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23/11/2016
1
Bioquímica
Profa. Dra. Claudia Andrade
claudia.mb.andrade@gmail.com
23/11 Estrutura das proteínas e enzimas.
01/12 Enzimas e sua regulação. 
14/12 Estrutura de carboidratos e metabolismo do 
glicogênio e via glicolítica. 
22/12 Neoglicogênese e ciclo de Krebs. 
31/01 Metabolismo de lipídios (estrutura de lipídios, 
lipólise, β-oxidação e cetogênese). 
02/02 Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação 
oxidativa. 
Aulas de Bioquímica - UCI – 2016/2
Princípios de Bioquímica. Lehninger. Michael M. Cox, David L. Nelson. Editora 
Sarvier. 
Bioquímica Médica Básica de Marks - Uma Abordagem Clínica. Colleen Smith, 
Michael Lieberman, Allan D. Marks. 2ª Ed. Editora Artmed. 
Manual de Bioquímica com Correlações Clínicas. Thomas M. Devlin. Editora 
Blücher. 
Bioquímica. Donald Voet, Judith G. Voet. Editora Artmed. 
Bioquímica Combo Mary Campbell, Shawn O. Farrell. Editora Thomson Learning 
Harper : bioquímica ilustrada. Robert K. Murray. 29ª Ed. São Paulo: Atheneu
Bioquímica Ilustrada . Pamela C. Champe, Richard A. Harvey, Denise R. Ferrier. 
4ª Ed. Editora Artmed
Bioquímica básica. Anita Marzzoco, Bayardo Baptista Torres. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan.
Bibliografia Recomendada:
Estrutura de Proteínas
e 
Enzimas
23-novembro-2016
Qual a relação entre a 
estrutura de uma 
proteína com sua 
atividade biológica?
Polipeptídeo recentemente 
sintetizado 
Arranjo tridimensional específico
Biologicamente funcional 
23/11/2016
2
Aminoácidos PROTEICOS são determinados 
por códons específicos.
21 aminoácidos
Aminoácido:
Polipeptídeo
A ligação peptídica ocorre entre o grupo a-carboxila de um 
aminoácido e o grupo a-amino de outro aminoácido. 
um dipeptídeo
Aminoácido 1 Aminoácido 2
Proteínas são definidas como polímeros de AA
São compostos orgânicos de estrutura 
complexa e massa molecular elevada (Da)
23/11/2016
3
Proteínas 
Macromoléculas versáteis
Diversas funções metabólicas
Formação do citoesqueleto – forma e
integridade da célula
Filamentos de actina e miosina – contração
muscular
Transporte – oxigênio
Catálise enzimática – controle das vias
metabólicas
Receptores celulares – sinalização intracelular
Exemplos de funções que as proteínas exercem:
Sofrem alterações físicas que refletem a condição
do organismo e que mudulam a sua função:
Síntese e modificação pós-tradução
Degradação ou proteólise
Alternância entre estado ativo e inativo por ação
de moléculas regulatórias
Alvo para medicina molecular: identificar 
proteínas e/ou modificações nas mesmas cuja 
presença, ausência ou deficiência está associada 
a doenças ou estados fisiológicos específicos.
Proteoma x Proteômica
Conjunto de todas as proteínas 
expressas por uma célula em uma 
dada condição.
Estudo do proteoma de um célula ou 
tecido em condições específicas.
Estrutura primária: 
sequência linear dos 
aminoácidos unidos 
por ligações peptídicas 
Estrutura secundária: 
conformação local de 
alguns regiões da cadeia 
polipeptídica (α-hélice, 
β-pregueada) 
Estrutura terciária:
arranjo tridimensional da 
cadeia polipeptídica, 
interações entre 
aminoácidos mais 
distantes Estrutura 
quaternária: arranjo 
tridimensional de 
diferentes cadeias 
polipeptídicas 
Estrutura primária
As proteínas diferem entre si pelo
número, tipo e sequência dos
aminoácidos em suas estruturas.
O número de aminoácidos é muito variável 
de uma proteína para outra: 
• Insulina bovina: 51 aminoácidos
• Hemoglobina humana: 574 aminoácidos
• Glutamato desidrogenase: 8 300 
aminoácidos 
A sequência linear de 
aminoácidos de uma proteína
23/11/2016
4
Número diferente de AA e cadeias polipeptídicas Por convenção:
A extremidade amino livre da cadeia polipeptídica (N-terminal) é escrita à esquerda
E a extremidade carboxila livre (C-terminal), à direita.
