Estrutura de Proteínas

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Faculdade	
  Maurício	
  de	
  Nassau	
  
Disciplina	
  de	
  Bioquímica	
  
Prof:	
  Thiago	
  lima	
  
PROTEÍNAS	
  
	
  	
  Proteínas	
  
•  Quatro	
  níveis	
  de	
  estrutura	
  de	
  proteínas	
  
costumam	
  ser	
  definidos.	
  
-­‐  Estrutura	
  Primária:	
  Todas	
  as	
  ligações	
  covalentes	
  
(sequência	
  de	
  res-­‐AA)	
  
-­‐  Estrutura	
  Secundária:	
  Refere-­‐se	
  a	
  arranjos	
  de	
  AA,	
  
dando	
  origem	
  a	
  padrões	
  recorrentes.	
  
-­‐  Estrutura	
  Terciária:	
  Descreve	
  todos	
  os	
  aspectos	
  
do	
  dobramento	
  tridimensional	
  de	
  um	
  
polipepIdeo	
  
-­‐  Estrutura	
  Quartenária:	
  organização	
  espacial	
  de	
  
duas	
  ou	
  mais	
  cadeias	
  polipepIdicas	
  
	
  	
  Proteínas	
  	
  
•  Estrutura	
  Primária	
  
-­‐  Cada	
  Opo	
  de	
  proteína	
  possui	
  uma	
  estrutura	
  
tridimensional	
  única	
  
-­‐  Cada	
  Opo	
  de	
  proteína	
  possui	
  uma	
  sequência	
  
única	
  de	
  AA	
  
-­‐  Doenças	
  genéOcas	
  e	
  proteínas	
  defeituosas	
  
Anemia	
  falciforme	
  
Distrofia	
  Muscular	
  de	
  Duchenne	
  
-­‐	
  Proteínas	
  semelhantes	
  em	
  diferente	
  espécies	
  
	
  	
  Proteínas	
  
A	
  sequência	
  de	
  AA	
  é	
  absolutamente	
  fixa	
  ou	
  
invariável,	
  para	
  uma	
  proteína	
  em	
  parOcular?	
  
-­‐  EsOma-­‐se	
  que	
  20	
  a	
  30%	
  sejam	
  polimórficas	
  
-­‐  Possui	
  pouco	
  ou	
  nenhum	
  efeito	
  
-­‐  Algumas	
  regiões	
  podem	
  variar	
  
-­‐  A	
  maioria	
  das	
  Proteínas	
  contém	
  regiões	
  críOcas	
  
-­‐  A	
  fração	
  da	
  sequencia	
  críOca	
  varia	
  de	
  proteína	
  
para	
  proteína	
  	
  
	
  	
  Proteínas	
  	
  
•  Estrutura	
  tridimensional	
  de	
  proteínas	
  
-­‐  O	
  arranjo	
  espacial	
  dos	
  átomos	
  em	
  uma	
  proteína	
  
é	
  chamado	
  de	
  conformação	
  
-­‐  Uma	
  mudança	
  conformacional	
  pode	
  ocorrer	
  
-­‐  Uma	
  ou	
  poucas	
  conformações	
  predominam	
  em	
  
condições	
  biológicas	
  	
  
-­‐  As	
  conformações	
  que	
  existem	
  sob	
  dadas	
  
condições	
  são,	
  normalmente,	
  aquelas	
  mais	
  
estáveis	
  
-­‐  Proteínas	
  NaOvas	
  
	
  	
  Proteínas	
  
-­‐  Estabilidade:	
  tendência	
  a	
  manter	
  a	
  conformação	
  naOva	
  
-­‐  As	
  interações	
  fracas	
  são	
  importantes	
  para	
  o	
  
dobramento	
  das	
  cadeias	
  polipepIdicas.	
  
-­‐  As	
  ligações	
  dissulfeto	
  são	
  fortes,	
  mas	
  não	
  estão	
  
presentes	
  em	
  todas	
  as	
  células.	
  
-­‐  Lig.	
  Dissulfeto	
  são	
  claramente	
  mais	
  forte	
  do	
  que	
  uma	
  
interação	
  fracas.	
  	
