SÍNTESE E ENOVELAMENTO DE PROTEÍNAS

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UNINOVE - MARIA MUNIZ AMANCIO
SÍNTESE E ENOVELAMENTO DE
PROTEÍNAS
Objetivos:
▪ Compreender o processo de síntese proteica;
▪Discutir o processo de enovelamento protéico.
QUAIS SÃO AS PROTEÍNAS?
1. ENZIMAS
2. PROTEÍNAS ESTRUTURAIS
3. PROTEÍNAS DE TRANSPORTE
4. PROTEÍNAS MOTORAS
5. PROTEÍNAS DE ARMAZENAMENTO
6. PROTEÍNAS SINALIZADORAS
Código genético
1. A partir do RNA mensageiro é feito a leitura dos Codom(tabela do código
genético)-> se descobre quais aminoácidos -> formação da CADEIA
POLIPEPTÍDICA(forma primaria)
2. Com interações químicas, a proteína irá se enovelar (estrutura 1° -> 2° ->
3° e 4°)
DNA a proteína
1. proteína Hexoquinase + ATP a glicose ira se FOSFORILAR DENTRO DA
CELULAR, com isso ela não poderá mais sair e ficará fazendo sua
função glicosídica e produzindo ATP
- RNAm é construído a partir da fita molde
- RNAm não tem Timina(DNA) e sim Uracila
- DNA é uma dupla fita e o RNAm é uma fita simples
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Sempre começa pelo códon de iniciação(AUG) à proteína, e o codom
METIONINA
RNAm é sintetizado a partir do DNA MOLDE NA TRANSCRIÇÃO
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PROCESSO:
1. RNAm Transcrito é formado (TRANSCRIÇÃO)
Processamento do RNAm:
2. Adição da cauda polia A (3’) e uma guanina(5’)-> sem essa ligação nas
extremidades o RNA não poderá sair do núcleo e ir para o citosol
3. SPLICING: ligação dos introns e exons: No processamento da fita de
RNAm(composto por introns e exons) que iram se unir, os exons
possuem a localização
4. RNAm maduro
5. TRANSDUÇÃO: RNAm sai e vai para o Citosol e se encontra com os
ribossomos
6. A sequência de nucleotídeos em uma molécula de mRNA é lida
consecutivamente em 3 grupos – CÓDON Cada CÓDON especifica um
aminoácido O código é redundante e alguns aminoácidos são
determinados por mais de um CÓDON
TIPOS DE RNA
CODIFICANTES
RNA mensageiro (RNAm): transcrito de DNA com a informação que dará origem
a uma proteína
NÃO CODIFICANTES
Não codificam para uma proteína, mas são importantes no processo de
transcrição e tradução
- RNA transportador (RNAt): transporta junto dele um aminoacidp
- RNA ribossomal (RNAr): composto por proteínas ribossomais -> saida
das cadeias polipeptídicas de proteinas
Cadeia da extremidade da proteína
- porção N-terminal (NH2)
- porção C terminal (C00-)
RNAt
- Cada RNAt carrega um aminoácido específico
- ANTICÓDON: trinca de aminoácidos
- Regiões específicas onde ocorre o pareamento obs: no anticódon não
ocorre
Levam os aminoácidos até os ribossomos acoplados ao RNAm durante o
processo de síntese proteica.
- Existem vários tipos de RNAt, cada um relacionado com aminoácidos
específicos As moléculas de RNAt possuem regiões específicas com
uma trinca de nucleotídeos que se destaca - anticódon;
- Em outra região está o local onde o aminoácido específico que o RNAt
carrega se liga
- Anticódon reconhece o códon específico no RNAm, colocando o
aminoácido que ele transporta.
Ribossomos
possuir 2 subunidades:
- subunidade maior: 49 proteínas + 3 moléculas de RNA
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- subunidade menor: 33 proteínas + 1 molécula de RNA
obs: a maior possui maior peso molecular -> S
total: 82 proteinas e 4 moléculas de RNA
São componentes dos ribossomos, organela onde ocorre a síntese protéica;
Os ribossomos são formados por RNAr e proteínas.
