UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE BIOCIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA CELULAR E GENÉTICA

DISCIPLINA DE BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR

ESTRUTURA E PROPRIEDADES DAS BIOMEMBRANAS

Prof. Dr. Eduardo Luiz Voigt

Importância das biomembranas

Células procarióticas e eucarióticas ►membrana plasmática ►mantém as diferenças de composição entre os meios intracelular e extracelular Células eucarióticas ►sistema de endomembranas ►mantém as diferenças de composição entre os compartimentos celulares Biomembranas ►transporte ►metabolismo ►percepção e transdução de sinais ►mecanismos de ação de drogas

Alberts et al., 2008 Lodish et al., 2004

Ultraestrutura

Ultraestrutura ►estrutura apresentada ao microscópio eletrônico de transmissão Estrutura das biomembranas ►trilaminar ou trilamelar ►unidade de membrana

Alberts et al., 2008

Lodish et al., 2004

Lipídios de membrana

Estrutura ►compostos anfifílicos

►cabeça polar (hidrofílica) ►caudas apolares (hidrofóbicas)

Diversidade (em animais) ►glicerofosfolipídios ►esfingolipídios ►esterois

Glicerofosfolipídeos ou fosfoglicerídeos

Estrutura ►glicerol esterificado a

►dois ácidos graxos ►fosfato + álcool

Diversidade ►fosfatidiletanolamina ►fosfatidilserina ►fosfatidilcolina ►fosfatidilinositol

Esfingolipídios

Estrutura ►esfingosina ligada a

►um ácido graxo (ligação amida) ►fosfato + álcool ou ►carboidrato

Diversidade ►esfingomielinas (fosfato + álcool) ►cerebrosídeos (monossacarídeo) ►globosídeos (oligossacarídeo simples) ►gangliosídeos (oligossacarídeo complexo)

Esterois

Alberts et al., 2008

Estrutura ►derivados do ciclopentanoperidrofenantreno ►cabeça polar = hidroxila ►cauda apolar = anéis + cadeia alifática Diversidade ►colesterol (animais) ►ergosterol (fungos)

Propriedades dos lipídios de membrana

Modelo do mosaico fluido

Dinâmica das biomembranas

Proteínas de membrana

►integrais transmembrana ►integrais associadas ►periféricas ►ancoradas por lipídios

Formas de inserção das proteínas de membrana

Proteínas com hélices transmembrana

Proteínas com estrutura do tipo barril-β

Funções das proteínas de membrana

Lodish et al., 2004

►proteínas transportadoras ►enzimas ►receptores ►proteínas de adesão

Assimetria das biomembranas

►fosfatidilinositol: folheto interno; vias de sinalização intracelular ►fosfatidilserina: folheto interno; extrusão sinaliza morte celular programada

Superfície celular

Glicocálix (camada de carboidrato) ►porções carboidrato de

►glicolipídios ►glicoproteínas ►proteoglicanos

►proteção contra enzimas hidrolíticas ►envolvimento na inibição por contato ►determinação de grupos sanguíneos

Lodish et al., 2004

Glicosaminoglicanos (GAGs)

Polissacarídeos ácidos ►unidades recorrentes

►açúcar ácido ►açúcar aminado

►substituições com sulfato ►caráter hidrofílico → formação de géis

Lodish et al., 2004