Sequencia de aminoácidos pode ser usada para comparação entre 
proteínas de diferentes organismos 
Através da análise da sequencia dos aminoácidos de uma proteína pode-se 
avaliar a relação evolutiva entre as espécies. 
Importância da sequência de aminoácidos na função de
uma proteína
ANEMIA FALCIFORME
A substituição da base nitrogenada timina (T) por adenina (A)
ocasiona substituição do aminoácido ácido glutâmico por valina,
na posição seis da cadeia b da hemoglobina, promovendo
polimerização da hemoglobina S (HbS) e alteração na forma das
hemácias:
Hemólise
Vaso Oclusão
Início da formação da estrutura 
tridimensional que a proteína assume, 
devido a interação (pontes de 
hidrogênio) entre aminoácidos 
próximos uns dos outros.
Estrutura secundária
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5
O enovelamento é estabilizada por pontes de 
hidrogenio, entre os átomos de oxigênio das 
carbonilas e os átomos de hidrogênio das 
amidas envolvidas na ligação peptídica.
Existem várias proteínas biologicamente importantes que possuem este tipo de 
estrutura secundária: hemoglobina, a mioglobina, as queratinas.
Estrutura secundária
a-hélice
• É uma estrutura 
helicoidal, que consiste 
em um esqueleto 
polipeptídico em espiral 
e bem compacto, com as 
cadeias laterais dos 
aminoácidos 
estendendo-se para fora 
da hélice
Folha pregueada ou estrutura b
Na folha pregueada as cadeias polipeptídicas dispõem-se lateralmente (em 
paralelo) onde todos os componentes da ligação peptídica estão envolvidos com 
pontes de hidrogênio.
As cadeias laterais R dos aminoácidos voltam-se para cima ou para baixo do 
plano da folha
Estrutura secundária Comparação entre folha b e a hélice a
Nas folhas beta as pontes de hidrogênio são 
perpendiculares à cadeia polipeptídica.
Estrutura terciária
É a organização tridimensional da cadeia dobrada
As interações entre as cadeias 
laterais dos AA direcionam o 
dobramento para formar a 
estrutura compacta
A estrutura terciária
relaciona-se com os 
dobramentos da cadeia 
polipeptídica sobre ela 
mesma. 
É a conformação espacial 
da proteína
A forma das proteínas
(globulares e fibrosas)
está relacionada com sua 
estrutura terciária
A conformação nativa de uma proteína é favorecida pela 
termodinâmica: 
A proteína nativa é aquela mais favorecida do ponto de vista 
energético.
Proteínas auxiliares do dobramento: Chaperonas participam 
do processo de dobramento das outras proteínas 
Hsp70 (proteína de choque térmico de 70 kDa) liga 
sequências curtas de aa hidrofóbicos no polipeptídeo recém 
sintetizado e impede a agregação.
Hsp60 (chaperoninas) atua em conjunto com a hsp70 e age 
mais adiante no processo de dobramento.
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6
Proteína dissulfeto isomerase: facilita a formação de 
pontes dissulfeto entre cisteínas estabilizando a 
conformação nativa da proteína.
Considerando esses níveis de estrutura as proteínas podem ser 
classificadas em fibrosas e globulares 
FIBROSAS
Cadeias longas e folhas 
Tipo simples de estrutura 
secundária
Função – estrutural, suporte e 
proteção 
Caracterizadas por 
proporcionar resistência e 
flexibilidades às estruturas 
onde ocorrem
São pouco solúveis em água
Ex: queratina, colágeno
GLOBULARES
Cadeias esféricas ou globulares 
Diversos tipos de estrutura 
secundária 
Função – enzimas, reguladoras e de 
defesa 
Cadeia polipeptídica se dobra 
formando uma estrutura compacta -
diversas estruturas e funções
Grupos hidrofóbicos interior e 
hidrofílicos exterior – pontes H com a 
água - solúveis 
É a mais abundante proteína 
fibrosa: 
25% da massa corporal
Pró colágeno é hidroxilado 
principalmente em prolina e 
lisina, isto aumenta a 
capacidade de realizar pontesde hidrogênio e estabiliza a 
estrutura.
