4 Proteínas Função

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Moléculas mais abundantes e funcionalmente 
diversas nos sistemas biológicos. 
 
Funções: 
 enzimática 
 sustentação 
 transporte 
 defesa 
 comunicação 
 regulação 
Proteínas - Funções 
Envolvidas em 
processos vitais 
 
TÓPICO: Proteínas – Função 
 
Proteínas fibrosas 
 
 
Proteínas globulares 
 
Proteínas Fibrosas 
Função Estrutural 
Colágeno 
Encontrado nos tecidos como cartilagens, matriz orgânica dos 
ossos e a córnea dos olhos. 
Existem diversos tipos de colágeno nos vertebrados 
 
Usualmente eles contém em torno de: 
35% Gly, 11% Ala e 21% Pro e HyPro 
O colágeno evoluiu para garantir força. 
Tríplice hélice do colágeno 
Hélice do colágeno 
estrutura secundária 
única (3aas por volta- 
sentido anti-horário). 
Tríplice hélice do colágeno 
Hélice do colágeno 
estrutura secundária 
única (3aas por volta- 
sentido anti-horário). 
Hidroxilação de resíduos de prolina 
A Hidroxiprolina é 
importante para estabilizar 
a estrutura tripla-hélice do 
colágeno, pois maximiza a 
formação de ligações de 
hidrogênio 
Formação de ligações covalentes cruzadas 
A lisina e hidroxilisina é importante para 
formação de ligações covalentes cruzadas 
Colágeno 
 Conformação helicoidal típica: composição peculiar 
em aa: alto conteúdo de glicina, prolina e 
hidroxiprolina. 
 Regularidade na estrutura primária. 
 Frequente a sequências: 
 glicina – X – prolina 
 glicina – X – 4-hidroxiprolina. 
 Essas características permitem uma associação 
íntima entre 3 cadeias, que formam uma hélice tripla: 
o tropocolágeno; 
 
Colágeno 
 Tropocolágeno associam-se: fibrilas de colágeno 
estabilizadas por ligações covalentes entre as 
cadeias componentes do tropocolágeno e entre 
moléculas de tropocolágeno adjacentes. 
 
Proteínas – Função 
 
Ligação reversível de uma proteína a um ligante: 
 
 
Proteínas de ligação ao oxigênio 
 Mioglobina 
 Hemoglobina 
 
 
 
Estas duas proteínas ilustram quase todos os aspectos do 
mais central dos processos bioquímicos; a interação 
reversível proteína ligante. 
Ligante uma molécula que interage 
 reversivelmente com uma proteína 
 
Sítio de ligação região da proteína que interage com o 
 ligante, que é complementar a ele em 
 tamanho, forma, carga e caráter 
 hidrofílico ou hidrofóbico. 
 
 
Encaixe induzido adaptação estrutural que ocorre entre a 
 proteína e o ligante acopladas a uma 
 mudança de conformação da proteína que 
 torna o sítio de ligação mais 
 complementar ao ligante, permitindo 
 interação mais firme. 
Proteínas Globulares 
Hemoglobina 
 Mioglobina 
Pulmões 
Mioglobina 
Artérias Veias 
Tecidos 
pO2 - 1 atm = 150-160 mmHg 
 
pO2max sangue arterial - 100 mmHg 
 
 
0,13 mmol/L de O2 dissolvido 
 
Solubilidade limitada em solventes 
aquosos 
 
 Hemoglobina – aumento de ~60X 
do conteúdo de O2 no sangue (8,6 
mmol/L) 
 
Mioglobina - armazenamento 
Grupo prostético: 
 
Heme 
 
Algumas proteínas contêm componentes químicos 
(grupos prostéticos) associados permanentemente aos 
aas 
 
Grupo prostético: parte não aminoacídica de uma 
proteína conjugada 
Hp
Sticky Note
grupo prostético é uma parte da proteína que não é feita de aminoácidos, como lipídios e carboidratos
Heme 
Hp
Sticky Note
grupo prostéticos da hemoglobina é o heme
Hp
Sticky Note
4 Anéis porfirínicos
 Incorporado durante a síntese de proteínas 
 
 Estabilizado por resíduos hidrofóbicos encontrados no interior da 
proteína – previne a oxidação de Fe2+ a Fe3+ 
 
 Fe3+ não reage com O2 
 
 O ferro faz normalmente ligações com 6 átomos: 
 
 4 átomos de N no anel porfirina 
 
 2 histidinas presentes no sitio de ligação do heme. 
 
