Proteinas IFCE completa

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BIOQUÍMICA
CÍCERO ANTONIO
Aminoácidos - Fórmula Geral
Aminoácidos- Zwitterion
AMINOÁCIDOS
Podem ser classificados como naturais ( são produzidos pelo organismo ) ou essenciais ( precisam ser adquiridos com alimentação)
Os 20 aminoácidos que compõem as proteínas são classificados como primários para diferenciar dos outros.
São designados por três letras derivados do seu nome em inglês
Todos apresentam carbono quiral, exceto a glicina. Assim , são opticamente ativos
Aminoácidos - Classificação
Aminoácidos - Classificação
a) Grupos R não polares e alifáticos: são hidrofóbicos, se apresentando com aspectos oleoso e se comportando como lipídios em relação à água.
b) Grupos R Aromáticos: relativamente apolares
c) Grupos R não carregados, mas polares: são mais hidrofílicos, contêm grupos que podem formar pontes de hidrogênio com a água.
Aminoácidos - Classificação
d) Grupos R carregados positivamente (Básicos): hidrofílicos
e) Grupos R carregados negativamente (Ácidos): Hidrofílicos
OBS: A Citrulina e a Ornitina aparecem no ciclo da uréia, mas não em proteínas.
Os aminoácidos podem agir como ácido ou base ( anfóteros)
Aminoácidos – Ligações Peptídicas
Ocorre entre os grupos alfa-carboxila de uma AA e o grupo alfa-amino de outro.
Essas ligações são covalentes e não são rompidas por condições desnaturantes, como aquecimento ou altas concentrações de uréia. Deve haver uma exposição prolongada a um ácido ou a uma base forte a temperaturas elevadas para hidrolisar essas ligações de forma não-enzimática
Ocorre por desidratação
Peptídeos e Proteínas
São polímeros de AA
2AA Dipeptídeo
3AA Tri peptídeo
4AA Tetrapeptídeo
5AA Pentapeptídeo
Oligopeptídios: Poucos AA
Polipeptídios: Muitos AA
Proteinas: Peso molecular acima de 10000
Peptídeos e Proteínas
Os aminoácidos são chamados de resíduos. O aminoácido presente na extremidade que exibe um grupo alfa-amino é o resíduo aminoterminal ( ou N-terminal), o resíduo na outra extremidade, a que exibe grupo carboxila livre é o resíduo carboxiterminal.
As ligações peptídicas são muito estáveis, devido sua elevada energia de ativação para ocorrer a hidrólise
Peptídeos biologicamente ativos
Ocitocina: 9 resíduos de AA contrações uterinas durante o parto
Bradicinina: 9 resíduos de AA inibe a inflamação
Insulina: 2 cadeias polipeptídicas ligadas por pontes dissulfeto estimula a captação de glicose pelas células
Glucagon: 24 resíduos de aminoácidos aumenta os níveis de glicose sanguíneo.
Alterações nas Proteínas
Podem ser provocadas por:
Alterações nas seqüências de aminoácidos (AA)
Acréscimo ou retirada de um ou mais AA na molécula
Troca de um AA da molécula
Mudança de posição de um AA
OBS: 
 Estima-se que 20 a 30% das proteínas humanas são polimórficas, possuindo variações em sua seqüência de AA na população humana. Muitas produzem pouco ou nenhum efeito na função da proteína.
Proteínas
Definições Básicas:
Simples; formadas só por AA
Conjugadas: parte protéica e não protéica (grupo prostético) que podem ser lipídios, glicídios, ácidos nucléicos metais)
Proteínas Homólogas: são proteínas relacionadas evolutivamente, geralmente possuem a mesma função em espécies diferentes. Ex: Citocromo b
PROTEÍNAS- ESTRUTURAS PROTEICAS
1- É determinada por uma seqüência de aminoácidos
2- A função depende da estrutura
3- Uma proteína isolada tem uma estrutura singular ou quase singular
4- As interações covalentes são as forças mais importantes que estabilizam a estrutura específica
PROTEÍNAS- ESTRUTURAS PROTEICAS
Conformação:
“ Arranjo espacial dos átomos de uma proteína”. 
 Incluem qualquer estado estrutural que possa ser atingido sem romper as ligações covalentes. Normalmente predomina uma ou algumas em condições biológicas, predomina a termodinamicamente mais favorável.
PROTEÍNAS- ESTRUTURAS PROTEICAS
A conformação é estabilizada em grande parte por interações fracas:
Ligações dissulfeto
Ligações não covalentes: ligações de hidrogênio, interações hidrofóbicas e iônicas. são predominante para a manutenção da estrutura protéica.
