Aula 5-Terciária e quaternária

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Estrutura Terciária e Quaternária de Proteínas
2011
Bioquímica I
Aula 5
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Estrutura da Proteína
Primária
Terciária
Quaternária
Secundária
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Estrutura Terciária e Quaternária
Estrutura Terciária:
Arranjo global de todos os átomos, envolvendo interações entre aas separadas ao longo na cadeia
Estrutura Quaternária :
Arranjo de duas ou mais cadeias polipeptídicas (subunidades) formando complexos proteícos
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Renaturação: volta ao estado nativo
Toda informação para o enovelamento da proteína está codificada na sequência da aa
Ribonuclease A
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ENOVELAMENTO
Forma-se Estrut. Secundárias, Supersecundárias, Domínios 
e
Colapso espontâneo mediado por interações hidrofóbicas 
Proteínas enovelam-se usando os dois modelos
NÃO é Aleatório!
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ENOVELAMENTO DE PROTEÍNAS
Enovelamento: estrutura tridimensional (conformação nativa) adquirida pelo polipeptídeo linear
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ENOVELAMENTO
Termodinâmica do Enovelamento
Chaperoninas: proteínas que ajudam no enovelamento de proteínas interagindo com o polipeptídeo
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Proteínas Fibrosas e Globulares
Proteínas Fibrosas: arranjos de cadeias em folhas ou feixes (único tipo de estrutura secundária) Ex: suporte, formas e proteção
Proteínas globulares: arranjos de cadeias enoveladas em formas esféricas ou globulares. (vários tipos de est. Secundárias) Ex: enzimas e proteínas regulatórias
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PROTEÍNAS GLOBULARES
Estrutura Terciária: empacotamento de segmentos diferentes da cadeia polipeptídica uns sobre os outros (se for de diferentes cadeias: quaternária)
 Enovelamento: Forma compacta (globular)
 Diversidade estrutural para funções diferentes (enzimas, transportadoras, motoras, regulatória, anticorpos, etc)
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PROTEÍNAS GLOBULARES
MIOGLOBINA
 Difração de raios-X (anos 50)
 Massa Molecular: 16.700; 153 resíduos de aa 
 Grupo Heme (protoporfirina): liga O2 (como hemoglobina no sangue)
 Armazena O2 no músculo marrom
 Músculo marrom: baleia, foca, botos (Submersão por períodos longos)
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MIOGLOBINA
 8 a-hélices
 Dobras (dobra-b)
 Grupo heme (vermelho)
 Hélices: maior 23aa; menor 7aa
 70% aa em hélices
 Grupos R ocupam interior
Representação em Fita
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MIOGLOBINA
Conclusões da resolução da estrutura da mioglobina
 Grupos R hidrofóbicos no interior da estrutura (estabilidade)
 4 Prolinas em dobras (Ser, Thr, Asn)
 Grupo Heme em cavidade (bolsão)
 Importância para ligação do O2 no Fe2+
 Poucas (4) moléculas H2O
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MIOGLOBINA
Grupo Heme
Ligação na Histidina 93
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PROTEÍNAS GLOBULARES
Citocromo c
Lisozima
Ribonuclease 
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Estrutura da Proteína
Primária
Terciária
Quaternária
Secundária
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ESTRUTURA QUATERNÁRIA DAS PROTEÍNAS
Associação de Cadeias Polipeptídicas 
 Proteína multissubunitária: Multímero
 Poucas subunidades: Oligômero
 Cada subunidades: Monômero
 Duas subunidades: Dímero
 Unidade Repetida no multímero: Protômero
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ESTRUTURA QUATERNÁRIA DAS PROTEÍNAS
Hemoglobina
 4 polipeptídeos (Mr 64500)
 Duas cadeias alpha (141aa)
 Duas cadeias beta (146aa)
 Dímero de Protômeros
OBS: Tamanho: melhor várias cadeias pequenas
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PROTEÍNAS FIBROSAS
a-QUERATINA, COLÁGENO e FIBROÍNA
 Funções: resistência e.ou flexibilidade
 Elemento repetitivo de estrutura secundária
 Insolúveis: resíduos hidrofóbicos internos e no exterior (empacotamento de cadeias encobrem hidrofobicidade externa)
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a-QUERATINA
 Resistência, função estrutural
 Cabelos, unhas, lã, garras, espinhos chifres, cascos, pele, penas
 Família dos Filamentos Intermediários - FI (outras da FI estão presentes no citoesqueleto celular com função estrutural)
 Duas fitas de a-queratina paralelas: espiral super-retorcida para a esquerda (estrutura quaternária)
 Aminoac. Hidrofóbicos mantém superenovelamento e 		Pontes Dissulfeto cruzadas aumentam resistência
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a-QUERATINA – estrutura superespiralada
Aminoácidos Hidrofóbicos
Ala, Val, Leu, Isso, Met, Phe
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a-QUERATINA
Hélice para direita
Enoveladas para esquerda
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a-QUERATINA
Secção transversal do fio de cabelo
4 protofibililas
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COLÁGENO
 Resistência mecânica
 Tecidos conjuntivos: tendões, cartilagens, matriz do osso, córnea dos olhos
 Hélice para Esquerda; três resíduos por passo
 TRÊS CADEIAS paralelas: espiral super-retorcida para a direita (estrutura quaternária)
 35% Gly, 11%Ala, 21%Pro (HydPro)
 Peso Molecular: 100kDa
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COLÁGENO
COLÁGENO
Seqüência Repetida
Gly-X-Pro
Gly-X-HyPro
Hélice Tripla Superespiralada
Hélice para esquerda
Curvatura para direita
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COLÁGENO
COLÁGENO
Hélice Tripla Superespiralada vista da Extremidade Carboxi
Glicinas “internas” – pontes-H
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COLÁGENO
Hélice tripla com 3 cadeias
Ligações cruzadas covalentes entre Lys e HyLys (> no – rigidez) (envelhecimento)
Fibrilas de colágeno
15A
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COLÁGENO
Defeitos genéticos: 
Mudança na estrutura secundária do colágeno
 - Osteogênese imperfeita – formação óssea anormal em bebês
 - Síndrome de Ehlers-Danlos – junções frouxas
Substituição de uma Glicina por Cys ou Ser (grupo R maior)
Letais