 
Heme 
Além do O2, outras moléculas podem se ligar ao grupo heme: 
CO, NO e H2S 
A afinidade destes compostos é muito maior do que o O2. 
Mioglobina 
 
75% -hélice 
155 aa 
~ 17 kDa 
 8 -hélices (A-H) 
 
Hp
Sticky Note
Só é encontrada no musculo e sua função é aumentar a difusão no oxigênio no musculo, pois a hemoglobina não difunde no musculo e o gás não difunde muito bem, e como musculo precisa de oxigênio rápido precisa dessa mioglobina.nullos animais marinhos possuem muito mais que a gente por isso que eles podem ficar um tempo maior que nos sem respirar
http://cwx.prenhall.com/horton/medialib/media_portfolio/text_images/FG04_44.JPG 
Histidina 
distal 
Histidina 
proximal 
Proteínas – Mioglobina 
 
Ligação do oxigênio a Mioglobina 
Mioglobina - Curva de Ligação ao oxigênio 
 Kd é igual a [L] necessária para ligar metade dos sítios de ligação 
te
ci
d
o
s 
ar
te
ri
al
 p
re
ss
u
re
 
pO2 (pressão parcial de O2) 
20 100 
Sa
tu
ra
çã
o
 d
e 
O
2
 
100 
50 
2.8 
menor Kd  maior afinidade 
 
P + L ⇄ PL 
Hp
Sticky Note
A pressão no musculo chega a 20mmHg/dL por isso que existe a hemoglobina, pois a miogloblina saturaria bem no pulmão mas não conseguiria liberar a quantidade nescessaria pra sobrevivencia do musculo.
Curva de ligação do oxigênio a mioglobina 
Θ = Fração de mioglobina ligada ao oxigênio 
Função da mioglobina 
Sua principal função fisiológica é facilitar o 
transporte de oxigênio nos músculos. 
 
A mioglobina aumenta a solubilidade efetiva 
do O2 no músculo, atuando como um 
carregador /descarregador molecular para 
aumentar a velocidade de difusão do O2. 
Função da mioglobina 
Função de armazenar O2: Importante nos 
mamíferos aquáticos. 
 
Nesses animais, a concentração de 
mioglobina nos músculos é aproximadamente 
10x maior do que nos mamíferos terrestres. 
Proteínas – Hemoglobina 
 
4 cadeias polipeptídicas - ~ 140 aa - 8 -hélices (A-H) 
 
 proteína tetramérica 
 
 estrutura quaternária α2β2 
 
 um grupamento heme por 
monômero 
Hemoglobina 
Função fisiologicamente específica 
 transporte de O2 
Sistema sofisticado de transporte de O2 
fornece a quantidade adequada de O2 aos tecidos 
Proteínas – Hemoglobina 
Estrutura Quaternária 
2 subunidades alfa e 2 beta 
(141 aa - alfa, 146 aa – beta) 
2 heterodímeros 
Subunidade Beta 
(8 alfa hélices) 
Estrutura Terciária 
Alfa hélice 
Estrutura Secundária 
Pulmões 
Mioglobina 
Artérias Veias 
Tecidos 
Deve ligar o oxigênio nos 
pulmões e liberá-lo nos tecidos 
Transição de um estado de 
baixa afinidade (estado T) 
para alta afinidade (estado R) 
ao O2 
Liga oxigênio de forma 
cooperativa e alostérica 
Hemoglobina 
Hp
Sticky Note
T=tenso nullé tenso pois forma pontes salidas que estabilizam ele.
Hp
Sticky Note
R=relaxado
Transição de um estado de baixa afinidade ao O2 
(estado T) para um de alta afinidade (estado R) 
Hemoglobina no estado T (Hb-T): A Hb-T é estabilizada 
por pontes salinas e é mais estável quando o O2 não 
está ligado 
 