  
-­‐  Lig.dissulfeto	
  <	
  Interações	
  fracas	
  
-­‐  Quanto	
  maior	
  o	
  número	
  de	
  interações	
  fracas	
  maior	
  é	
  a	
  
estabilidade	
  da	
  proteína	
  
	
  	
  Proteínas	
  
-­‐  As	
  interações	
  hidrofóbicas	
  geralmente	
  
predominam	
  	
  
-­‐  As	
  ligacões	
  de	
  hidrogênio	
  parecem	
  contribuir	
  
pouco	
  para	
  a	
  estabilidade	
  de	
  uma	
  estrutura	
  
naOva	
  
	
  	
  Proteínas	
  
	
  	
  Proteínas	
  
•  Resumindo:	
  
(1)	
  Resíduos	
  hidrofóbicos	
  estão	
  basicamente	
  
escondidos	
  no	
  interior	
  da	
  proteína,	
  longe	
  da	
  
água	
  (2)	
  O	
  número	
  de	
  Lig	
  de	
  hidrogênio	
  dentro	
  
da	
  proteína	
  é	
  maximizado,	
  reduzindo	
  assim	
  o	
  
número	
  de	
  grupos	
  capazes	
  de	
  fazer	
  ligações	
  de	
  
hidrogênio	
  e	
  grupos	
  iônicos	
  que	
  não	
  estão	
  
adequadamente	
  pareados.	
  
	
  	
  Proteínas	
  
Estrutura	
  Secundária	
  
-­‐  Se	
  refere	
  a	
  qualquer	
  segmento	
  de	
  uma	
  cadeia	
  
polipepIdica	
  e	
  descreve	
  o	
  arranjo	
  espacial	
  de	
  
seus	
  átomos	
  na	
  cadeia	
  principal,	
  sem	
  
considerar	
  a	
  conformação	
  de	
  suas	
  cadeias	
  
laterais	
  ou	
  sua	
  relação	
  com	
  outros	
  segmentos.	
  
-­‐  Hélices	
  α	
  /	
  Conformações	
  β	
  /	
  Volta	
  β	
  
	
  
	
  	
  Proteínas	
  
Estrutura	
  Secundária	
  
-­‐  Helice	
  α	
  
O	
  Arranjo	
  mais	
  simples	
  que	
  a	
  cadeia	
  
polipepIdica	
  pode	
  assumir,	
  dada	
  a	
  rigidez	
  de	
  
suas	
  ligações	
  pepIdicas	
  (	
  mas	
  também	
  a	
  livre	
  
rotação	
  em	
  torno	
  das	
  demais	
  ligações	
  simples),	
  
é	
  uma	
  estrutura	
  helicoidal,	
  chamada	
  de	
  Helice	
  α	
  
	
  	
  Proteínas	
  
Estrutura	
  Secundária	
  
-­‐  De	
  forma	
  geral,	
  cerca	
  de	
  ¼	
  de	
  todos	
  os	
  resíduos	
  
de	
  aminoácidos	
  das	
  proteínas	
  é	
  encontrado	
  em	
  
hélices	
  α	
  
-­‐  A	
  hélice	
  é	
  a	
  estrutura	
  predominante	
  nas	
  	
  
	
  	
  	
  	
  α-­‐	
  queraOnas	
  	
  
-­‐  As	
  hélices	
  α	
  se	
  formam	
  mais	
  facilmente	
  do	
  que	
  
qualquer	
  outra	
  conformação	
  
-­‐  Em	
  todas	
  as	
  proteínas,	
  a	
  torção	
  da	
  hélice	
  α	
  é	
  para	
  
o	
  lado	
  direito	
  	
  
	
  
	
  	
  Proteínas	
  
Estrutura	
  Secundária	
  
-­‐  Conformação	
  β	
  
O	
  Esqueleto	
  da	
  cadeia	
  está	
  estendido	
  em	
  forma	
  
de	
  zigue	
  zague,	
  ao	
  invés	
  de	
  uma	
  estrutura	
  
helicoidal	
  
	
  	
  Proteínas	
  
Estrutura	
  Secundária	
  
-­‐  Voltas	
  β	
  
São	
  secções	
  da	
  sequência	
  que	
  se	
  ligam	
  aos	
  
outros	
  dois	
  Opos	
  de	
  estrutura	
  secundária	
  
	
  	
  Proteínas	
  
Estrutura	
  Terciária:	
  
	
  
-­‐	
  O	
  arranjo	
  tridimensional	
  de	
  todos	
  os	
  átomos	
  
de	
  uma	
  proteína	
  é	
  chamado	
  de	
  estrutura	
  
terciária	
  
	
  	