Camada de solvatação; quando a água envolve uma molécula hidrofóbica, a disposição ótima resulta em uma envoltório altamente estruturado
PROTEÍNAS- ESTRUTURAS PROTEICAS
A ligação peptídica é rígida e plana: as ligações C-N de um peptídeo são incapazes de possuir rotação livre, por causa de seu caráter parcial de dupla ligação. Isso limita a faixa de conformações que pode ser assumida por uma cadeia polipeptídica
Proteínas- Estrutura Secundária
Refere-se a porção local de alguma porção de um polipeptídio.
alfa-hélice:
É o arranjo mais simples de uma cadeia polipeptídica
A cadeia polipeptídica é fortemente retorcida em torno de um eixo imaginário longitudinal, que passa pelo centro da hélice, com grupos R projetando-se para fora.
A hélice é sempre orientada para a direita
Proteínas- Estrutura Secundária
Otimiza o uso das ligações de hidrogênio internas
A estabilização é feita por uma ligação de hidrogênio entre o átomo de hidrogênio ligado ao nitrogênio de uma ligação e o oxigênio eletronegativo de outra.
Proteínas- Estrutura Secundária
Afetam a estabilidade da alfa-hélice:
Repulsão ou atração eletrostática entre resíduos de aminoácidos sucessivos com grupos R carregados
Volume dos grupos R
Interações entre as cadeias laterais de AA espaçados entre si por 3 ou mais resíduos
Ocorrência de resíduos de Prolina (impedem a rotação N-C) e Glicina ( possui uma flexibilidade conformacional maior que a dos demais resíduos de AA, tendendo a assumir estruturas enoveladas diferentes de alfa-hélice). 
Proteínas- Estrutura Secundária
OBS: A prolina não é encontrada em alfa hélice.
- Interação entre resíduos de AA das extremidades do segmento helicoidal e o dipolo elétrico inerente a uma alfa hélice 
Proteínas- Estrutura Secundária
b) Beta pregueada
É a conformação mais estendida das cadeias polipeptídicas. Estende-se em ziguezague. Essas podem ser postas lado a lado, para formar uma estrutura que se assemelha a uma série de pregas. As ligação de hidrogênio são formadas entre os segmentos adjacentes da cadeia polipeptídica.
Paralela: a orientação aminoterminal-carboxiterminal das cadeias adjacentes é a mesma na antiparalela é inversa.
Proteínas- Estruturas Terciária e Quaternária
Estrutura terciária: “É o arranjo tridimensional global de todos os átomos de uma proteína.” Inclui aspectos envolvendo distâncias mais longas dentro da seqüência de aminoácidos.
Estrutura quaternária: nome dado ao arranjo de duas ou mais subunidades polipeptídicas separadas ou subunidas que podem ser idênticas ou não.
Proteínas- tipos
Proteínas Fibrosas 
Possuem cadeias polipeptídicas em arranjos de folhas ou feixes
Possuem um único tipo de estrutura secundária
Fornecem suporte, forma e proteção externa aos vertebrados
Proteínas Globulares
Possuem cadeias polipeptídicas enoveladas em formas esféricas ou globulares
Possuem diversos tipos de estruturas secundárias
Enzimas e proteínas reguladoras
Proteínas Fibrosas
Alfa-queratina, colágeno, fibroína, elastina
Apresentam propriedades que conferem resistência e/ou flexibilidade às estruturas nas quais aparecem.
São insolúveis em água devido a grande quantidade de AA hidrofóbicos, tanto no interior como na superfície da proteína.
Proteínas Fibrosas- alfa queratina
Constituem quase todo o peso seco do cabelo, lã, unhas garras, espinhos, chifres, casco e a maior parte da camada externa da pele.
Duas fitas de alfa queratina, orientadas em paralelo enovelam-se uma à outra para formar uma super espiral super retorcida. Esses a resistência da estrutura como um todo, como se fosse uma corda resistente
A resistência é aumentada por ligações covalentes cruzadas entre as cadeias polipeptídicas no interior das cordas e entre as cadeias adjacentes em uma estrutura supra molecular. 
Proteínas Fibrosas- alfa queratina
A capacidade de se esticar bem como suas numerosas ligações dissulfeto cruzadas formam
a base das ondulações do cabelo
Proteínas Fibrosas- Colágeno
Proteína mais abundante do corpo
Dar resistência mecânica a tecidos conjuntivos, tendões, cartilagens, matriz orgânica dos ossos e córnea dos olhos.
É pobre em AA essenciais apresentando um pequeno valor nutricional ( rico em prolina e glicina)
Formação da gelatina
A seqüência de AA e a estrutura quaternária super enovelada permite um empacotamento denso de três polipeptídios. Esse empacotamento fornece uma força tensional maior do que a de um fio de aço de idêntica secção transversal.
