Estrutura e Função das Proteínas

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PROTEÍNAS 
 
 
 As proteínas são substâncias sólidas, incolores, 
insolúveis em solventes orgânicos, algumas são 
solúveis em água, enquanto outras são solúveis ou em 
soluções aquosas diluídas de sais, ou em soluções 
aquosas de ácidos, ou em soluções aquosas de bases, 
produzindo sempre colóides. 
 
 Elas são essenciais para o funcionamento das células 
vivas e, juntamente com os glicídios e lipídios, 
constituem a alimentação básica dos animais. 
 
 No organismo humano, durante a digestão, elas se 
hidrolisam catalíticamente no estômago sob a ação da 
pepsina (suco gástrico) e da tripsina (suco pancreático) 
e no intestino (duodeno) sob a ação da erepsina. 
 Os 20 aa comumente encontrados nas proteínas  
Ligações peptídicas 
 
 Uma sequência linear dos aa ligados  informações para 
gerar moléculas proteícas com estrutura tridimensional única 
 
 Complexidade da estrutura  4 níveis de organização 
 PRIMÁRIO, SECUNDÁRIO, TERCIÁRIO, QUATERNÁRIO 
 
 Algumas sequências se repetiam em várias proteínas 
”regras” como as proteínas se organizam 
 As -hélices e -dobraduras  dobramento complexo dos domínios 
polipeptídicos 
Estrutura primária – a sequência de aa 
de uma proteína 
 Determinação da ordem dos aa da cadeia peptídica = 
experimentos (técnicas) 
 A compreensão da estrutura primária importante  
doenças genéticas (alteração da sequência- 
diagnóstico) 
 Ligações peptídicas 
SÍNTESE DE PROTEÍNAS 
7) Mutações no DNA podem acarretar problemas 
 
 Apesar do código genético ser degenerado, mutações podem levar a mudanças na 
seqüência de aminoácidos de uma proteína e por conseqüência ao mal funcionamento 
desta. 
 
 
 
ESTRUTURA SECUNDÁRIA DAS 
PROTEÍNAS 
 Estrutura tridimensional não-aleatória  aa 
ligam-se uns aos outros na sequência linear  
estrutura secundária (polipeptídeo) 
 
 -hélices 
 -dobraduras 
-Hélices , são variadas e bem 
conhecidas 
 É uma estrutura espiral  esqueleto peptídico central bem 
agrupado e espiralado  cadeias laterais do lado de fora do 
eixo central  evita interferência alostérica 
 Ex. Queratina: Prot. Fibrosa (S - S) – rigidez 
 Hemoglobina (Prot. Globular) – 80% -hélices 
 
1. Pontes de Hidrogênio (estabilizar a estrutura) 
2. Cada volta contém de 3 a 6 aa: assim de 3-4 aa distantes estão 
próximos 
3. Aminoácidos que rompem a hélice: 
 AA carregados - Glu, Asp, His ou Lisina 
 Aa com cadeias laterais volumosas - Tri 
 Aa com ramificação da cadeia  - Val e Leu 
 
-folhas - Outra forma de estrutura 
secundária 
 Todos os componentes das ligações peptídicas estão 
envolvidos nas pontes de hidrogênio 
 Superfícies parecem dobradas =  - dobraduras  flechas 
largas 
- curvaturas – formada por 4 aa ligados 
por pontes de hidrogênio 
 Conectam as -folhas antiparalelas 
Estruturas terciárias- formam a 
estrutura globular de uma proteína 
 Proteínas globulares em solução aquosa é 
compacta, alta densidade (bem agrupadas) de 
átomos no centro da molécula 
 
 Cadeias laterais HIDROFÓBICAS no interior e 
HIDROFÍLICOS na superfície externa. 
 
 As - hélices e -folhas= interação máxima para 
que a água não desestruture a molécula. 
Interações que estabilizam a 
ESTRUTURA TERCIÁRIA 
1. Pontes de dissulfetos – estabiliza a molécula evitando 
a desnaturação (-SH) 
 
2. Interações hidrofóbicas – Cadeias laterais apolares no 
interior da molécula peptídica onde se agrupa com 
outros aa hidrofóbicos. 
 
3. Pontes de Hidrogênio – existentes nas ligações 
peptídicas (grupos polares + meio aquoso = 
solubilidade 
 
4. Interações iônicas – Grupos carregados (-) COO- na 
cadeia lateral interagem com os grupos (+) NH3
+ 
Estrutura Quaternária 
 Sabe-se que as proteínas são constituídas de uma única 
cadeia polipeptídica = PROTEÍNA MONOMÉRICA 
 Outras consistem de 2 ou mais – iguais ou diferentes 
 2 SUBUNIDADES= diméricas 
 3 SUBUNIDADES= triméricas 
 4 OU MAIS SUBUNIDADES= multiméricas 
 
O arranjo das subunidades é denominado 
ESTRUTURA QUATERNÁRIA 
 
 São mantidas unidas por ligações:COVALENTES, PONTES DE 
HIDROGÊNIO E LIGAÇÕES IÔNICAS = hemoglobina 
Desnaturação Proteíca 
 Desdobramento e desorganização da estrutura 
da proteína, o que NÃO acompanha a hidrólise 
das ligações peptídicas. 
 
