Estrutura terciária e quartenária 1

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Estrutura terciária 
e quartenária 
↪ → ○ ↓ ↑ 
 
↪ A estrutura terciaria de uma proteína 
↪Arranjo tridimensional de todos os átomos de 
uma cadeia polipeptídica e leva em 
consideração as interação as interações de 
resíduos distantes na sequencia primária. 
↪Voltas ( pro,ther,ser,gly) permitem a interação 
N entre resíduos distantes 
↪Mantida por interações fracas 
↪Confere funcionalidade as proteínas 
 
Estrutura terciária 
 
↪ As interações acontecem com alguns 
aminoácidos envolvidos no processo – ligações 
hidrofóbicas ,ligações covalentes ,ligações de 
hidrogênio 
 
↪ Os aminoácidos mais carregados tendem a 
ficar mais perto da superfície do que os 
aminoácidos hidrofóbicos 
↪ A localização e direção das dobras ,loops e 
voltas ( incluído as voltas B ) são determinadas 
pela localização e quantidade de aminoácidos 
específicos 
↪ Considerando a estrutura terciária e 
quaternária das proteínas, as proteínas podem 
ser divididas em proteínas fibrosas e globulares 
 
Fibrosas – geralmente longas cadeias retilíneas 
e paralelas ao eixo da fibra 
↪As proteínas fibrosas possuem cadeias 
polipeptídicas arranjadas em filamentos/folhas 
↪Composta por um tipo de estrutura 
secundaria, que se repete 
 
Alfa queratina 
↪Cabelo unha , pelo , garra, chifres ,cascos, 
camada externa na pele 
↪a-hélice voltadas para a esquerda se enrolam 
e formam estrutura terciária simples 
↪Função biológica: suporte, forma , proteção 
Insolúveis em água (Aminoácidos hidrofóbicos) 
 
Globulares- apresentam estrutura especial 
complexa e geralmente esférica (tendem a ter 
um interior mais hidrofóbico ) 
↪As proteínas, em sua maioria são globulares 
↪Apresentam uma infinidade de estruturas 
secundárias > terciárias 
↪São extremamente compactas 
↪Apresentam diversas unções: enzimática, 
regulatória, transporte, motora 
Mioglobina 
↪Presente em mamíferos marinhos 
↪É uma protoporfirina monomérica 
↪153 AA + HEME 
↪É o principal estocados de oxigênio nos 
tecidos musculares 
↪Grupo prostético – É um componente de 
natureza não proteico de proteína conjugada 
que é essencial para a sua atividade biológica – 
está no centro hidrofóbico da proteína – 
 
 
Exemplo: O centro de Fe +2 liga o O2 e CO 
Essa ligação é reversível mas a ligação ao CO 
apresenta maior afinidade 
 
 
Hemoglobina 
↪4 cadeias polipeptídicas 
↪2 alfa (141 aa ) 
↪2 Betas (146 ) 
↪4 grupos prostéticos ( FE+2) 
↪Suas 4 cadeias são mantidas por ligações 
iônicas ,ligações de hidrogênio e interações 
hidrofóbicas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
↪ Ligação de oxigênio - histidina se aproxima 
do heme (mudança conformacional facilita a 
ligação do O2, nos outros sítios ) 
↪ A hemoglobina está presente em dois 
estágios 
Estagio T 
↪Estado desoxi – desligado do O2 – onde as 
histidinas estabelecem interação das ligações 
iônicas 
Estado R 
↪Estabilizado pela ligação do O2 
 
 
- anemia falciforme – 
↪ Mutação no cromossomo 11 - ácido 
glutâmico muda para valina – ocorre uma 
interação errada entre as subunidades alfa e 
beta fazendo que essas proteínas se associem 
erroneamente e por isso não carregando o 
oxigênio de forma correta 
 
Formas de apresentação de proteínas 
 
Motivos estruturais 
↪O motivo estrutural, também conhecido 
como estrutura supersecundária ou 
enovelamento. É a combinação entre dois ou 
mais elementos de estrutura secundária e as 
conexões entre eles, e que são importantes 
centros de nucleação para o enovelamento 
proteico. São estruturas secundárias 
organizadas que formam padrões de estrutura 
terciária comuns. Alguns exemplos de motivos 
estruturais são: a alça Beta-alfa-Beta, onde 
duas folhas paralelas são ligadas por uma única 
alfa hélice e o motivo alfa-alfa, que favorece 
interações de cadeias laterais dos resíduos que 
compõem a hélice . 
 
