Anemia falciforme é causada poralteração da Hb

HbS = Glu 6 Val (cadeia )

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Doença da Vaca LoucaEncefalopatia espongiforme bovina (BSE)ScrapieDoença de Creutzfeld-JacobKuru

Prion Protein (PrP)

Alteração na estrutura da proteínacria forma patológica