A ligação do O2 em Hb-T promove a mudança de Hb-T 
para o estado R (Hb-R) 
 
As mudanças de conformação entre os estados T e R, 
mediadas por interações subunidades-sub-unidades 
dão origem a uma forma de alosterismo denominada 
ligação cooperativa 
Transição Hb-T para Hb-R 
Hp
Sticky Note
Alosterismo ligação de uma substancia, que qaudno se liga modifica a conformação de outro sitio, pode ser para bem ou para mal, pode ajudarf ou atrapalhar a proxima ligação e por isso ligaçãocooperativa quando essa modificação é possitiva e via facilitar a ligação do proximo sitio
A hemoglobina liga 
o oxigênio com 
afinidade crescente 
Curva Central 
Sigmóide 
 
Descreve a ligação 
da Hb ao oxigênio 
Cooperatividade Positiva – Proteína Alostérica 
Ligação cooperatividade do O2 a Hb resulta em uma curva 
sigmoide 
Hp
Sticky Note
Nessa curva sigmoide no tecido o oxigenio libera 40% do que chega no tecido para o tecido, os outros 60% voltam carregados de oxigenio pro pulmão onde satura a 95% mais ou menos para poider voltar ao tecido e esses 40% nos mantem vivos
Fatores que interferem na ligação do 
oxigênio a hemoglobina 
A Hb se liga ao H+ e CO2 e em ambos os casos a ligação 
resulta em formação de pares de íons que estabilizam o 
estado T e enfraquecem a ligação com O2 
A ligação de H+ e CO2 na Hb nos tecidos promove a liberação 
de O2 e a ligação de O2 nos pulmões promove a liberação de 
H+ e CO2 
Efeito Bohr 
Hp
Sticky Note
CO2 +H20=H2CO3nullnullH2CO3=H*+HCO3-
Efeito Bohr 
Efeito Bohr 
Hp
Sticky Note
Quanto mais acido o pH mais precisa de uma concentração maior de oxigenio para saturar de do proprio oxigenio pois ele esta protonado por causa do bicarbonato de sodio que que é formado pelo gascarbono que em meio aquoso vira bicarbonato, se ligando a hemoglobina
Efeito Bohr desempenha importantes funções 
 
No eritrócito, a enzima anidrase carbônica acelera essa reação. 
Então, a maior parte do CO2 é transportado no sangue na forma 
de bicarbonato. 
O2  pulmões para os tecidos 
CO2  difunde-se dos tecidos para os capilares e pulmões 
O CO2 dissolvido transforma-se lentamente em bicarbonato (HCO3
-) 
CO2 + H2O  H
+ + HCO3
- 
 O aumento da concentração de H+ altera a curva de saturação de O2 
da Hemoglobina 
 
 Cadeias laterais da His122 e His146 
 
 Protonados no estado T  ligações salinas  estabiliza o estado T 
Pulmões (  pO2) 
 
Tecidos Periféricos (  pH) 
 
Efeito Bohr 
HbO2 + H
+  HBH+ + O2 
oxihemoglobina deoxihemoglobina 
2,3-bifosfoglicerato 
Efetores alostéricos da Hemoglobina 
Hp
Sticky Note
Se liga na hemoblobina no estando T"enso" e deixa o estado T mais estavel ficando mais dificil ter ligação da hemoglobina com o oxigenio
pO2 nos 
tecidos 
pO2 nos 
pulmões 
(4500m) 
pO2 nos pulmões 
(ao nível do mar) 
Efeito da ligação 
de 2,3 BPG na Hb 
Hp
Sticky Note
Aquantidade de 2,3BFG é produzido no nosso corpo e a quantridade varia de acordo com a altitude que a pessoa mora em relação ao mar.null
Sangue de indivíduos 
adaptados a grandes 
altitudes tem maior 
concentração de 2,3BPG 
Hp
Sticky Note
quanto maior 2,3-BFG por mais que a pessoa não sature tanto suas hemoglobinas como uma pessoa ao nivel do mar, uma pessoa ao nivel do mar tem de 55% a 60% de hemoblobinas que enquanto uma pessoa com mais 2,3-BFG essa hemoglobina inalterada que volta ao pulmão com oxigenio é menor por vollta de 45% a 50%, por isso que consegue liberar mais ao tecido e compensar a baixa saturação pela altitude
Liga-se fortemente a desoxi-Hb e fracamente a oxi-Hb 
 