↪Motivo, estrutura secundária ou 
enovelamento 
↪Padrão de enovelamento identificável 
envolvendo dois ou mais elementos e estrutura 
secundária 
↪Estruturas secundarias organizadas 
ordenadamente (padrões de estrutura terciária 
comuns ) 
↪São importantes centros de nucleação para 
o enovelamento protéicos 
↪Podem ser estruturalmente importantes 
 
↪Para que os aminoácidos hidrofóbicos possam 
permanecer “escondidos” no interior, pelo 
menos duas camadas de estrutura secundária 
são necessárias 
 
 
 
↪ O 
motivo estrutural mais comum é a alça B-a-B 
↪ Uma a-hélice conecta duas folhas paralelas de 
uma folha Beta 
 
 
↪ Conexões entre fitas Beta 
 
 
 
↪Folhas B inclinadas 
↪A conformação B é mais estável quando as 
fitas que a compõe estão inclinadas ligeiramente 
para a direita 
 
 
↪ Grampos B (B hairpin) 
↪ Ocorre entre duas folhas Betas 
antiparalelas + voltas B 
 
 
↪Motivo a-a 
↪Conectam duas hélices antiparalelas 
↪Favorecem interações das cadeias laterais 
dos resíduos que compõe a hélice 
 
 
 
 
↪ Barril B 
↪ É uma grande folha B que se torce e se 
enrola para formar uma estrutura fechada 
↪São arranjadas de forma antiparalela 
↪Encontradas em porinas e em proteínas 
que atravessam as membranas celulares 
 
↪Encontradas em proteínas fluorescentes 
↪Cromóforo no centro do barril 
 
 
↪Barril B-a-B 
↪Formadas a partir de repetições de alças 
com o motivo B-a-B 
↪É encontrado em diversas enzimas – ex 
: piruvato quinase 
 
 
↪ Chave inglesa 
Consiste de fitas betas antiparalelas 
adjacentes e seus loops de ligação 
↪É composto por quatro fitas antiparalelas 
↪Três conectadas por hairpins 
↪A quarta é adjacente ao primeiro e ligado 
ao terceiro por um hairpin mais longo 
 
 
 
↪Importantes para a classificação da 
estrutura! 
↪Relações entre as proteínas : buscar 
proteínas com bases em sua estrutura e 
relações evolutivas . 
 
 
↪ Classe das proteínas : organiza a estrutura 
de acordo com os elementos de estrutura 
secundária - “ totalmente alfa ou beta “ ( 
parcialmente) 
 
 
↪ Diagrama de topologia – consegue ter uma 
visualização mais ampla de como as ligações 
estão acontecendo 
 
 
↪ Tipos de proteínas : globular, fibrosa, 
membrana , intrinsicamente desenovelada 
Características de proteínas intrinsicamente 
desenovelada - 
↪Não possui núcleo hidrofóbico 
Rica em aminoácidos carregados (lys, arg, glu) 
↪Centro de rede de interação proteína-
proteína 
 
 
 
 
↪Importantes para a classificação da estrutura . 
↪ Eventos evolutivos : busca por rearranjos 
estruturais e característicos relacionados pelo 
ponto de vista evolutivo 
 
 
As Famílias 
↪As proteínas podem ser agrupadas de 
acordo com os motivos estruturais que 
apresentam 
↪As famílias englobam proteínas cuja 
sequência primária, estrutura terciária e 
função são similares 
↪ As famílias agrupam proteínas 
evolutivamente relacionadas 
↪Proteínas formadas apenas por a-hélices 
↪Formadas apenas por folhas B 
↪Formadas apenas por motivo alfa Betas 
↪ Formadas por a+B 
 
Superfamílias 
↪ Agrupam proteínas que 
Sequencia de aminoácidos não são muito 
semelhante 
Adotam estrutura semelhante 
Possui os mesmos motivos 
Possui funções semelhantes 
 
↪ Domínios – seção da estrutura da proteínas 
suficiente para executar uma função 
↪ Um domínio é uma seção da estrutura da 
proteína suficiente para executar uma 
determinada função – ex : ligação de substrato 
↪São regiões compactadas 
↪ 30 a 400 AA as proteínas podem 
apresentar apenas um domínio ou mais de 
um domínio 
↪Em geral os domínios mantem sua 
estrutura terciaria mesmo separados das 
proteínas 
 
↪Muitos domínios são unidades 
estruturalmente independentes, que possuem 
características de proteínas globulares 
pequenas 
↪Os domínios frequentemente apresentam 
uma função específica 
 
 
Outro exemplo de domínio 
↪ EF hand , consiste em hélice volta hélice 
e liga especificamente Ca+2 
 
