Proteínas Bio

8/18/2019 Proteínas Bio

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PROTEÍNAS

Proteínas (“protos” em grego – primeiro) apresentamuma classe abundante e diversa de biomoléculas, queconstituem mais que 50% de peso seco das células

!rande diversidade e abund"ncia re#lete o papel central das Proteínas na estrutura e #un$es das

células

&'istem muitas espécies di#erentes de Proteínas, cada uma especialiada para uma #un$o biol*gica

diversa

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2ais polímeros, denominados cadeias

polipeptídicas podem conter centenas resíduosde amino-cidos

Assim, os 3.4minoácidos podem so#rer

a policondensaço enimática #ormando ascadeias peptídicas


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!N " # " #OO

R$

% !N "# "#OO

R!

% !N"# " #OO

R&

N "

R

" N " #

R

#" # " # " N " #

R

" # " O

O O O

!

5 6 7

8esíduo terminal N 8esíduo terminal #

'ma Tripeptída4


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As Proteínas simples liberam por

:idr*lise somente amino-cidos e nen:umoutro produto orgnicoAs Proteínas con()gadas liberam por

:idr*lise no somente amino-cidos, mas também outros componentes

org"nicos e inorg"nicos 4 por$o de uma proteína conugada

no #ormada por amino-cidos é c:amada de gr)po prost*tico.


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Classe Componenete do grupo prostético

Nucleoproteínas RNA

Lipoproteínas Fosfolípidos, Colesterol

Glicoproteínas Galactose, Manose

Fosfoproteínas H3P!, "erina, #reonina

Cromoproteínas $Hemeproteínas%&

' Hemoglo(ina' Citocromos

' )n*imas +eminais $Catalases, Peroidases%' Cloroplastinas

Porfirina

Ferroporfirina--.--

--.----.--

Clorofila / Mg

Fla0oproteínas Fla0ina-Adenina-dinucle1tido

$FA2%

Metaloproteínas&

' Ferroproteínas' Alcooldesidrogenase

' antina-oidase' Citocromo-oidase

Fe$H%34n

Mo / Fe

Fe / Cu

#lassi+icação das Proteínas con()gadas


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'N-ES /AS PROTEÍNAS$. #AT012SE EN3240T2#A

;uase todas as reac$es químicas em sistemasbiol*gicos so cataliadas por proteínas especí#icas

c:amadas enimas&nimas aumentam a velocidade das reac$es de

pelo menos um mil:o vees!. TRANSPORTE E AR4A3ENA4ENTO


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6. S'STEN-7O 4E#0N2#A

4lta #or$a de tenso da pele e do osso é devidoa presen$a de ?olagéno, uma proteína #ibrosa

8. PROTE#-7O 24'N2T0R2A@s anticorpos so proteínas altamenteespecí#icas que recon:ecem e se combinamcom subst"ncias estran:as tais como vírus,

bactérias e células de outros organismosProteínas e'ercem um papel vital na distin$o

entre pr*prio e no pr*prio9


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9. :ERA-7O E TRANS42-7O /E24P'1SOS NER5OSOS

&'emplo 8odopsina é proteína sensível Alu nos

bastonetos da retina

;. #ONTRO1E /E #RES#24ENTO E/A /2EREN#2A-7O

4 e'presso sequencial controlada dain#orma$o genética é essencial paracrescimento e di#erencia$o ordenada

das células


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ARrosas Proteínas glo>)lares

Proteínas de mem>rana

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Proteínas +i>rosas so constituidas de cadeias

polipeptídicas dispostas paralelamente ao longo deum >nico ei'o, #ormando longas #ibras ou l"minas/o os elementos estruturais b-sicos do tecidoconuntivo dos animais superiores, insol>veis

em -gua e solu$es salinas diluídas

&'emplos9 #olag*no (tendes, matri *ssea)C sculos)

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Proteínas glo>)lares so #ormadas das cadeias

polipeptídicas que se dobram #irmemente adquirindoas #ormas es#éricas ou globulares compactas/o sol>veis em sistemas aquosasC geralmenteapresentam uma #un$o din-mica em células

(enimas, :ormonas, anticorpos)

Proteínas de mem>rana encontram.se emassocia$o com v-rios sistemas de membranas

celularesC sua composi$o contem o teor elevadodos amino-cidos :idro#ílicos

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Estr)t)ra primária ?2@ * se)Bncia dos aminoácidosna cadeia polipeptídica da proteina sem )e se

considere o arran(o espacial.

&'emplo9 –!li . 2ir. 4la – Dal – ?is – 4rg –


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+etermina$o da sequ1ncia dosamino-cidos apresenta o primeiro passo

no estudo de uma proteína econsiste em realia$o :idr*lises

especí#icos tais como reagentes químicos(Br?, =6@=) e enimas (2ripsina,

;uimotripsina)


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Reagente "ítio de cis5oCisão químicaBrCN

NH2OH

Cisão enzimáticaTripsinaQuimotripsina

Extremiae car!oxi"o a #etionina$i%ação Aspara%ina & '"icinaExtremiae car!oxi"o e $isina & Ar%eninaExtremiae car!oxi"o e aminoáciosaromáticos e outro não po"ares

Reagentes para +idr1lise específica

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Estr)t)ra sec)ndária ?22@

= arran(o espacial local dos átomos da cadeiaprincipal, sem considerar a con+ormação das s)as

cadeias laterais o) s)as relações com o)trossegmentos.