Liga-se ao bolsão existente entre as cadeias β da Hb 
 
Assim, a presença do BPG nos eritrócitos reduz a 
afinidade da Hb pelo O2 por mantê-la na sua forma T 
Efeito da ligação de 2,3 BPG na Hb 
Efeito da ligação de 2,3 BPG na Hb 
Estado T Estado R 
Grupos R carregados 
positivamente 
2,3-BFG 
Efeito da ligação de 2,3 BPG na Hb 
Na transição T  R, as duas subunidades β se 
aproximam, estreitando a concavidade central, e 
expulsando o BPG; 
 
Portanto, estabiliza a conformação T da Hb pela 
ligação cruzada de suas subunidades β; 
 
2,3 BPG desloca o equilíbrio R  T, reduzindo a 
afinidade da Hb pelo O2. 
Efeito da ligação de 2,3 BPG na Hb 
2,3 BPG – função fisiológica indispensável 
 No sangue arterial (pO2 = 100 mmHg) a Hb está 95% 
saturada com O2; 
 
 No sangue venoso (pO2 = 30 mmHg) a Hb está 55% 
saturada; 
 
 Então, ao passar pelos capilares, a Hb descarrega 
cerca de 40% de O2; 
2,3 BPG – função fisiológica indispensável 
 Na ausência de BPG, somente pequena parte do O2 
seria liberado, devido ao aumento da afinidade; 
 
 O BPG exerce um papel importante na adaptação às 
grandes altitudes; 
 
 A Hb fetal (α2γ2) tem baixa afinidade pelo BPG. 
Substituição na Hb fetal (His adulto Ser fetal) 
 ligação mais fraca do BPG na Hb fetal 
Hp
Sticky Note
hemoglobina fetal tem maior afinidade pelo oxigénio que a hemoglobina da mãe e funciona como um tecido, ou seja, a hemoglogina da maE passa para a hemoglobina do feto, nesse caso chega para o feto com 60% de saturação, mas como tem mais afinidade pelo oxigigenio pois nao tem 2,3BPG por isso tem maior afinidade que a hemoglobina normal e consegue sobreviver na placenta
 A Afinidade do CO pelo heme é 250 x maior que a do O2 
 
 CO - O2 
 
 CO – Estado R 
 
 t1/2 = 4-5 hr – ligação irreversível – níveis tóxicos de 
carboxihemoglobina 
 
 Terapia Hiperbárica 
 
 
Efeito da ligação de CO na Hb 
pO
2 
tecidos 
pO2 
Pulmões 
pO2 
tecidos 
Anêmico 
Curva de ligação de O2 
Anemia Falsiforme 
Desordem genética caracterizada por mutação 
no cromossomo 11 
Substituição do ácido glutâmico por valina na 
posição 6 da cadeia beta 
Polimerização  formação de 
fibras insolúveis 
pH celular 
Afoiçamento 
[Hb] intracelular 
Anemia crônica 
HEMOGLOBINA 
Hemoglobina normal 
e falsiforme 
Eritrócitos normais 
e falsiformes 
Anemia Falsiforme 
Formação de fibras insolúveis 
1) A estrutura primária do colágeno é composta por muitas prolinas e 
glicinas. Qual é a função destes dois aminoácidos na estrutura desta 
proteína? 
 
 
2) O colágeno apresenta na sua composição aminoácidos que são 
modificados após a tradução. Quais são esses aminoácidos? Por quê 
eles são importantes? 
 
 
3) Qual é a relação do ácido ascórbico com um desses aminoácidos 
modificados? 
 