 
↪ Domínio zíper de leucina 
 
 
 
Estrutura quaternária 
↪Arranjo tridimensional de todos os átomos 
de uma cadeia polipeptídica, levando em 
consideração as interações de resíduos 
distantes na sequência primária . Algumas 
proteínas são formadas por mais de uma 
cadeia polipeptídica, e cada uma destas cadeias 
(subunidades ) é denominada monômero, a 
junção de várias cadeias polipeptídicas a partir 
de subunidades iguais (homo) ou diferentes 
(hetero) forma uma cadeia polipeptídica maior, 
que recebe a denominação de oligômero. 
↪ Refere-se ao arranjo espacial das subunidade 
e da natureza de suas interações 
Algumas proteínas são formadas por mais de 
uma cadeia polipeptídica 
 
 
↪ Cada uma destas cadeias ( subunidades ) é 
denominado monômero ---- dois monômeros 
dímero 
↪ A proteína como um todo é chamada de 
oligômero 
↪ Importância das subunidades 
1) A síntese de diversas subunidades é 
mais eficiente que a síntese de apenas 
uma cadeia longa 
2) Pode-se corrigir defeitos através da 
simples substituição de uma subunidade 
defeituosa por uma funcional 
3) Confere vantagens à montagem de 
enzimas, permitindo melhor arranjo 
tridimensional dos grupos reativos 
4) Ainda em relação à ação enzimática, 
permite a presença de mais de um sítio 
ativo, uma vez que cada subunidade 
contém o seu sítio ativo 
5) Ação regulatória 
 
↪ Podem ser chamadas de oligômero, 
montadas a partir de subunidades iguais (homo) 
ou diferentes ( hetero) 
 
 
 
↪ Cada subunidade pode ainda ser formada por 
apenas uma cadeia polipeptídica ou por mais de 
uma cadeia 
Características 
↪ As proteínas se enovelam em estruturas 
globulares e excluem a água de seu interior 
↪As regiões de contato entre as subunidades 
são semelhantes ao interior de uma proteína 
de subunidade única, contendo cadeias apolares 
muito agregadas, ligações de hidrogênio e 
pontes de enxofre 
↪ Aminoácidos não polares – no interior 
↪Aminoácidos carregados – na superfície 
↪Aminoácidos polares não carregados – na 
superfície interior 
 
 
Simetria 
↪ Na grande maioria das proteínas oligomérica, 
as subunidades são arranjadas simetricamente 
↪Cada subunidade ocupa uma posição 
geométrica equivalente no oligômero 
↪ As proteínas oligoméricas podem ter simetria 
rotacional ou helicoidal 
↪ As subunidades podem ser dispostas sobre 
as outras através da rotação na estrutura de 
uma hélice ,respectivamente . 
 
Simetria rotacional 
↪ Proteínas com simetria rotacional: as 
subunidades se empacotam ao redor do eixo 
rotacional de modo a formar uma estrutura 
fechada 
Simetria cíclica 
Simetria diédrica 
 
Simetria cíclica 
↪ É a forma mais simples de simetria rotacional 
↪ A forma cíclica que envolve a rotação ao 
redor de apenas um eixo (Cn), formando um 
anel de subunidades dispostas simetricamente 
 ↪A simetria C1 ( proteínas monoméricas ) e a 
simetria C2 ( proteínas dimérica ) são comuns 
entre proteínas de função diversas 
↪ O grupo cíclicos superiores são muito mais 
raros 
 
 
 
 
 
Simetria diédrica 
↪ Um eixo de simetria rotacional e um eixo de 
simetria dupla 
↪ Definida com Dn (D de diédrica e n é o 
número subunidades relacionadas pelo eixo ) 
↪ Enzimas, tetrâmeros D2 
 
 
 
↪ O arranjo cíclico permitem contatos face a 
costas entre os protômeros, enquanto o 
arranjo diédrico permite contatos de interface 
adicionais entre os protômeros, o que aumenta 
a estabilidade 
Simetria icosaédrica 
↪ Um icosaedro é uma forma geométrica de 12 
lados composta por uma junção de 20 
triângulos equiláteros 
↪A face de cada triangulo pode ser aproximada 
através da rotação ao redor de 3 eixos 
rotacionais é uma estrutura comum em 
capsídeos virais 
 
 
 
 
Simetria helicoidal 
↪As subunidades iguais das são inseridas em 
forma de hélice, formando uma estrutura 
cilíndrica 
↪Presente em algumas estruturas virais 
 
Simetria em virologia