A5 Estudos das Proteínas

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1. CONFORMAÇÃO DA MOLÉCULA PROTÉICA
	Importância das proteínas
( Maior componente de massa seca na célula
( Funções celulares – fisiológicas – metabólicas
( Constituintes da membrana celular: canais ou bombas
( Sinalizadoras e integradoras de sinais: externo ( núcleo
( Proteínas especializadas: anticorpo, toxinas, hormônio e fibras elásticas
	Histórico
1838 – Proteína (grego proteios) – primário
1819-1904 – Descoberta dos 20 aminoácidos
1864 – Cristalizada a Hemoglobina – Hoppe-Seyler
1894 – Modelo Chave-Fechadura – Fisher
1897 – Lançamento dos fundamentos da enzimologia – Buchner e Buchner
1926 – Cristalização da urease, enzimas podiam ser proteínas – Summer
1933 – Eletroforese para separar proteínas em solução – Tiselius
1934 – Padrão detalhado de difração por raio X de pepsina – Bernal e Crowfoot
1942 – Cromatografia para separar proteínas - Martin e Synge
1951 – Estrutura de conformação helicoidal e folha ( - Pauling e Corey
1955 – Determinada a seqüência de aminoácidos da insulina – Sanger
1956 – 1º mapa peptídico (fingerprint) hemoglobina - Ingram
1960 – Menor resolução de estrutura (0,2 nm) para mioglobina - Kendrew
1963 – Regulação de enzimas por mudanças alostéricas – Jacob, Monod e Changeux
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	Divisão Quanto às Funções das Proteínas
	FUNÇÃO
	EXEMPLOS
	Enzimática
	Triptofano-sintase: síntese de triptofano
Tripsina: degrada proteínas
DNA-Polimerase: síntese de DNA
Proteína quinase: adiciona grupo fosfato em proteínas
	Proteína estrutural
	Colágeno e Elastina: matriz extracelular, formam as fibras dos tendões, ligamentos
Tubulina: microtubulos Actina: microfilamentos
	Proteína Transportadora
	Albumina sérica: transporte de lipídeos
Hemoglobina: oxigênio Transferrina: ferro
Bombas H+, Ca++: transporte de íons pela membrana celular
	Proteína motriz (contráteis)
	Miosina: movimento nas células do músculo esquelético
Cinesina: com os microtúbulos age no movimento de organelas
Dineína: batimentos de cílios e flagelos em eucariotos 
	Proteína de reserva
	Ferretina: armazena ferro no fígado
Ovalbunina: armazena aminoácidos no ovo
Caseína: armazena aminoácidos no leite
	Proteína Sinalizadora (defesa)
	Insulina: hormônio que regula a glicose no sangue
Netrina: direciona as células nervosas em embrião
NGF e EGF: fatores de crescimento (cel. Nervosas e epiteliais)
	Proteína Receptora
	Rodopsina: detecta luz na retina
Receptor colinérgico: sinais químicos de terminal nervoso
Receptor de insulina: células hepáticas captem glicose
Receptor adrenélico: células cardíacas aumentem os batimentos
	Proteína Reguladora
	Repressor de lactose: regula expressão da galactosidase
Proteínas homeodomínios: regulam o desenvolvimento
	Proteínas para fins Especiais
	Anticongelamento: peixes dos oceanos Ártico e Antártico
GFP: proteína fluorescente
Monelina: confere sabor doce em plantas
Proteínas colantes: em moluscos
Composição das Proteínas:
Aminoácidos: Estrutura e Classificação Polar e carregado positivamente
Ligação peptídica Polar e carregado negativamente
							 Polar sem carga
							 Apolar
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Aminoácidos: Estrutura e Classificação
 Básicos Apolar 
 Ácidos
	
 Sem cargas
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Nível de Organização Estrutural das Proteínas
	Estrutura Primária:
		( É a seqüência dos aminoácidos na cadeia peptídica
		( Esta seqüência apresenta grande importância na conformação
Seqüência de aminoácidos ( Estrutura tridimensional ( Propriedades ( Função
	Ex.: Anemia falciforme
Glu ( Val
gaa gua guc gug guu
gag
		( Determinação da seqüência: método de Edman
	Tripsina: aminoácidos básicos (Lis e Arg)
	Quimiotripsina: aminoácidos aromáticos (Tir, trp e Phe)
	Brometo de Cianogênio: Met
Ex.: Qt ( Bc( Bc ( Qt(
 H3N -Leu-Asn-Asp-Phe-His-Met-Thr-Met-Ala-Trp-Val-Lys- COO-
Quimiot H3N -Leu-Asn-Asp-Phe-COO-
Quimiot H3N His-Met-Thr-Met-Ala-Trp-COO-
Quimiot H3N Val-Lys- COO-
BrCiano H3N-Leu-Asn-Asp-Phe-His-Met-COO-
BrCiano H3N Thr-Met-COO-
BrCiano H3N Ala-Trp-Val-Lys- COO-
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	Estrutura Secundária: (-hélice e de folha (
		( Arranjo do esqueleto da cadeia polipetídica
		( Flexibilidade – rotação entre a ligação do C-( e o N
– rotação entre a ligação do C-( e o C da Carboxila
( Pontes de Hidrogênio: N – H e C=O
(-hélice
NH3-aa C=O(((((((((H – N do 4ºaa (3,6 resíduos)
Ex.: Transportadores e receptores transmembrana.
