Estrutura e Função de Proteínas

Proteínas São as macromoléculas mais abundantes, fazendo parte da estrutura de todas as células. São instrumentos moleculares da informação gênica. DNA RNA Proteína

Apresentam uma variedade enorme, e desempenham diferentes funções biológicas.

Funções de Proteínas Estrutura (colágeno, queratina); Transporte (hemoglobina, albumina); Defesa (Imunoglobulinas); Sinalização (receptores de hormônios); Catálise enzimática (enzimas hepáticas); Movimento (contração muscular); Combustíveis (gliconeogênese).

Aminoácidos São as unidades monoméricas das proteínas Todos os aminoácidos possuem um grupo carboxil, um grupo amino, um Hidrogênio e um Grupamento Lateral ligados a um Carbono α (α-aminoácidos)

Os 20 aminoácidos encontrados nas proteínas

Aminoácidos com cadeia lateral apolar

Aminoácidos com cadeia lateral polar

Aminoácidos com cadeia lateral contendo anel aromático

Aminoácidos com cadeia lateral carregada positivamente

Aminoácidos com cadeia lateral carregada negativamente

Propriedades gerais dos aminoácidos Em pH neutro os aminoácidos são dipolares, ou “zwitterions”: grupo amino protonado – NH3+ (íon amônio) grupo carboxil desprotonado – COO- (íon carboxilato) pK=2 pK=9-10

Estereoisomeria nos aminoácidos Exceção:

Aminoácidos Proteinogênicos

Aas não-proteinogênicos

Ligação Peptídica

Ligação Peptídica

Cadeia Polipeptídica

Determinação da sequência de aminoácidos de uma proteína DNA (genes) Transcrição RNA mensageiro Tradução Proteína

Estrutura de Proteína

A sequência de aminoácidos em uma proteína é chamada estrutura primária.

α-hélice Folhas β Curvaturas β Estrutura secundária Arranjo espacial local dos aminoácidos dentro de uma cadeia polipeptídica. α-hélice Folhas β Curvaturas β

α- hélice

Folhas β

Curvaturas β Colocar um slide a mais falando das regioes nao estruturadas

Estrutura Terciária É o arranjo tridimensional total dos aminoácidos na cadeia polipeptídica.

Similaridade de sequência x estrutura

Estrutura Quaternária Algumas proteínas são formadas por mais de uma cadeia polipeptídica, ou subunidades, que podem ser idênticas ou diferentes. O arranjo das subunidades de uma proteína em complexos tridimensionais constitui a estrutura quaternária.

Dobramento Protéico

Interação hidrofóbica É a principal força que governa a estrutura de uma proteína. Força os aminoácidos apolares para o interior da molécula para diminuir o contato com a água.

Mioglobina Hidrofóbicos Polares Carregados

Dobramento Protéico Clara ► Albumina Albumina desnaturada Calor

Dobramento Protéico O que acontece é que as proteínas começam a se dobrar durante os estágios de síntese, em vez de esperar que a síntese de toda a cadeia esteja completa. Isso limita a competição entre as conformações de dobramento entre bandas maiores.

Chaperonas x dobramento protéico Hsp70 Além disso, algumas proteínas para atingirem o dobramento correto necessitam de um grupo de proteínas chamados de chaperonas. As chaperonas também chamadas de proteínas de choque térmico, interagem com o polipeptídio durante vários estágios do processo de dobramento. Algumas chaperonas são importantes para manter a proteína desdobrada até que sua síntese esteja terminada, ou agem como catalisadores aumentando a velocidade dos estágios finais no processo de dobramento e outras protegem regiões expostas mais vulneráveis,para que não formem dobramentos improdutivos. Uma das chaperonas é a Hsp70, que é uma proteína que se liga as regiões que contêm resíduos de aminoácidos hidrofóbicos de proteínas que estão sendo sintetizada, antes de se dobrarem ou a proteínas que sofreram desnaturação, prevenindo agregação inapropriada...Já que os resíduos hidrofóbicos tendem a se agregarem no interior da proteína...

Chaperonas x dobramento protéico Chaperoninas (Hsp60) Proteínas que ainda não estão dobradas corretamente se ligam a Hsp60 (GroEL em bactérias), quando estão no interior da Hsp60 , moléculas de ATP e uma outra proteína chamada GroES (como se fosse uma tampa) ligam-se a Hsp60. Tanto a hidrólise dos ATPs e a ligação e desligamento de GroES promovem uma série de mudanças na conformação da Hsp60 que permitem que ela cause mudanças na conformação das proteína que não estava dobrada corretamente, adquirindo então a conformação correta.

Doença da vaca louca - Príon As PrPs estão classificadas em dois grupos, de acordo com sua conformação. PrPc – forma celular da proteína prion normal (fig. a). PrPsc – forma scrapie com conformação diferente da proteína celular (fig. b). A proteína infecciosa é capaz de mudar a forma da proteína celular irreversivelmente. 37

Desnaturação Alteração drástica na estrutura tridimensional nativa de uma proteína levando a alterações nas propriedades físico-químicas e perda de função biológica. Pode ser causada por calor, ácidos ou bases fortes, solventes orgânicos, etc.

Desnaturação pelo calor Clara ► Albumina Albumina desnaturada Calor

Desnaturação por alteração do pH Caseína desnaturada Coalho

Agentes Desnaturantes

Muitos hormônios, antibióticos, antitumorais e antivirais são peptídios. Devem ser estocados em baixas temperaturas e não devem ser ingeridos com alimentos ácidos ou básicos.

Bioquímica do permanente e da chapinha Agente redutor + Calor = Rompimento das hélices