Ribossomos são formados por 2 subunidades que se encaixam
Pequena 40 S
Grande 60 S
Total 80 S
2: cadeia polipeptídica sendo formada
TIPOS DE CÓDON
CÓDON DE INICIAÇÃO AUG:
• indica que a sequência de aminoácidos da proteína começa a ser codificada
ali.
• codifica o aminoácido Metionina (Met) de forma que todas as proteínas
começam com o aminoácido Met.
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CÓDONS DE FINALIZAÇÃO: UAA,UGA e UAG que indicam à célula que a
sequência de aminoácidos destinada àquela proteína acaba ali.
SINTESE DE PROTEINAS
Ribossomo
Possui um sítio para a ligação do RNAm
Três sítios para a ligação de RNAt: sítio A, sítio P e sítio E
maior temos 3 sítios que irão orientar o RNA transportador
1. primeiramente entra pelo SÍTIO A
O RNAt que carrega a metionina é a única exceção, pois entrara pelo SITIO P,
pois necessita que deixar livre o SÍTIO A para que outro RNAt se ligue depois
2. TRADUÇÃO: Ribossomo 5’-> 3’: o RNAt vai em direção oposta para siar
do transportador
- RNAt ENTRA no SITIO A
- vai para o SÍTIO P, onde o aminoácido é liberado
- SAI no SÍTIO E
Como a SÍNTESE ocorre:
Quando o RNAm chega ao citoplasma ele se associa ao ribossomo. Após essa
associação os RNAt levam os aminoácidos, que serão ligados, formando assim
a proteína.
1. INICIAÇÃO
2. ALONGAMENTO
3. TÉRMINO
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INICIAÇÃO: quando Ribossomo(subunidade menor) encontrar o códon encontra
o AUG
Quando o RNAm chega ao citoplasma, ele se associa ao ribossomo.
• Nessa organela existem 2 sítios onde entram os RNAt com aminoácidos
específicos.
• Somente os RNAt que têm sequência do anti-códon complementar à
sequência do códon entram no ribossomo.
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ALONGAMENTO: início da formação da cadeia polipeptídica no SÍTIO E
O Ribossomo com subunidade maior, será o que possui a ENZIMA:
AMINOACIL-RNA-SINTASES, para fazer a LIGAÇÃO PEPTÍDICA
O espaço vazio no SÍTIO A com códon de PARADA, uma proteína vai se ligar
neste sítio e o Ribossomo continuará se movendo até chegar no último RNAt.
A subunidade maior e menor se dissociaram e a cadeia polipeptídica estará
pronta
- Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a
ligação peptídica entre os aminoácidos.
- O RNAt “vazio” é deslocado para o sítio E e volta para o citoplasma para
se ligar a outro aminoácido.
O ribossomo agora se desloca uma
distância de 1 códon.
● O espaço vazio é preenchido por um outro RNAt com sequência do
anti-códon complementar à sequência do códon.
● Uma enzima presente na subunidade maior do ribossomo realiza a
ligação peptídica entre os aminoácidos.
● O RNAt “vazio” volta para o citoplasma para se ligar a outro aminoácido.
● e assim o ribossomo vai se deslocando ao longo do RNAm e os
aminoácidos são ligados.
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TÉRMINO: quando o Ribossomo encontrar o códon de terminação, e sim uma
proteína que se ligara a este codom
● Quando o ribossomo passa por um códon de terminação, nenhum RNAt
entra no ribossomo, porque na célula não existem RNAt com sequências
complementares aos códons de terminação.
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RESUMO:
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ENOVELAMENTO PROTEICO E O
PAPEL DAS CHAPERONAS
Proteínas precisam chegar às sua conformação correta para realizar sua função
- se não conseguir sua função não será efetiva
A partir de uma Transcrição vai formar um RNAm(que carrega uma informação
do DNA), assim esse RNAm fará a Tradução dessa informação para os
nucleotídeos e os códons formados a partir disso.
Aminoácidos são diferentes
● existem 20 tipos
● possuem uma característica específica cada um que determinam o
ENOVELAMENTO da proteína formada
As cadeias laterais conferem a cada aminoácido as suas propriedades únicas:
algumas são apolares (ou não polares), algumas apresentam carga negativa ou
positiva, e outras podem ser quimicamente reativas, etc.
Proteínas
A sequência linear dos aminoácidos ligados contém a informação necessária
para formar uma molécula protéica com estrutura tridimensional única.