  Proteínas	
  
Estrutura	
  Quartenária:	
  
	
  
-­‐	
  Algumas	
  proteínas	
  contém	
  duas	
  ou	
  mais	
  
cadeias	
  polipepIdicas	
  disOntas,	
  ou	
  subunidades,	
  
que	
  podem	
  ser	
  idênOcas	
  ou	
  diferentes.	
  O	
  
arranjo	
  destas	
  subunidades	
  proteicas	
  em	
  
complexos	
  tridimensionais	
  consOtui	
  a	
  estrutura	
  
quartenária	
  
	
  	
  Proteínas	
  
Proteinas	
  Fibrosas	
  x	
  Proteínas	
  Globulares	
  
	
  
-­‐  As	
  proteínas	
  fibrosas,	
  em	
  geral,	
  são	
  formadas	
  
por	
  um	
  único	
  Opo	
  de	
  est.	
  secundária	
  e	
  sua	
  
estrutura	
  terciária	
  é	
  relaOvamente	
  simples	
  
-­‐  As	
  proteínas	
  globulares	
  normalmente	
  contêm	
  
diversos	
  Opos	
  de	
  estruturas	
  secundárias.	
  
-­‐  Os	
  dois	
  grupos	
  se	
  diferenciam	
  funcionalmente	
  
	
  	
  Proteínas	
  
Proteínas	
  Fibrosas	
  
-­‐  ComparOlham	
  propriedades	
  que	
  dão	
  força	
  e/
ou	
  flexibilidade	
  às	
  estruturas	
  nas	
  quais	
  
ocorrem	
  
-­‐  Todas	
  as	
  proteínas	
  fibrosas	
  são	
  insolúveis	
  em	
  
água,	
  uma	
  propriedade	
  conferida	
  pela	
  alta	
  
concentração	
  de	
  resíduos	
  de	
  AA	
  hidrofóbicos	
  
-­‐  Ex:	
  QueraOna,	
  colágeno..	
  
	
  	
  Proteínas	
  
Proteínas	
  Globulares:	
  
-­‐  Apresenta	
  uma	
  forma	
  mais	
  compacta	
  do	
  queas	
  proteínas	
  fibrosas	
  
-­‐  Apresentam	
  uma	
  diversidade	
  de	
  funções	
  
biológicas	
  
-­‐  Ex:	
  mioglobina	
  
	
  
	
  
	
  	
  Proteínas	
  
Desnaturação:	
  
-­‐  As	
  estruturas	
  celulares	
  evoluíram	
  para	
  atuar	
  em	
  
determinados	
  ambientes	
  celulares.	
  
-­‐  A	
  perda	
  da	
  estrutura	
  tridimensional	
  suficiente	
  
para	
  causar	
  a	
  perda	
  de	
  função	
  é	
  chamada	
  de	
  
desnaturação	
  
-­‐  A	
  maioria	
  das	
  proteínas	
  podem	
  ser	
  desnaturadas	
  
pelo	
  calor,	
  que	
  tem	
  efeitos	
  complexos	
  nas	
  fracas	
  
ligações	
  da	
  proteína	
  
-­‐  A	
  perda	
  de	
  estrutura	
  em	
  uma	
  parte	
  da	
  proteína	
  
desestabiliza	
  as	
  outras	
  partes	
  
	
  
	
  	
  Proteínas	
  
Desnaturação:	
  
-­‐  As	
  proteínas	
  podem	
  ser	
  desnaturadas	
  por	
  pHs	
  
extremos,	
  por	
  certos	
  solventes	
  orgânicos,	
  
detergente,	
  etc	
  
-­‐  Solventes	
  orgânicos,	
  detergentes	
  atuam	
  
principalmente,	
  rompendo	
  as	
  interações	
  
hidrofóbicas	
  que	
  mantêm	
  a	
  estabilidade	
  de	
  
proteínas	
  globulares.	
  
	
  
	
  	
  Proteínas	
  
Renaturação	
  
-­‐	
  Certas	
  proteínas	
  desnaturadas	
  por	
  
temperaturas,	
  extremos	
  de	
  pHs	
  ou	
  agentes	
  
desnaturantes	
  reassumem	
  suas	
  estruturas	
  
naOvas	
  e	
  suas	
  aOvidades	
  biológicas	
  se	
  
retornarem	
  às	
  condições	
  nas	
  quais	
  as	
  estruturas	
  
naOvas	
  são	
  estáveis