A % da proteína com (-hélice é variável entre as proteínas (0-100%).
Por quê esta variação?
( Fatores que desestabilizam a (-hélice:
 - Presença do Aminoácido Prolina: - Restrição na rotação da ligação C-( e o N
					 - Restrição da ponte de H do grupo (-amino
Proximidade de Aminoácidos com mesma carga (Lys-His)
Densidade (repulsão estérica): ( C ( não ligado à H (Val, Ile, The).
(Variações da estrutura da (-hélice (superestruturas): 
Súper-hélice (dupla-hélice) Tripla hélice
			- Duas cadeias se enrolam		 
			- Em meio aquoso				 
- Cadeias laterais Apolares 		
ficam no mesmo lado e estas 		 
atraem-se.
			- Ex.: (-queratina e miosina
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Folha (
	- Pontes de Hidrogênio: N – H e C=O. Estrutura diferente da (-hélice.
		Pontes de Hidrogênio: Pontes Intracadeia (mesma cadeia dobrada)
					 Pontes Intercadeia (cadeias diferentes)
		Direção das cadeias: Folha ( Pregueada Paralela
 Folha ( Pregueada Antiparalela
Cadeias polipeptídicas muito longas formam Barril (
(-hélice e Folha ( em proteínas
	( Proteína com combinação das estruturas
	( Estruturas Supersecundárias
	a) Unidade ((( b) Unidade (( c) Meandro d) Chave Grega
 a b c d
	( Necessidade de Voltas Reversas: - Gly (razão espacial ou estérica)
							- Pro (estrutura cíclica)
Estrutura Terciária
( Arranjo tridimensional de todos os átomos de proteínas, incluindo da cadeia lateral dos aminoácidos e grupos prostéticos.
	- Ex.: Hemoglobina – 4 subunidades 2 ( e 2 (
- Classificação em Globulares e Fibrosas.
( Formas de análise da estrutura Tridimensional
	- Cristalografia de de RaioX
	- Ressonância Magnética Nuclear (RMN)
- Análise computacional
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Estrutura Quaternária
( Arranjo de Proteínas constituídas por mais de uma cadeia polipeptídica
- 2-12 subunidades iguais ou diferentes –Dímeros –Trímeros –Tetrâmeros 
- Interação não-covalente entre as cadeias polipeptídicas e pode causar mudanças estruturais de sítio da molécula protéica (alostéricas)
Domínio Protéico
- Outro Nível de Organização Estrutural que leva em conta parâmetros como Conformação, Função e Evolução.
- 50 – 350 aminoácidos de qualquer parte da cadeia protéica pode enovelar independente e formar uma estrutura compacta e estável.
- O domínio pode determinar a função da proteína
- Uma proteína pode ter mais de um domínio
Proteína CAP:- Ligação ao DNA - Ligação ao AMPc
Domínio 		 Domínio 
Forças envolvidas no Enovelamento Protéico
- Tendem a manter uma Energia mínima determinando a Conformação protéica
( A estrutura primária é mantida devido a uma ligação Covalente: Ligação Peptídica( As estruturas secundárias, terciárias e quaternárias dependem de ligações não covalentes
( Estrutura secundárias é estabilizada por Pontes de Hidrogênio entre o esqueleto da cadeia peptídica (também podem ocorrer entre as cadeias laterais)
( Força de van der Waals : força devido a proximidade dos átomos
( Interações Hidrofóbicas: resíduos apolares se agrupar no interior da molécula
( Atrações Eletrostáticas e Ligações Iônicas: cargas opostas próximas na superfície da molécula ou do átomo.
	- Grupos prostéticos: Cadeias laterais da proteína complexadas com de íons metálicos (Outras moléculas que não proteínas).
( A estrutura terciária pode ser estabilizada por Pontes Dissulfetos (ligação covalente) do grupo SH das Cys.
Pode ser dada pela estrutura covalente completa.
Conformação protéica:
Energia livre mínima
Chaperoninas – proteínas envolvidas no enovelamento
	Evita erros no enovelamento
- Seq. de aminoácido Pro-Hyp-Gly ou Hyp-Pro-Gly
- Ex.: colágeno, componentes do osso e tecido conjuntivo.
- Importância do Ácido Ascórpico.