Deficiência de vitamina C e cobre prejudicam a formação da estrutura do 
colágeno resultando em menor hidroxilação e consequente instabilidade 
nas fibras: gengivas hemorrágicas e edemas 
Por exemplo a substituição de um resíduo de Gly por um de Cys ou Ser 
em cada cadeia alfa.
Impede a formação de sua estrutura helicoidal e compromete sua 
resistência elástica.
A osteogênese imperfeita: deficiência na formação de colágeno I 
levando a osteoporose grave – “ossos de vidro”.
A síndrome de Ehlers-Danlos é caracterizada por hiperelasticidade e 
hipermobilidade das articulações.
Algumas alterações genéticas podem resultar em 
modificações na estrutura do colágeno humano e podem 
resultar em manifestações clínicas
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7
Síndrome de Ehlers-Danlos: 
hiperelasticidade e hipermobilidade articular 
Proteínas Globulares
Estrutura espacial mais complexa, são mais ou 
menos esféricas. 
A grande maioria das proteínas biologicamente 
ativas são globulares, e sua atividade funcional é 
intrínseca a sua organização espacial. 
Constituída por 4 cadeias polipeptídicas.
Estrutura quaternária
HEMOGLOBINA
RUBISCO: 
Enzima mais abundante no planeta
Responsável pela fixação do CO2 na 
ribulose
8 cadeias pequenas 
8 cadeias grandes
FORÇAS NÃO COVALENTES
Pontes de H
-Aminoácidos polares
Ligações iônicas
- Aminoácidos carregados
Interações hidrofóbicas
-Aminoácidos apolares
Forças de Van der Waals
-Qualquer aminoácido
ProteínaProteína
NH
— CH2 — OH ... O — C — CH2 — CH2 —
2
ProteínaProteína
O
—CH
Ponte de Hidrogênio
Interações hidrofóbicas
e Forças de van der Waals 
2
CH—CH3
CH3 CH3
CH3 — CH — CH2 —
— CH — CH3 H3C — CH —
CH3 CH3
++—CH2—CH2—NH3 O
C —CH2—CH2—Ligação Iônica 
Tipos de interações que mantém a estrutura 
tridimensional de uma proteína 
Modificações Pós-traducionais
Muitas proteínas sofrem modificações após a sua síntese dentro 
da célula. 
Estas são provocadas por modificações químicas nas cadeias 
laterais de alguns resíduos de aminoácidos. 
As mais comuns são:
Fosforilação
Oxidação
Acilação
Glicosilação
Metilação
A modificação de cadeias 
laterais pode conferir 
propriedades específicas 
às proteínas tais como a 
capacidade de reconhecer 
outras moléculas ou de se 
integrar na membrana 
plasmática.
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8
Dobramento protéico
Resulta de interações entre as cadeias laterais dos AA 
para formar a estrutura tridimensional de proteínas 
funcionais
Dobramentos inadequados resultam na produção de 
uma proteína alterada com conformação citotóxica 
Estão associados a pelo menos 35 doenças 
humanas
Doença de Alzheimer: formação de proteínas amilóides 
neurotóxicas
Solúvel 
rica em 
alfa-
hélice
Rica em 
folha beta: 
favorece a 
agregação
http://www.alzheimermed.com.br/diagnostico/exames-laboratoriais
Doenças do príon
Encefalopatias espongiformes 
transmissíveis
São doenças neurodegenerativas fatais decorrente da 
deposição de agregados proteícos insolúvies resistentes 
a proteases nas células nervosas.
Em humanos: doença de Creutzfeldt-Jakob
No gado: doença da vaca louca
O prion patológico serve como molde para a 
transformação conformacional de proteína normal e por 
isto ocorre a transmissão sem o envolvimento do DNA.
Doença do príon: Doença da vaca louca:
Encefalopatia Espongiforme Bovina
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- Aumento de temperatura (cada 
proteína suporta certa temperatura 
máxima, se esse limite é ultrapassado 
ela desnatura): FEBRE
- Extremos de PH: ALCALOSE E ACIDOSE
Os fatores que causam a 
desnaturação
TEMPERATURA pH: ionização dos AA
forma básica forma ácida forma neutra
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Proteínas especializadas que catalisam/aceleram reações 
biológicas, atuando como Biocatalisadores
Enzimas Enzimas
Proteínas RNAs

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