?onsiste em regularidades em con#orma$es locais,

mantendas por liga$es de :idrogénio entre o grupoamida –= e ?G@

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EDistem ! tipos de estr)t)ra ?22@as F*lices e as +olFas preg)adas.

as :élices liga$es de = so #ormadas entre resídosda mesma cadeiaC nas #ol:as preguadas – entre cadeias polipeptídicas di#erentes

=élice H direita tem símbolo – 7,I7, onde 7,I é

n>mero de resíduos de 4J por espira, 7 – n>mero de-tomos no cíclo #ormado por duas liga$es de =

?on#orma$o da proteína e determinada porsequ1ncia dos 4J

!lu, 4la, Keu L F*licesC Dal, Fsoleucina L +olFas GPro, !li, 4sp causam G"reCersão (cadeia polipeptídica dobra M00)

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Estr)t)ra terciária ?222@

?orresponde A con#orma$o tridimensional dascadeias polipeptídicas N condicionada por interac$es estéricas dos resíduos

de 4J muito distanciadas uns dos outras

4s #or$as envolvidas na estabilia$o

da estrutura (FFF) so9. liga$es covalentes . /. / .

. liga$es por pontes de :idrogénio. liga$es i*nicas

. interac$es :idro#*bicas. interac$es electrost-ticas

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Estr)t)ra terciária ?222@ tem importHncia

+)ndamental para actiCidade >iolIgicadas Proteínas.

Ponte de en'o#re –/./. #orma.se a partir

de 6 resíduos de ?isteinae desempen:a um papel primordial na#orma$o e estabilia$o das Proteínas

com estrutura (FFF)


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Estr)t)ra ?25@

= arran(o das s)>)nidades polipeptídicas noespaço e con()nto dos respectiCos contactos

e interacções inter"s)>)nitárias.

?aracteria as proteínas com 6 e mais cadeiaspolipeptídicas (subunidades)

?orresponde a associa$es reversíveis(por liga$es no.covalentes) entre cadeias

polipeptídicas idénticas e di#erentes

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&strutura FD caracteria o nível superior decomple'idade estrutural das Proteínas

&squema simpli#icadode uma molécula de =emoglobina

?adeias J t1m

O resíduos

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E4O:1OK2NA E 42O:1OK2NA

São proteínas" transportadores do O!" molec)lar Possuem a :omologia da sequ1ncia dos amino-cidosdas cadeias polipeptídicas

emoglo>ina ?>@ #oi a primeira proteína para

qual as estruturas completas FFF e FD tornaram.se con:ecidas

=b encontra.se nos eritr*citosC=b é transportador de @6, ?@6 e =

no sangue

=b contém 6 cadeias H (O resíduos) e 6 cadeiasQ (OI resíduos, encontrando.se ligado entre si)

?ada cadeia possui Feme 24


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> A é principal do organismo adulto tem+Irm)la J!G!.


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Jtomo de Ee pode e'istir em #orma9(6) – Eerro:emoglobina

(7) – Eerri:emoglobina (ina ?4>@ encontra.se nos m>sculos,

desempen:a #un$o de armaenamento de @62em cadeia polipeptídica com 57 resíduos,dos quais 6 em :élices direitas, com :emerespons-vel pelas o'ida$es e deso'ida$es


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4ssim, molécula de =emoglobina é mais complicadaque molécula de


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E+eito de KoFr aumento do teor de ?@6 e R=S nos

capillares nos tecidos com alto metabolismo #avorece

liberta$o de @6 do =b(@6)O (redu a#inidade de =b )

H!)O2*+ ( H( ( CO2 H!H)CO2* ( O2

m,scu"os

pu"m-es

os capillares de pulmes tem lugar e#eito oposto(T=aldane) 4lta concentra$o do @6 #avorece

elimina$o de =

e ?@6 do =b=(?@6)

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!,&"/i+os+oglicerato ?/:@ diminui a#inidadede =b pare @

6

em 6I vees

P"O"#!"#?"OP@"#OO"

+E! (P G P@76. )

2mportHncia +isiolIgica do /:/em +E!, =b ao passer através dos capillares

onde presso de @6

é U6I tor (mm =g) ,

libertaria muito pouco de @6

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2mportHncia clínica

/angue conservado no meio = . ?itrato.+e'trosecaracteria.se por diminui$o #orte do teor de +E! ,

assim, a#inidade do sangue aumentao caso de trans#uso da grande quantidade

do sangue com alta a#inidade pode surgirperigo do a>astacimento +raco dos tecidos

