aulas 1,2 e 3 proteinas fibrosas e motoras

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LISTA DE EXERCÍCIOS – PROTEÍNAS FIBROSAS
1- Diferencie as proteínas fibrosas daquelas de estrutura globular.
Estrutura fibrosas apresentam formas de longas fitas ou folhas, sua estrutura secundaria são poucas ou apenas de um tipo, tem função estrutural de suporte, forma e proteção e se caracteriza em unidades estrutural respectiva, onde são resistentes, flexíveis e insolúveis em agua, ricas em aa hidrofóbicos.
As estruturas globulares têm forma enovelada esférica ou globular, sua estrutura secundaria possui vários tipos, variando de um a proteína para outra (hélice alfa, conformação beta, folha beta e volta beta). Possui função catalítica, de defesa e regulação e se caracteriza por ser solúvel em agua, rica em aa polares na camada externa e aa hidrofóbicos no interior globular.
2- Comente os aspectos estruturais e funcionais das α-queratinas.
Apresenta 4 diferentes tipos de cadeias, onde a primeira é uma cadeia polipeptídica que ocorre repetição da estrutura secundaria. Hélice alfa, onde sua orientação é para direita da estrutura terciaria helicoidal; a secunda são duas cadeias polipeptídicas, com estrutura espiral supertorcida, quaternária, pois envolve duas cadeias polipeptídicas, com orientação para a esquerda; a terceira são 8 cadeias espirais orientados para a esquerda; e o quarto são 32 cadeias que se combinam formando uma estrutura protofibrila.
Uma de suas funções é o formato dos cabelos, a mesma também está presente em 100% da massa de chifres, penas, unhas, cascos, pele... ele também tem a função de conferir força as estruturas.
3- Comente os aspectos estruturais e funcionais do colágeno.
Funcionais: resistência, forma e tensão estrutural. Sua estrutura é rica em aminoácidos: Gly, Ala, Pro e 4- Hyp. Formada hélice de mão esquerda, 3 resíduos/ voltas, mantidas por pontes de hidrogênio.
4- Quais tipos de ligações e interações estabilizam as estruturas encontradas na α-queratina, colágeno e fibroína da seda?
Na alfa queratina são as pontes de hidrogênio a hélice alfa, as ligações hidrofóbicas intermoleculares e intramoleculares e as ligações de dissulfetos entre duas cadeias e entre o arranjo supramolecular (grande n° de moléculas).
No colágeno são o formato da estrutura hélice de mão esquerda, 3 resíduos por volta que são mantidos por pontes de hidrogênio que estabilizam.
Já na fibroína da seda são a conformação de folha beta do tipo antiparalela e também o fato de ser rica em resíduos de alanina (com grupo lateral H) e glicina (com grupo lateral CH3) que estabilizam.
5- Por que a substituição da glicina na repetição Gly-X-Y por aminoácidos volumosos, de maneira geral, confere um defeito genético?
Porque a sequência de aminoácidos define a estrutura e a estrutura define a função. Eles alteram a sequência Gly-X-Y que é crucial para estabelecimento da estrutura do colágeno. Modificando a estrutura, perde a função.
6- O que são proteínas motoras? Discuta alguns papéis dessas proteínas na célula?
São proteínas que realizam a conversão de energia química (ATP) em energia mecânica (convertem a energia ATP em movimento).
Elas atuam na movimentação de organelas nos microtúbos: cinesinas e dineínas; separa os cromossomos durante a divisão celular; rotação flagelar das bactérias, movimento dos espermatozoides em direção ao óvulo. A contração muscular: realizada pelas proteínas, principalmente a miosina e a actina.
7- Explique como os filamentos grossos e finos são formados? Qual seu papel na estrutura e na função da contração muscular?
Filamento grosso são formados por centenas de miosinas, onde as caldas fibrosas se agrupam formando estruturas alongadas determinando assim o tamanho do filamento grosso.
Filamento fino = actina F-actina G+troponina+ tropomiosina e a montagem da actina F requer hidrolise ATP.
A interação entre miosina e actina confere a força contrátil (função) do musculo, esta interação é guiado por interações fracas que são cruciais para formação da estrutura tridimensional. (Estrutura)
8- Qual a contribuição das proteínas nebulina e titina para o funcionamento do músculo esquelético?
Atuam como réguas moleculares regulando o comprimento do sacômero.
9- Descreva os detalhes da contração muscular: deslizamento da cabeça da miosina sobre os filamentos de actina.
A unidade básica de contração do musculo é chamado de sacômero (que envolve a banda I- filamentos finos e a banda A- filamento grosso).
A cabeça da miosina (estrutura globular) vai se associar tanto ao ATP, quanto interage com o filamento fino da actina (unidades monoméricas –Actina G). na ausência da ligação com o ATP ocorre uma interação forte e firme entre a cabeça da miosina e o filamento da actina. Porem quando o ATP se liga ao seu sitio de ligação na cabeça da miosina, ocorrem mudanças que levam a dissociação da cabeça da miosina e da actina (afastamento). Ocorre como um ciclo em 4 etapas: 1° afastamento; 2° hidrolise do ATP que causa mudança conformacionais na cabeça da miosina, reorientando a cabeça da miosina para uma nova direção no filamento fino da actina, além disso o ADP e P (produtos das hidrolise) permanecem associados com a cabeça da miosina; 3° cabeça da miosina faz ligação fraca com a subunidade da actina, causando a liberação do Pi (fosfato inorgânico) e quando o fosfato é liberado ocorre uma mudança de conformação, onde a interação miosina/actina volta a ser forte; 4° após a liberação do Pi, ocorre um movimento de força onde a cauda da miosina puxa o filamento fino. Neste processo o filamento grosso desliza sobre o fino, além disso a cabeça da miosina retorna a sua conformação de repouso e o ADP é liberado no final.
O músculo em contração requer duas funções da miosina / actina: ligação e catalise. 
10- Explique como o estado de repouso e a contração do músculo são regulados através da troponina e da tropomiosina?
Nos músculos estão presentes os sarcômero, que são compostos de filamentos de actina e miosina nos quais a contração muscular ocorre. No processo de contração, a presença do cálcio é essencial. A contração e dá pela interação entre os dois filamentos de proteínas nos sarcômeros (actina e miosina). A cabeça da miosina empurra os filamentos de actina, gerando a contração muscular. Em condições de relaxamento, este ponto de conexão entre os filamentos está ocupado por uma terceira proteína denominada tropomiosina, que envolve filamentos de actinas. Assim, para uma contração ocorrer, a tropomiosina deve liberar o ponto de ligação entre a actina e a miosina. Além disso, a cabeça da miosina deve apresentar um movimento para atingir o filamento de actina, e realizar o “empurrão”. Resumindo: duas ações conjuntas são necessárias para a contração muscular: a) movimentação da cabeça da miosina para atingir a actina; b) liberação deste ponto de ligação no filamento de actina, que está, em condições de relaxamento muscular, ocupado por tropomiosina.
O cálcio se encontra armazenado em organelas das fibras musculares denominadas retículos sarcoplasmáticos e, para o movimento descrito acima ocorrer, lembremo-nos que o “ponto” (ou sítio) no filamento de actina, onde a cabeça da miosina irá se ligar durante a contração muscular, deve estar livre. No entanto, em condições normais, duas proteínas regulatórias, a troponina e a tropomiosina, bloqueiam este local de interação. A contração somente será possível caso íons de cálcio (Ca2+) sejam exportados dos retículos sarcoplasmáticos e façam uma ligação a troponina, sendo que esta movimenta os filamentos de tropomiosina, desbloqueando os sítios de ligação entre actina e miosina.