- possuem conformação única que determina sua função
Proteínas nativas: em sua conformação mais estável
- Proteínas dobradas, em qualquer uma de suas conformações funcionais;
Termodinamicamente mais estáveis;
Estruturas da proteína
1. Estrutura primária
● formada assim que nasce
● ligadas por ligações peptídicas através da enzima peptil-transferase
● polipeptídeo não enovelado
● estrutura LINEAR: sequência de aminoácidos “grudados”
A sequência de aminoácidos em uma proteína é denominada estrutura primária
da proteína. Os aa são unidos por ligações peptídicas.
Uma ligação peptídica covalente se forma quando o átomo de carbono do grupo
carboxilade um aminoácido (como a glicina) compartilha elétrons com o átomo
de nitrogênio (azul) do grupo amino de um segundo aminoácido (como a
alanina).
2. Estrutura secundária
● Proteína começa a se enovelar por meio de ARRANJOS REGULARES, que
fazem ter uma arranjo organizado
● A conformação pode ser: alfa-hélice e beta-pregueada -> cadeia
principal estará se conectando por pontes de hidrogênios nas duas
conformações
● A sequência de aminoácidos INTERFERE
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O esqueleto polipeptídico não assume uma estrutura tridimensional aleatória,
mas,
formam arranjos regulares de aminoácidos que estão localizados próximos uns
aos outros na sequência linear.
ALFA HÉLICE BETA PREGUEADA
Ela apresenta estrutura helicoidal, que
consiste em um esqueleto polipeptídico
central espiralado e bem compacto.
● Ligações de hidrogênio.
Quanto maior o ΔΔG menor a
capacidade de formar estrutura em alfa
hélice.
Aminoácidos que NÃO possuem
facilidade para se dobrar em ALFA
HÉLICE:
As superfícies das folhas β apresentam
uma aparência "pregueada" e, portanto,
essas estruturas são frequentemente
denominadas ''folhas β pregueadas".
As ligações de hidrogênio são
perpendiculares ao esqueleto
polipeptídico
obs: chega um momento que
quebra/dobra e forma novamente as
ligações, a PROLINA e GLICINA que
causam este dobramento
Pode ser formada por duas ou mais
cadeias polipeptídicas ou por segmentos
de cadeias polipeptídicas, dispostos de
forma antiparalela um ao outro (com as
extremidades N-terminal e C-terminal
das folhas β alternando-se).
Conformação linear é quebrada/dobrada
para gerar a conformação Beta
- A Prolina e a Glicina por ser
maior o seus ΔΔG, terão uma maior
dificuldade de se formar uma ALFA
HÉLICE, pois precisará mais energia
para fazer este dobramento
pregueada, seja:
- PARALELA ou ANTIPARALELA
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3. Estrutura terciária
O arranjo tridimensional total de todos os átomos de uma proteína em sua
forma nativa.
ex: Mioglobina
Apenas neste estágio a proteína consegue expressar sua função
Interações que determinam a estrutura da proteína terciária.
● Ligações de hidrogênio;
● Interações eletrostáticas (iônicas);
● Interação hidrofóbica (apolar); -> estaram juntinhas para dentro
● Pontes de dissulfeto (S-S / Cys);
As conexões LATERAIS deixam mais estáveis a conformação, a partir das
destas levam a um ENOVELAMENTO MAIS COMPLETO
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4. Estrutura quaternária
O arranjo tridimensional de um complexo de uma proteína formada por duas ou
mais subunidades de cadeias polipeptídicas distintas.
- uma estrutura terciária que se liga com mais polipeptídeos até chegar
sua conformação correta para exercer a sua função
ex: Hemoglobina
Mutação ou Alteração de um aminoácido, pode interferir uma ALTERAÇÃO no
DOBRAMENTO da PROTEÍNA
- sem sua conformação correta
- sua função não é realizada
- gera doenças
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MOTIVOS/PADRÃO DE ENOVELAMENTO (estrutura supersecundária ou
enovelamento):
Um motivo ou enovelamento é um padrão de enovelamento identificável de
uma determinada proteína, envolvendo dois ou mais elementos da estrutura
secundária e a conexão (ou conexões) entre eles.