V impossível aumentar teor de +E! por adi$o

(+E! no atravessa membrana celular), masé possível prever diminui$o dpo teor de +E!no sangue conservado por adi$o do reagente

especí#ico (2nosina@

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emoglo>inas anormais

>A ? J!G!@ é principal do organismo adulto=emoglobina / (=b #alci#orme) é anormal@s resíduos de ác. :l)tHmico na posi$o

I das cadeias Q esto substituídos pelo 5alina+oen$a c:amada Anemia falciforme

caracterisa.se pela +orma de +oicedos eritrIcitos em presses bai'as de @6

R &ritr*citos normais conservam sua #orma disc*ideap*s a deso'ida$oS

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Anemia +alci+orme ?A@ * )ma doença

Femolítica molec)lar Fereditária

4E é um primeiro e'emplo da doen$amolecularErequ1ncia do gene #alci#orme em algumas

regies de J#rica atinge U6LM

Eoi esclarecido que portadores deste de#eito:emolítico t1m uma resist1ncia alta A


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/ESNAT'RA-7O /AS PROTEÍNAS

A maioria das Proteínas pode manter s)a actiCidade >iolIgica somente em )ma +aiDa m)itolimitada de temperat)ra e p.

/esnat)ração das Proteínas e um #en*meno que se

caracterie pela perturba$o das estruturas FF, FFF, FDque condu a perda da >ioactiCidade

4gentes de desnatura$o além de 2 elevada e p= so9• -cidos e bases

• solventes org"nicos• lu ultravioleta e W.raios

• agentes desnaturantes especí#icos (Xreia, -cPer#*rmico, !uanidina)

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/esnat)ração é acompan:ada #requentemente dacoag)lação das macromoléculas protéicas

EDemplo – #orma$o de um coagulo brancoinsol>vel em -gua quando a clara de ovo é #ervida

Perturba$o das estruturas FF, FFF, FD durantedesnatura$o consiste em desenrolamento de uma

estrutura nativa caracteristicamente dobrada dacadeia polipeptídica das moléculas de Proteínas

globulares

/esnat)ração pode ser reCersíCel e irreCersíCel.

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/esnat)ração reCersíCel ocorre sob ac$es #racasquando so tocadas s* e'tremidades das cadeias e

proteínas retornam A sua #orma nativa quando cessaac$o desnaturante

/esnat)ração irreCersíCel ocorre9

. a 2 elevadas- ac$o dos -cidos e bases #ortes- -lcoois, sais de metais pesados

&ssas ac$es causam a perturba$o das

ligações por pontes de Fidrog*nio e ospontos salinos nas estruturas das Protéinas

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667 Métodos de separa85o (aseados nas diferen8as

de solu(ilidade

Proteínas so os polielectr*litos de pesomolecular muito alto, seu comportamento é

determinado por uma composi$o característicade amino-cidos

/olubilidade de P G # ( p=, solvente, temperatura,#or$a i*nica da solu$o )

Proteínas globulares so caracteriadas por ummínimo de solubilidade em #un$o de p= desulu$o que corresponde a seu

p= isoeléctrico – p=i


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este ponto a molécula no apresenta carga eléctrica

e#ectiva e é incapa de se deslocar num campoeléctrico, repulso electrost-tica entre as moléculasprotéicas no e'iste e elas so#rem a coalesc1ncia e

precipita$o

Porém, em valores de p= acima e abai'o do p= i as

moléculas protéicas t1m as cargas e#ectivas


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;uando o p= de uma mistura de proteínas est-austado para p=

i de um de seus componentes, este

componente se precipita, dei'ando em solu$o asproteínas cuo p=i se situa acima ou abai'o daquele

p= 4 proteína precipitada permanece em sua

con#orma$o nativa e pode ser redissolvida

Pontos isoel*ctricos ?pi@ de alg)mas proteínas

Pepsina . U,0


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Sol)>iliação e precipitação das proteínas por

sali+icação.QSalting"in e salting"o)t./olubilidade de muitas proteínas globulares aumenta na presen$a dos sais neutros (


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Por outro lado , A medida que a #or$a i*nica ([ )

aumenta, a solubilidade se redu gradativamente/e [ é su#icientemente elevada, uma proteína pode ser precipitada quase completamente

2al e#eito é c:amado precipita$o por sali#ica$o ou“salting.out”

@ mecanismo deste #en*meno é complicado@s precipitados protéicos resultantes da precipita$o

salting.out” mant1m sua con#orma$o nativa e podemser dissolvidos novamente, sem desnatura$o


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222. 4*todos de electromigração ?electro+or*ticos@

/epara$o electo#orética pode ser realiadaem coluna ou em camada #ina

Proteínas colocadas num campo eléctrico so#rem

migra$o (e'cepto no ponto isoeléctrico), portanto,podem ser #raccionadas

&m electro#orése so usados como supporte9papel, acetato de celulose, gel de amido, gel de

poliacrilamoda, gel de agarose


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Eraccionamento das proteínas a p= M,I 4 proteína mais -cida (4lbumina, p=i G O,I) é que se migra mais

rapidamente a p= b-sico

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