 
 
Questões: colágeno 
Hp
Sticky Note
Ajuda a fazer uma "curva" na estrutura linear do colágeno, POIS O COLAGENO TEM UMA ESTRUTURA HELICE AO CONTRARIO.
Hp
Sticky Note
da prolina hidroxilisada pra hidroxiprolina com cofator ferro e acido ascorbico ou a reação não acontecem.nullLisina hidroxilada em hidroxilisinanullImportante praformar a conformação e as ligações entre fibras de colageno que da maior resistencia a fibra.
Hp
Sticky Note
Precisa do ac. ascorb. para reduzir o fe em fe +2 e formar a hidroxiprolina
Questões: Proteínas carreadoras de oxigênio 
 
I) Por que é importante existir proteínas carreadoras de oxigênio? 
 
II) Qual é o grupo prostético das proteínas carreadoras de oxigênio e 
qual é a função dele? 
 
III) Qual é a função fisiológica da hemoglobina? (inclua os termos: 
tecidos periféricos e pulmões na sua resposta) 
 
IV) Como é chamada a ligação do oxigênio à hemoglobina? 
 
V) A mioglobina poderia substituir a função da hemoglobina no corpo 
humano? Justifique sua resposta 
Hp
Sticky Note
pois o oxigênio é pouco soluvel na agua e precisava de transporte mais eficiente pra chegar ao seu destino
Hp
Sticky Note
grupamento hemenullfunção de ligar a parte hidrofobica dessas proteinas carregadoras ao oxigênio
Hp
Sticky Note
carregamento de oxigenio dos pulmoes aos tecidos perifericos
Hp
Sticky Note
ligaçao coperativa alostérica
Hp
Sticky Note
Não, pois a mioglobina só transporta uma molecula de oxigenioenquanto a hemoglobina carrega 4 moleculas de oxigenio de uma só vez, e para fazer a mesma função.nullea pressão nos tecidos nao seria suficiente para que a mioglobina liberasse o oxigenio nos musculos na quantidade necessaria
Sobre o Efeito Bohr responda: 
 
 
I) Com base no esquema abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
a) O que ocorrerá com a concentração de oxihemoglobina caso o pH 
abaixe? 
 
 
b) O que ocorrerá com a concentração de deoxihemoglobina caso a 
concentração de oxigênio aumente? 
 
 
[HbO2] + [H
+]  [HbH+] + [O2] 
oxihemoglobina deoxihemoglobina 
Hp
Sticky Note
a concentração da oxihemoglobina vai diminuir se pH diminuir pois pH acido protona a hemoglobina e isso torna ela mais estavel sem a hemoglobina e tende a ter menos afinidade pelo O2 
Hp
Sticky Note
se os niveis de oxigenio aumentarem a deoxihemoglobina diminui sua concentração
 
II) Com base no esquema a baixo: 
 
 CO2 + H2O  H
+ + HCO3
- 
 
a) Qual é a principal forma de transporte de gás carbônico no 
sangue? 
 
 
b) Qual é a enzima responsável pela aumento de 10.000 vezes na 
velocidade da reação apresentada no esquema ? 
 
 
 
 c) Qual é o efeito na afinidade da hemoglobina ao oxigênio 
provocado pelo aumento da concentração de gás carbônico no 
sangue ? 
(inclua na sua resposta os termos: hemoglobina T, anidrase 
carbônica, transporte de CO2 no sangue, carbaminação e pH) 
Hp
Sticky Note
na forma de bicarbonato dentro da hemoglobina
Hp
Sticky Note
anidrase carbonica
Hp
Sticky Note
O aumento de gas carbonico no sangue acontece devido a uma enzima encontrado dentro da hemoglobina chamada anidrase carbonica que transforma o CO2 no sangua na forma de bicarbonato de sodio que aumenta o pHa hemoglobina quando não esta ligada ao oxigenio fica no estado conformacional T por causa da carbaminação de cadeias beta
Qual é o efeito na afinidade da hemoglobina ao oxigênio 
provocado pela ligação do 2,3-bifosfoglicerato à hemoglobina? 
(inclua na sua resposta: estabilização da estrutura) 
Hp
Sticky Note
o 2,3 BFG estabiliza a estrutura T da hemoglobina e diminui a afinidade do oxigenio pela hemoglobina