AGENTES: Calor, solventes orgânicos, agitação 
mecânica, ácidos ou bases fortes, detergentes e metais 
pesados 
A desnaturação PODE ser reversível – maioria não. 
Após a desnaturação as proteínas são insolúveis na 
água = precipitam 
Proteínas Globulares 
Se caso houver um arranjo dos elementos 
estruturais em diferentes combinações  
ddiversas proteínas com função 
especializada. 
 
Hemeproteínas globulares 
Proteínas estruturais fibrosas 
HEMEPROTEÍNAS GLOBULARES 
 Hemeproteínas – São grupos de proteínas 
especializadas que contém um grupo HEME 
como um grupo prostético ligado fortemente. 
Grupo Prostético – é uma coenzima fortemente ligada 
que não se dissocia da enzima 
 Papel do grupo HEME  pelo ambiente criado 
pela estrutura tridimensional depende da 
molécula e varia a sua função. 
Hemoglobina e mioglobina  duas hemeproteínas 
mais abundantes  liga-se ao oxigênio de maneira 
reversível 
ESTRUTURA E FUNÇÃO DA 
MIOGLOBINA 
 Mioglobina  HEMEPROTEÍNA (coração e músculos) → reservatório e 
transportador de O2 ( velocidade de transporte dentro da célula muscular) 
 
 Consiste em uma cadeia polipeptídica estruturalmente ~ cadeias de Hb 
 
1. Conteúdo de -hélices – 80% cadeias – 8 fitas 
 Pontes hidrogênio (Prolina) ou com -dobraduras + alças (PH + Lig. Iônicas) 
 
2. Localização dos aa polares e apolares 
 INTERIOR – aa apolares = interações hidrofóbicas 
 SUPERFÍCIES = aa polares = pontes de hidrogênio – H2O 
 
3. Ligação do grupo HEME 
- Situa-se em uma fenda na molécula cercado de aa apolares 
- 2 resíduos de Histidina: 
- Proximal – liga-se ao Fe diretamente 
- Distal – auxilia a estabilidade do Oxigênio ao Fe+2 
- Globina (proteína) – cria o ambiente O-Fe reversível 
FUNÇÃO E ESTRUTURA 
DA HEMOGLOBINA 
 Hemoglobina  encontrada principalmente nos eritrócitos  transporte de 
O2 (pulmões – capilares teciduais) 
 HbA (adultos) – quatro cadeias polipeptídicas (a2b2)  unidas não-
covalentes 
 Estrutura tetramérica - mais complexa que a MIOGLOBINA 
O2 (pulmões para os tecidos) e CO2 (tecidos para os pulmões) 
 
ESTRUTURA QUATERNÁRIA: 
 
 - Dois dímeros idênticos 1 1 e 2 2 
 - Duas cadeias polipeptídicas dentro do dímero = interação hidrofóbica 
(interação forte entre a   de cada dímero) + ligações iônicas e pontes de 
hidrogênio 
 - Há Ligações Polares entre os dímeros (capacidade de mover-se) 
LIGAÇÃO DO OXIGÊNIO: Mioglobina e 
Hemoglobina 
Mioglobina: liga-se - 1 O2 pois só contém 
1 HEME 
Hemoglobina: liga-se - 4 O2 pois contém 4 
HEME 
Grau de Saturação: y (varia de 0 a 100%) 
– cheio a vazio 
 
 
2. EFEITOS ALOSTÉRICOS 
Ligação do CO 
 A maioria do CO se liga ao Fe (reversível) da 
Hb 
Produzindo HbCO – monoxiemoglobina de 
carbono 
 
3. EFEITO BOHR 
1.  O2  pH ou Hb   CO2 ( diminui a 
afinidade pelo O2)  desloca a curva de 
dissociação a direita 
2.  pH ou pCO2  desloca a curva de 
dissociação a esquerda ( aumenta a 
afinidade pelo O2) 
 
3. EFEITO BOHR 
a. Fonte de prótons   pH 
 
 [ CO2 e H
+] capilares teciduais do que alvéolos 
( CO2) liberado na expiração 
 
CO2 + H2O → H2CO3  H
+ + HCO3
- 
 
 pH   Hb – O2