Tipos de enovelamento:
DOMÍNIO: cerne que determina sua estrutura(referente ao dobramento central ou
toda a estrutura) até sua função
É uma parte da cadeia polipeptídica que é independentemente estável ou pode
se movimentar como uma entidade isolada em relação ao resto da proteína. Ou
seja, unidades funcionais fundamentais com estrutura tridimensional em um
polipeptídeo.
PROTEÍNAS (FORMA): FIBROSAS x GLOBULARES
Proteínas fibrosas: com cadeias polipeptídicas arranjadas em longos filamentos
ou folhas (geralmente um tipo de estrutura secundária).
- só possuem as proteínas secundárias (Alfa)
- comuns as proteínas estruturais
ex: Alfa queratina possui aspecto comprido -> do cabelo
ex: Colágeno
ex: Citoesqueleto
Proteínas globulares: com cadeias polipeptídicas dobradas em forma esférica ou
globular (geralmente mais de um tipo de estrutura secundária).
- mistura de estruturas secundárias (Alfa e Beta)
ex: Mioglobina
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PROTEÍNAS CHAPERONAS ou PROTEÍNAS DE CHOQUE TÉRMICO (HSP)(hot
shock proteins)
- chamadas assim devido ao aumento/síntese da proteína devido stress,
logo para proteger a si.
ex: choque é um stress
Função: cuidar das outras proteínas na célula, sendo ela uma CITOPROTETORA.
Logo, auxiliar dobramento, com necessidade de ATP para seu funcionamento
- em proteínas mal enoveladas
- ou proteínas recém enoveladas
As chaperonas consistem em uma família de muitas proteínas diferentes com
função semelhante:
As chaperonas se ligam às cadeias polipeptídicas recém-sintetizadas ou
parcialmente enoveladas e as auxiliam no processo de enovelamento mais
energeticamente favorável. A associação destas chaperonas à proteína-alvo
requer aporte de energia, fornecida pela hidrólise de ATP.
● atuam precocemente sobre muitas proteínas (muitas vezes antes que a
proteína deixe o ribossomo) (atuam em peptídeos nascentes)
Chaperonas/Proteína de HSP: Proteína de choque térmico (peso molecular da
proteína)
- HSP70: auxilia no dobramento de proteínas sintetizadas para chegar a
sua conformação correta e é protetora
Tipos de Chaperonas:
Chaperoninas/HSP 60: formam uma grande estrutura em forma de barril que age
após a proteína ter sido totalmente sintetizada. Esse tipo de chaperona forma
uma “câmara de isolamento” para o processo de dobramento (atuam em
peptídeos já enovelados e na renaturação de proteínas desnaturadas)
● puxam a proteína para dentro, que não está atuando corretamente
● assim a CHAPERONINA irá dobrá-la corretamente: seja a ligação
peptídica ou no enovelamento de proteínas
obs: proteína desnaturada perderá sua conformação secundária, terciário
fazendo com que haja perda de função, assim as HSP irá mandar para ser
degradada
Lembrar que para haver quebra de ligação só irá acontecer por meio de
ENZIMAS.
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SÍNDROME DE DUCHENNE tratamento com aumenta a produção de Chaperonas
para melhora
CASOS CLÍNICOS
DOENÇAS PRIÔNICAS,a partir de um príon
PROTEÍNA PRIÔNICA: tem uma conformação errada e começa a induzir outras
outras proteínas a também possuírem conformações erradas
- acúmulo de proteínas erradas no tecido -> sem expressão de função ->
começam a DEGENERAR
- pode ocorrer: por contaminação cirúrgica
ex: Doença dos Príons: Doença de Creutzfeldt-Jakob
ex: Encefalopatias espongiformes/ “doença da vaca-louca”
-> acometimento neurológico a partir de prions
- ingerir alimentos de animais com essa doença pode repassar para o ser
humano
obs: a conformação é repassada tão rapidamente que as Chaperoninas não dão
conta de reorganiza-las
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ALZHEIMER: é multifatorial
obs: Proteínas Chaperonas são menos produzidas com idade mais avançada o
que pode favorecer
Proteínas que deveriam ser alfas, seram mal formadas em modelo Beta que se
agregam e desenvolvendo progressivamente o acometimento neuronal
- Várias modelos beta mal formadas -> geram formação das placas
amilóides
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RESUMÃO: