Proteínas fibrosas e globulares ESTRUTURAS

FUNÇÕES

OBJETIVOS DA AULA – PROTEÍNAS FIBROSAS

• Conhecer a classificação das proteínas quanto à forma

• Estudar a estrutura das queratinas, bem como suas funções e

ocorrência no ser humano

• Conhecer os diferentes tipos de colágeno e a ocorrência nos seres

humanos

• Aprender sobre a estrutura molecular do colágeno do tipo I e sobre as forças químicas que mantém essa estrutura

• Entender a ocorrência de estruturas globulares em alguns tipos de

colágeno

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OBJETIVOS DA AULA – PROTEÍNAS FIBROSAS

• Entender o processo de síntese e as modificações pós-traducionais do

colágeno

• Conhecer a estrutura molecular da elastina, bem como os locais de

ocorrência dessa proteína

• Saber as principais diferenças entre colágeno e elastina

• Estudar as doenças genéticas que resultam da anormalidade na síntese

do colágeno (Ehlers Danlos, síndrome de Alport, epidermose bolhosa)

e da elastina (síndrome de Wiliams-Beuren).

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Classificação das proteínas quanto à forma

GLOBULARES

• 1 ou mais cadeiaspolipeptídicas

• Forma final aparentementeesférica e compacta

• Proporção axial < 3,0

• Funções variadas• Enzimas

• Proteínas de transporte

• Proteínas reguladoras

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Mioglobina

Hemoglobina

Nelson, Cox, 2011

Classificação das proteínas quanto à forma

FIBROSAS• 1 ou mais cadeias

polipeptídicas

• Cadeias muito longas

• Estrutura secundária regular

• Módulos repetitivos

• Forma final alongada

• Proporção axial > 10

• Geralmente são insolúveis

• Função estrutural

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Queratinas

• Tipo α

• 2 ou 3 cadeias em α-héliceassociadas lateralmente

• Estrutura helicoidal

• Protofilamento

• Protofibrila

• Ocorrência:

• Epiderme dos vertebrados

• epitélios oral e gengival

• Estruturas relacionadas à epiderme

• Cabelos, lã, chifres, unhas, cascos, penas

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Nelson, Cox, 2011

Pontes dissulfeto

Queratinas

• Tipo β

• Empilhamento de folhas

β pregueadas

• Ocorrência:

• Fios da seda

• Fios da teias da

aranha

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Nelson, Cox, 2011

Colágeno

• Principal componente da maioria dos tecidos conectivos

• 25% proteínas mamíferos

• Parte da estrutura extracelularde praticamente todos os tecidos

• Seres humanos

• 30 cadeias polipeptídicas codificadas por diferentes genes

• Diferentes associações das cadeias

• 28 tipos distintos de colágeno

• Alguns tipos estão presentes empequenas proporções

• Fundamentais nadeterminação das propriedades físicas dos tecidos

Tipo Genes Tecido

I COL1A1, COL1A2

maioria do tecidoconectivo, osso

II COL2A1 cartilagem

III COL3A1 pele, pulmões,gengiva

IV COL4A1, COL4A6

membrana basal

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Alguns tipos de colágenos, seus genes e ocorrência

Adaptado de Murray et al., 2014

Classificação do colágeno com base nasestruturas formadas

Classe Tipo

Formação de fibrilas I, II, III, V e XI

Semelhante a rede IV, VIII, X

FACIT* IX, XII, XIV, XVI, XIX

Filamentos em esferas VI

Fibrilas de ancoragem VII

Domíniostransmembrana

XIII, XVII

Outras XV, XVIII

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Adaptado de Murray et al., 2014

*FACIT colágenos associados às fibrilas, com tripla hélice interrompida

Classificação do colágeno com base nasestruturas formadas

Classe Tipo

Formação de fibrilas I, II, III, V e XI

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Estrutura encontrado no osso, cartilage, pele, pulmões

Classificação do colágeno com base nasestruturas formadas

Classe Tipo

Semelhante a rede IV, VIII, X

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Ausência da repetição de Gly – X – Y

Interrupção da triplas hélice

Áreas com estruturas globulares

Rede de colágenotipo IV(Membrana basal)

(Hudson et al., 2003)

Classificação do colágeno com base nas estruturasformadas

Classe Tipo

Fibrilas de ancoragem VII

Domínios transmembrana XIII, XVII

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Junção derme-epiderme

(Adaptado de Oliveira et al., 2010)

Colágeno tipo I

• Cadeias helicoidais típicas

• 1000 aminoácidos/cadeia

• Repetições de Gly – X – Y

• X pode ser prolina

• Y hidroxilisina ou hidroxiprolina

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Colágeno tipo I

• Tripla hélice (tropocolágeno)

• Giro à direita

• Pontes de hidrogênio

• Resíduos de hidroxi-prolina

• Ligações cruzadas covalentes

• Resíduos de hidroxilisina

• Lisil oxidase

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Matriz óssea colágeno tipo 1

Tipos de colágeno presentes na gengiva

• Tipo I• ↓ de CH OHLys

• Tipo III • ↓ CH, ↑ OH-Pro e

Gly, contém Cys

• Tipo IV• ↑OHPro, ↑ OHLys

• Membrana basal

• Tipo V• ↑ CH, ↑ OHLys e

Gly

• Tipo VI• ↑ Cys, Tyr; M

relativamente baixa

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Início da síntese do colágeno

• Proteína com sequência sinalizadora

• 13-36 aa, predomínio de aa hidrofóbicos, porção N-terminal

• Reconhecimento pela partícula de reconhecimento de sinal (PRS)

• PRS liga-se a um receptor na superfície do retículo endoplasmático rugoso

• Reinício da síntese do colágeno

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Processamento do colágeno- intracelular18

Processamento do colágeno– extracelular19

Ligações cruzadas(Lisil-oxidase)

Degradação do colágeno

• Qual o objetivo?• Renovação da matriz extracelular

• Desenvolvimento

• Remodelação tecidual

• Crescimento

• Diferenciação celular

• Enzimas envolvidas:• Metaloproteinases (MMPs)

• Endopeptidases dependentes de Zn• Colagenases

• Gelatinases

• Estromelisina

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Colagenoses• Síndrome de Ehlers-Danlos

• Mutação do pró-peptídeo do colágeno

• Não há remoção do aminopropeptídeo• Pele elástica e frouxidão das articulações

• Osteogênese imperfeita• Cicatrização lenta

• Ossos mais frágeis

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Aumento da elasticidade da peleDentinogênese imperfeita

Elastina

• Proteína do tecido conectivo

• Propriedade mecânica:

extensibilidade

• Pulmões, grandes artérias, ligamentos

elásticos, cartilagem da orelha

• Monômero: tropoelastina

• Hidrolixação de prolina

• Meio extracellular

• Formação de ligações cruzadas

(desmosina)

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Bibliografia

• MURRAY, R.K.; BENDER, D.A.; BOTHAM, K.M.; et al. Bioquímica Ilustrada de Harper, 29ª ed., Ed. Artmed, 2014.

• MARZZOCO, A.; TORRES, B.B. Bioquímica Básica, 3ª ed., Ed. Guanabara Koogan, 2007.

• CHAMPE, P.C.; HARVEY, R.A.; FERRIER, D.R. BioquímicaIlustrada, 4ª ed., Artmed, 2009.