Aula 17 - Síntese e Processamento de Proteínas

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Universidade Federal do Ceará
Centro de Ciências
Departamento de Bioquímica
Síntese e Processamento de Proteínas
Profa. Dra. Lady Clarissa Rocha
• As proteínas são o produto final da expressão da informação
genética contida nas sequências de bases do DNA;
• O papel central das proteínas, especialmente enzimas, nos
processos metabólicos justificam o alto grau de fidelidade das
moléculas de DNA ao longo das gerações celulares e também da
transcrição do DNA em RNA.
Introdução
Introdução
• Por que a síntese proteica é
rotineiramente chamada de
“tradução”?
- A sequência de bases no
mRNA transcrito a partir da
informação contida no DNA é
“traduzida” em uma sequência
de aminoácidos específica.
O Código Genético
O Código Genético
• Que elementos participam dessa tradução?
- O tRNA funciona como um adaptador, que “lê” a sequência de
bases no mRNA e transfere o aminoácido correspondente para
a cadeia polipeptídica.
• Uma sequência de 3 bases
no mRNA (códon) especifica
um aminoácido; essa
especificação ocorre por
meio de um pareamento
com bases complementares
no tRNA (anticódon). Existe
um tRNA específico para
cada aminoácido.
O Código Genético
• A sequência de bases no mRNA é lida continuamente, sem
paradas nem superposições; a pauta de leitura é definida pelo
primeiro códon lido.
O Código Genético
O Código Genético
• Alguns códons não especificam aminoácidos:
- AUG: códon de iniciação;
- UAA, UAG e UGA: códons de terminação.
• Os códons são escritos na direção 5’ 3’;
• 43 combinações diferentes;
• O código genético é degenerado;
• O código genético é universal.
O Código Genético
O Código Genético
O Código Genético
Ribossomos e tRNAs
Ribossomos e tRNAs
Ribossomos e tRNAs
• Ativação do grupo COO- para facilitar a formação de uma ligação
peptídica;
• Estabelecimento de um elo entre o AA e a mensagem codificada
no mRNA: ligação do AA ao seu tRNA correspondente
aminoacil-tRNA sintetases;
• Existe uma aminoacil-tRNA sintetase para cada AA a ser ligado
no seu tRNA correspondente.
A Síntese Proteica
Etapa 1: Ativação dos aminoácidos
• A interação entre a aminoacil-tRNA sintetase e o tRNA é referida
como o 2º Código Genético, já que essa enzima deve ser capaz de
reconhecer não apenas o seu AA específico, mas também o tRNA
correspondente a esse AA. Esse é um ponto crítico para a fidelidade
da síntese proteica a partir da informação contida no mRNA.
• Os braços anticódon e aminoácido do tRNA devem estar
envolvidos nesse reconhecimento.
A Síntese Proteica
• Formação de um aminoacil-tRNA:
A Síntese Proteica
• Direção da síntese proteica: aminoterminal carboxiterminal;
• O códon AUG determina:
- O códon de iniciação N-formilmetionina (fMet)
- Metionina no meio da cadeia metionina (Met)
• São requeridos dois tRNAs diferentes, um para cada caso:
- tRNAfMet;
- tRNAMet.
A Síntese Proteica
Etapa 2: Iniciação
A Síntese Proteica
• Formação do aminoacil-tRNA designado pelo códon de iniciação
AUG (fMet-tRNAfMet):
1º passo
2º passo
A Síntese Proteica
• 1º passo da iniciação:
- Interação da subunidade
30S do ribossomo com
fatores de iniciação;
- Posicionamento do códon
de iniciação no sítio P:
sequência de Shine-
Dalgarno.
A Síntese Proteica
• 2º passo da iniciação:
- Ligação do fMet-
tRNAfMet no sítio P com
auxílio de fator de
iniciação IF-2 ligado a
GTP.
A Síntese Proteica
• 3º passo da iniciação:
- Formação do
complexo de
iniciação: ribossomo
70S, mRNA e fMet-
tRNAfMet.
A Síntese Proteica
Etapa 3: Alongamento
• 1º passo do alongamento:
- Um outro aminoacil-tRNA ligado
ao fator de alongamento Tu (EF-Tu)
ligado a GTP chega ao complexo de
iniciação;
- EF-Tu é restaurado pelo fator de
alongamento Ts (EF-Ts).
A Síntese Proteica
• 2º passo do alongamento:
- Formação da ligação
peptídica: fMet é transferido ao
grupo amino do 2º AA;
- Reação catalisada pela
peptidil transferase (ribozima
– rRNA 23S).
A Síntese Proteica
• 3º passo do alongamento:
- Translocação do ribossomo:
deslocamento em direção à
extremidade 3’ do mRNA;
- Esse movimento é realizado com
o auxílio do fator de
alongamento G (translocase)
ligado a GTP;
- São gastos 2 GTPs para cada AA
adicionado.
• Sinalização: códons de terminação no
mRNA (UAA, UAG e UGA);
• Fatores de liberação RF-1, RF-2 e RF-3:
- Hidrólise da ligação peptidil-tRNA
terminal;
- Liberação do polipeptídio livre e do
último tRNA do sítio P;
- Dissociação das subunidades 30S e
50S do ribossomo.
A Síntese Proteica
Etapa 4: Terminação
• Para ser biologicamente ativas, as proteínas devem adquirir uma
conformação tridimensional particular – enovelamento;
• A conformação tridimensional correta de uma proteína, que a
torna funcional, muitas vezes depende de interações entre grupos
intramoleculares adicionados após sua síntese – processamento
pós-traducional.
A Síntese Proteica
Etapa 5: Enovelamento e Processamento
• Remoção enzimática da porção N-terminal ou C-terminal;
• Remoção de sequências sinalizadoras que dão o direcionamento da
proteína;
•Modificação de AAs individuais: fosforilação, carboxilação, metilação;
• Ligação de carboidratos a cadeias laterais (glicosilação);
• Adição de grupos prostéticos (biotina, heme etc);
• Processamento proteolítico (ex.: enzimas digestivas ou envolvidas na
coagulação);
• Formação de pontes dissulfeto entre resíduos de Cys.
A Síntese Proteica
Sítio A
Peptidil transferase 
(procariotos)
Peptidil transferase 
(eucariotos)
Erro de leitura e Iniciação
Antibióticos X Síntese proteica
Endereçamento de Proteínas
Endereçamento de Proteínas