Aula_de_Proteinas_3

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As globinas constituem um bom exemplo para se compreender as relações entre a estrutura e a função das proteínas
A Hemoglobina é um tetrâmero formada por 2 tipos de globinas: a e b
Max Perutz e John Kendrew resolveram a estrutura 3D da hemoglobina em 1959
A mioglobina da baleia cachalote é uma proteína monomérica de 153 aminoácidos composta por 7 segmentos de a-hélice. As porções da cadeia polipeptídica entre segmentos de a-hélice são chamados cotovelos. As globinas apresentam um bolsão (fenda) hidrofóbico no qual se aloja o grupo prostético heme.
Estrutura 3D do esqueleto covalente da mioglobina
Comparação das seqüências de aminoácidos da mioglobina (Mb, 153 aa) e das globinas a (Hba, 141 aa) e b (Hbb, 146 aa) da hemoglobina de cavalo 
Observe que o grau de identidade da sequência entre as três globinas é relativamente baixo, da ordem de 20% (27 resíduos).
Comparação das estruturas 3D das globinas a e b da hemoglobina e mioglobina
Observe a semelhança estrutural das 3 globinas, formadas por 7 segmentos de a-hélice que delimitam uma fenda, na qual se localiza o heme.
Considerando: 
que a seqüencia de aminoácidos é o que determina a estrutura 3D de uma proteína, 
e o baixo grau de identidade das 3 sequëncias globínicas, 
Como se explica o fato delas possuírem estrutura 3D tão semelhantes ?
 Nas globinas, o Fe2+ faz 6 ligações de coordenação: 4 ligações planares com os nitrogênios dos anéis da protoporfirina, e 2 perpendiculares ao plano do heme. A 5ª. ligação é permanentemente ocupada com um dos N da histidina. A sexta coordenação pode ser ocupada pelo oxigênio, ou pela histidina nas globinas desoxigenadas.
A curva de saturação com O2 mostra diferenças importantes na afinidade da hemoglobina e da mioglobina pelo oxigênio
A curva de saturação descreve a percentagem de moléculas carregando O2 (eixo y) à medida que se aumenta a pressão parcial do gás (pO2, eixo x).
Por que a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio é menor do que a da mioglobina, se as proteínas possuem as estruturas 3D de suas cadeias globínicas tão semelhantes ?
Quais são os mecanismos que fazem a afinidade da hemoglobina variar conforme o grau de saturação em O2 ? Por que isso não ocorre com a miglobina ? 
A hemoglobina passa por várias alterações conformacionais na transição do estado desoxigenado para oxigenado.
No estado oxigenado, a cavidade central do tetrâmero diminui.
Vários “loops” se movem.
As alterações conformacionais que ocorrem nas cadeias globínicas da hemoglobina na transição oxigenação-desoxigenação são transmitidas de uma cadeia a outra, através de contatos nas interfaces das subunidades.
Isso significa que quando uma cadeia passa do estado oxigenado para o desoxigenado, as alterações conformacionais que essa molécula sofre são “sentidas” pelas cadeias vizinhas. Essas, por sua vez, respondem com uma diminuição de sua afinidade pelo oxigênio, facilitando a desoxigenação da hemoglobina.
A cooperatividade na transição oxigenação-desoxigenação da hemoglobina é a causa de sua curva de saturação ter aspecto sigmóide, e uma das razões da afinidade variável da hemoglobina pelo oxigênio. 
O efeito Bohr é a modulação da afinidade da Hb por O2 pelo pH do meio, facilitando a desoxigenação da Hb a nível tecidual.
O sangue venoso é mais ácido do que o arterial, pela presença de CO2 vindo dos tecidos. Esse forma ácido carbônico H2CO3, que se dissocia liberando H+ para o meio.
Vários mecanismos regulam a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio, e o efeito Bohr é um dos mais importantes em termos fisiológicos.
Para a mesma pO2, a saturação da Hb diminui de 45% em pH 7,6 para 22% em pH 7,2.
Transporte de CO2
a) 7% dissolvido no plasma
2) 70% na forma de HCO3-
3) 23% ligado à hemoglobina (Hb-CO2)
Para entender o efeito Bohr, vamos ver como se dão as trocas de gases na Hb e suas propriedades de tampão.
pO2 – 25 a 40 torr
Para entender o efeito Bohr , vamos ver como se dão as trocas de gases na Hb e suas propriedades de tampão.
pO2 – 25 a 40 torr
Para entender o efeito Bohr , vamos ver como se dão as trocas de gases na Hb e suas propriedades de tampão.
pO2 – 100 torr
Aumento da [H+] (diminuição do pH) faz a curva desviar para direita (menor afinidade O2-Hb), O2 é liberado mais facilmente.
Efeito Bohr
Desvios na curva de saturação da hemoglobina decorrentes de variações de pH
O 2,3-bisfosfoglicerato é um regulador alostérico negativo da hemoglobina.
Na oxi-hemoglobina a cavidade central é menor, expulsando o 2,3-BPG e aumentando a afinidade da molécula por O2. A mudança conformacional que ocorre na primeira desoxigenação torna essa cavidade maior na desoxi-hemoglobina, possibilitando a ligação do 2,3-PBG. 
A regulação da afinidade da hemoglobina pelo O2 é um somatório do efeito Bohr e do 2,3-bisfosfoglicerato.