Introdução a Proteína (4)

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Introdução	
  a	
  Proteínas	
  (suplementar)	
  
❖ As proteínas podem ser classificadas de diversas formas: 
1) Por sua função... 
Classificação	
  das	
  Proteínas	
  
 Principais funções: 
1) Catálise, 
2) Estrutura, 
3) Movimentação celular, 
4) Defesa, 
5)  Regulação, 
6) Transporte, 
7) Estocagem, 
8) Resposta a estresse. 
2) Por sua composição... 
Algumas proteínas apresentam apenas 
aminoácidos em sua composição e são 
chamadas de proteínas simples, 
Ribonuclease A 
Outras proteínas apresentam 
grupamentos químicos ligados, sendo 
denominadas proteínas conjugadas e 
seus grupamentos químicos, grupos 
prostéticos: 
Classificação	
  das	
  Proteínas	
  
Classificação	
  das	
  Proteínas	
  
Grupamentos Prostéticos: 
3) Pelo número de cadeias polipeptídicas... 
Algumas proteínas são formadas por mais de uma cadeia peptídica, sendo cada uma 
destas cadeias denominada monômero, e a proteína como um todo é denominada 
oligômero. 
Hemoglobina 
Transtirretina 
(TTR) 
Classificação	
  das	
  Proteínas	
  
3) Pelo número de cadeias polipeptídicas... 
Outras proteínas são sintetizadas como uma única cadeia que posteriormente é 
clivada em duas ou mais cadeias. 
Classificação	
  das	
  Proteínas	
  
3) Quanto à forma... 
As proteínas fibrosas geralmente possuem longas 
cadeias retilíneas e paralelas ao eixo da fibra. 
As proteínas globulares apresentam 
estrutura espacial complexa e geralmente 
esféricas. 
Classificação	
  das	
  Proteínas	
  
Estrutura	
  Secundária	
  
❖  Geometria das ligações peptídicas: 
O ângulo de rotação entre os átomos de 
nitrogênio e o carbono-α é chamdo phi (Φ), entre 
o carbono-α e o carbono carbonil, psi (ψ). 
A rotação positiva é obtida pela rotação horária 
ao redor da ligação quando observados a partir 
do carbono-α. 
Os ângulos de diedro ou de torsão variam de -180oa +180o. 
Por definição, em um peptídeo com a cadeia linearizada, φ e ψ correspondem a 180º. 
Estrutura	
  Secundária	
  
❖  Geometria das ligações peptídicas: 
 Os ângulos de torção apresentam uma contenção espacial já que algumas 
combinações de ângulos Φ e ψ podem causar a colisão de hidrogênios 
amídicos, oxigênios carboxílicos ou entre resíduos adjacentes, ao trazerem tais 
átomos mais próximos que as distâncias de Van der Waals correspondentes. 
 As conformações permitidas são indicadas pelo diagrama bidimensional de 
Ramachandran. 
Estrutura	
  Secundária	
  
❖ Apenas 3 regiões do diagrama são fisicamente acessíveis a maioria dos resíduos: 
As regiões verde são as mais favoráveis, já as rosas são desfavoráveis. 
Estrutura	
  Secundária	
  
Exceções: 
1) A cadeia lateral cíclica da prolina limita sua variação de valores de Φ a 
ângulos em torno de -60º, sendo este o aminoácido mais restrito 
conformacionalmente. 
2) A glicina é, por outro lado, o aminoácido menos limitado espacialmente. 
Sendo assim, as variações de Φ e ψ cobrem uma maior área do diagrama. 
Prolina	
   Glicina	
  
Desnaturação	
  de	
  Proteínas	
  
❖  O estado nativo apresenta um mínimo valor de energia livre de Gibbs? 
Rotas	
  de	
  enovelamento	
  
❖  O estado nativo prevalece sobre o estado desnaturado devido à interação 
da proteína com as moléculas de água. 
Como a forma desnaturada apresenta maior superfície de exposição ao solvente, sua 
camada de hidratação é mais extensa e consequentemente maior é a energia livre 
necessária para sua hidratação. Além disso, os resíduos apolares expostos na forma 
desnaturada impedem que a interação proteína-água forneça energia suficiente para 
formar a camada de hidratação. 
Rotas	
  de	
  enovelamento	
  
Amilóides	
  
Rudolph	
  Virchow	
  
◇ 1854	
   -­‐	
   Material	
   depositado	
   no	
   cérebro,	
   corado	
   por	
   iodo,	
  
conhecido	
  marcador	
  de	
  amido.	
  