Proteínas Fibrosas- Colágeno
A aumento da rigidez e inelasticidade do tecido conjuntivo à medida que as pessoas envelhecem resultam de uma acumulação de ligações covalentes cruzadas nas fibrilas de colágeno
Biossíntese do colágeno
São formados nos fibroblastos, osteoblastos ou condroblastos e secretados na matriz extracelular.
A vitamina C e o oxigênio ajudam na hidroxilação de prolina e lisina encontradas na posição Y da sequência Gly-X-Y. Sem essas substâncias as enzimas hidroxilantes ficam incapazes de atuar. A deficiência de vitamina C impede a formação das ligações cruzadas diminuindo a resistência nas fibras.
Doenças do colágeno
Síndrome de Ehlers-Danlos (EDS): danos no colágeno III por mutações ou deficiência de enzimas (lisil-hidroxilase).como esse colágeno é um importante componente das artérias, podem ocorrer problemas vasculares letais. Por razões desconhecidas também apresentam defeitos nas fibrilas do colágeno tipo I. isso resulta em pele elástica e frágil e articulações frouxas.
Doenças do colágeno
Osteogênese imperfeita: cicatrização demorada e corcunda retorcida, são características comuns da doença.
OBS: Osteogênese Imperfecta: ocorre a substituição da Glicina por um AA com grupo R maior. Isso rompe a repetição Gly-X-Pro que dá ao estrutura helicoidal característica do colágeno
Proteínas fibrosas- elastina
É uma proteína do tecido conjuntivo com propriedades semelhantes as da borracha. Podem ser encontradas nos pulmões, na parede de grandes artérias e nos ligamentos elásticos.
É sintetizada a partir de um precursor a tropoelastina, a qual é um polipeptídio composto por cerca de 700 AA. Contem pouca hidroxiprolina e não contem hidroxilisina.
Proteínas fibrosas- elastina
A alfa 1 anititripsina é uma enzima importante para a degradação da elastina, pois impede a ação da elastase dos neutrófilos- uma potente protease que degrada a elastina das paredes alveolares. Essa enzima é produzida em maior concentração no fígado, mas pode ser produzida por monócitos e macrófagos. Nos pulmões a não inibição da elastase induz a um quadro de enfisema pulmonar
Proteínas Fibrosas- Fibroína da Seda
Produzida por insetos e aracnídeos.
A seda não sofre estiramento porque a conformação beta já é altamente estendida. Entretanto a estrutura é flexível, porque as folhas são mantidas juntas por numerosas interações fracas e não por ligações covalentes, como é o caso das ligações dissulfeto nas alfa queratinas.
Proteínas Globulares 
Os diferentes segmentos de uma cadeia enovelam-se uns sobre os outros. Esse enovelamento gera a diversidade estrutural necessária para que as proteínas executem um grande conjunto de funções biológicas.
Incluem as enzimas, as proteínas transportadoras, as motoras, regulatórias, imunoglobulinas e diversas outras.
Proteínas Globulares - Mioglobina
É uma proteína ligante de oxigênio relativamente pequena, presente nas células musculares.
Armazena o oxigênio nos tecidos e facilita a difusão deste no tecido muscular em contração rápida.
Abundante no músculo de animais aquáticos como baleias, foca e boto cujos tecidos são tão ricos em mioglobina que são marrons. Permitindo a submersão nesses animais.
Apresente um núcleo hidrofóbico característico desse tipo de proteínas 
Proteínas – Desnaturação e Enovelamento 
A perda da estrutura protéica resulta na perda da função. Uma perda da estrutura tridimensional suficiente para causar perda da função é denominada desnaturação. 
Pode ocorrer pelo calor que afeta as interações fracas em uma proteína (ligações de hidrogênio); extremos de pH)
As assistentes moleculares (chaperones) são proteínas que interagem com polipeptídios parcialmente enovelados, facilitando as vias certas de enovelamento ou fornecendo microambientes nos quais os enovelamentos passam a ocorrer
Proteínas - príon 
Doença da vaca louca, Kuru e Creutzfeldt-Jacob. Essas doenças são geralmente denominadas de encefalopatias espongiformes. Os sintomas incluem a demência e a perda de coordenação, são fatais.
Stanley Prusiney. O príon seria uma proteína constituinte normal do tecido cerebral em todos os mamíferos. Sua função não é conhecida
Proteínas - príon 
A doença só aparece quando a PrPsc ( Sc vem de scrapie- arranhadura em ovinos) passa a converter a PrPc iniciando um efeito dominó pelo qual quantidades crescentes da proteína celular são convertidas na forma causadora da doença.
O mecanismo pelo qual a PrPsc leva a encefalopatia espongiforme não é conhecido