◇ Friedreich	
   (1859)	
   –	
   conteúdo	
   protéico,	
   confirmado	
   por	
  
Hanssen	
  em	
  1908.	
  
◇ Corante	
  Vermelho	
  do	
  Congo	
  –	
  birrefringência	
  verde.	
  
◇  2	
  máximos	
  de	
  intensidade:	
  4,7	
  Å,	
  espaçamento	
  
de	
   pontes	
   de	
   H	
   entre	
   as	
   cadeias-­‐b;	
   ~10	
   Å,	
  
espaçamento	
   entre	
   as	
   folhas-­‐b	
   pregueadas.	
  
Kirschner	
  et	
  al.,	
  2008	
  
❖ 	
  As	
  fibras	
  amilóides	
  são	
  cons`tuídas	
  de	
  folhas	
  beta	
  dispostas	
  perpendicularmente	
  
ao	
  eixo	
  da	
  fibra.	
  
Na`ve	
  
Protein	
  
Misfolded	
  
Isoform	
  
Associa`on	
  
Small	
  Oligomers	
  
Amyloid	
  Fibrils	
  
Protofibrils	
  
Liga corantes específicos - 
vermelho de congo e 
tioflavina T. 
Fibras	
  Amilóides	
  
Fibras	
  Amiloides	
  
Vieira	
  et	
  al.,	
  2007.	
  
❖ 	
  As	
  fibras	
  amilóides	
  são	
  cons`tuídas	
  de	
  folhas	
  beta	
  dispostas	
  perpendicularmente	
  
ao	
  eixo	
  da	
  fibra.	
  
Doenças	
  associadas	
  a	
  formação	
  de	
  depósitos	
  amilóides	
  
Chi`	
  e	
  Dobson,	
  2006	
  
❖ 	
   Alterações	
   no	
   enovelamento	
   podem	
   ser	
   originadas	
   de	
   mutações	
   pontuais	
   ou	
  
resultar	
   da	
   exposição	
   a	
   toxinas,	
   ou	
   ainda	
   devido	
   a	
  modificações	
   pós-­‐traducionais,	
  
aumento	
  da	
  degradação,	
  impedimento	
  do	
  tráfego	
  ou	
  dano	
  oxida`vo.	
  
❖ 	
   As	
   doenças	
   causadas	
   por	
   proteínas	
   incorretamente	
   enoveladas	
   podem	
   afetar	
  
apenas	
  um	
  órgão,	
  mas	
  também	
  podem	
  se	
  espalhar	
  por	
  diversos	
  tecidos.	
  
Doenças	
  e	
  enovelamento	
  
Mutação pontual 
 Ex: Anemia falciforme 
Neste caso os agregados não são tóxicos mas tornam a 
célula alongada e dificultam o transporte de oxigênio. 
Sexto aminoácido - ácido glutâmico para valina (GAG --> GTG) 
Depósitos	
  Proteicos	
  
Encefalopa`as	
  	
  
Espongiformes	
  Transmissíveis	
  
Encefalopa`as	
  espongiformes	
  transmissíveis	
  
Doença	
   Hospedeiro	
  natural	
   Mecanismo	
  de	
  indução	
  da	
  doença	
  
Doença	
  de	
  Creutzfeldt-­‐Jakob	
   Humanos	
   Esporádica,	
  hereditária,	
  iatrogênica	
  
Doença	
  de	
  Creutzfeldt-­‐Jakob	
  
variante	
  
Humanos	
   Ingestão	
  de	
  EEB	
  –	
  alimento	
  
contaminado	
  
Kuru	
   Humanos	
   Ingestão	
  em	
  rituais	
  de	
  canibalismo	
  
Insônia	
  familiar	
  fatal	
   Humanos	
   Hereditária	
  
Doença	
  de	
  Gerstmann-­‐Straussler-­‐
Scheinker	
  
Humanos	
   Hereditária	
  
Scrapie	
   Ovelhas	
   Infecção	
  em	
  ovelhas	
  geneJcamente	
  
susceKveis	
  
EncefalopaJa	
  espongiforme	
  
bovina	
  
Rebanho	
  bovino	
   Ingestão	
  de	
  carne	
  contaminada	
  
EncefalopaJa	
  espongiforme	
  
felina	
  
Felinos	
  de	
  zoológico	
  e	
  
domésJcos	
  
Ingestão	
  de	
  carne	
  contaminada	
  
Aguzzi e Sigurdson, 2004