Aula 3 – Proteínas estrutura e função

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QBQ 102 – Bioquímica e Biologia 
Molecular 
Estrutura e função de proteínas 
 
Prof.ª Ana Maria Carmona Ribeiro 
Classes de Biomoléculas 
Proteínas 
Polissacarídeos 
Ácidos nucléicos 
Lipídeos 
Blocos Construtores 
O
O-
N
O
H
H OH
H
H
O
O
O
O
O
O
EXEMPLO 
hemoglobina 
RNA 
(ácido ribonucléico) 
celulose 
Triacilglicerol 
CLASSE 
Aminoácido 
nucleotídeo 
sacarídeo 
Ácido graxo 
(também glicerol e 
outros componentes) 
Macromoléculas Biológicas 
Macromolécula Polimerização Unidade 
construtora 
Função 
Proteínas Polímero linear Aminoácido Catálise 
Ácidos nucléicos Polímero linear Nucleotídeo Código genético 
Polissacarídeos Polímero 
linear/ramificado 
Monos- 
sacarídeos 
 Reserva de energia 
 Estruturas 
 Reconhecimento celular 
Lipídeos Não são polímeros Ácido graxo 
 e outros 
Forma membranas 
Biomoléculas informacionais 
DNA Proteina 
Exemplo de um peptídio 
• Um pentapeptídeo (Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu) 
 Serilgliciltirosilalanileucina 
 
Ligação peptídica 
Formas iônicas de um peptídeo 
• Alanilglicina 
protonado protonado 
desprotonado protonado 
desprotonado desprotonado 
pH muito ácido 
pH~1 
pH muito básico 
pH~11 
Ponto isoelétrico 
pH~6 
Estrutura e função de proteínas 
 
 
Importância biológica das proteínas: 
• 50% do peso seco das células 
• Fundamentais em todos os aspectos, estruturais e funcionais das 
células 
• Principais canais da expressão gênica. 
 
Múltiplas funções: 
• catálise enzimática 
• transporte e armazenamento de substâncias 
 Ex.: O2 → hemoglobina 
 Ferro → ferritina (fígado) 
 Na+/K+ → Na+/K+ ATPase 
• movimento: contração muscular (actina, miosina) 
• defesa: imunidade por anticorpos 
• geração e transmissão de sinais: - impulso nervoso → acetilcolina 
 - rodopsina → fotoreceptor na retina 
• controle do crescimento e diferenciação: 
 - insulina → regula o metabolismo glicídico 
 - hormônio do crescimento → ossos 
 
• estrutura: 
 - paredes celulares 
 - citoesqueletos 
 - colágeno ( tendões e cartilagens) 
 
• toxinas: 
 - toxinas bacterianas 
Ponto isoelétrico de uma proteína (PI) 
 
 
Valor de pH para o qual a somatória das cargas é zero 
pI depende da proporção de aa ácidos e aa básicos 
 Ex.: 
 
Pepsina 
 AA ácidos (28%) 
AA básicos (2%) 
 
pI = 1,0 
 
pH < pI → carga líquida positiva 
 pH > pI → carga liquida negativa 
Proteínas 
1 ← pI → 14 
Ácidas básicas 
 
Métodos de purificação e separação 
 Diálise: separa proteínas de substâncias de baixo peso 
molecular 
 
 Filtração em gel: separa proteínas com diferentes pesos 
moleculares (PM) 
 
 Eletroforese: separa proteinas pelas diferentes cargas 
liquidas que apresentam 
 
 Cromatografia de afinidade: proteína liga-se a uma matriz 
insolúvel, à qual a proteína de interesse tem afinidade 
 
 
Separação de proteínas: eletroforese em gel 
• Formação do gel de poliacrilamida SDS 
amida amida 
amida amida 
Gel de poliacrilamida é poroso e forma uma “peneira” 
molecular : moléculas de maior PM são mais retidas na 
malha gel 
Tipos de eletroforese (suporte) 
• eletroforese em papel de filtro 
 
• eletroforese em membrana de acetato de celulose 
 
• eletroforese em agarose (fração menos polar do ágar) 
 
• eletroforese em poliacrilamida 
Tipos de revelação para proteínas 
• complexação com corante ou fluoróforo 
 Ex.: azul de coomassie, fluorescamina 
 
• absorção de luz no UV (280 nm) 
 
• marcação com isótopo radioativo 
 
• immuno blot ou “western blot” 
 
• Ag 
Eletroforese 
Moléculas ou particulas carregadas movem-se de acordo com sua 
carga e sua massa 
Mobilidade é proporcional à relação 
carga 
 massa 
Ex.: 
A dado pH, pode ser usada para separar proteínas P1, P2, P3 
P1 P2 P3 
Aplicação amostra 
Se P1 vai p/ + 
está - 
Se P3 vai p/ - 
está + 
Se P2 fica na origem, 
possue carga líquida 
zero 
Eletroforese com SDS 
SDS: Dodecilsulfato de sódio 
• Agente denaturante de proteínas devido à sua interação hidrofóbica com as 
mesmas 
 
• Rompe interações que mantém as subunidades 
 
• Confere carga negativa alta a todas as proteínas 
 
• Como qq proteína terá carga negativa, todas irão ser separadas pela massa 
Diálise: separação entre moléculas de alto e baixo PM 
Cromatografia de troca iônica: 
separação por carga 
Filtração em gel: 
separação por tamanho 
Estrutura das proteínas 
 Primária: sequência de aminoácidos 
 
 Secundária: α-hélice e folhas betapregueadas 
 
 Terciária: dobramento das cadeias sobre si mesmas 
 
 Quaternária: associação de subunidades 
Estrutura primária 
Hemácia 
normal 
Hemácia 
alterada 
Sequência de aminoácidos ao longo da cadeia polipeptídica, formando um 
nível estrutural simples 
Estrutura secundária 
Principais tipos: α-hélice e folha β-pregueada 
 
 α – hélice 
Pontes de H 
>> estabilizam a estrutura 
helicoidal 
 
>> pontes de H paralelas ao 
eixo da cadeia 
Estrutura secundária 
 Folha β-pregueada Pontes de H 
>> Perpendiculares ao eixo da 
cadeia 
>> Estabilizam as intra cadeias 
 
A fibra de colágeno 
3 cadeias entrelaçadas 
Glicina a cada 3 resíduos, muitas prolinas 
e hidroxiprolinas 
Secção transversal das 3 
cadeias entrelaçadas 
Estrutura terciária 
Determinada pela posição de cada átomo no espaço 
tridimensional 
Técnicas importantes: 
 
 Cristalografia de raios-x (proteínas no estado cristalino) 
 Ressonância magnética nuclear (NMR) (proteínas em solução) 
 
1) Difração de raios-x: princípio 
 
• elétrons espalham raios-x incidente e os raios-x espalhados se 
recombinam de acordo com um padrão de interferências 
construtivas ou destrutivas – Diagrama de difração 
 
• o diagrama de difração é convertido através de técnicas 
matemáticas em um mapa de densidade eletrônica da molécula 
(o mapa é tridimensional) 
(1) Interação hidrofóbica 
(2) Pontes de H 
(3) Interação eletrostática 
Maioria da proteínas – 
estrutura 3aria globular 
2) Espectroscopia de ressonância magnética nuclear 
 
• Núcleos dos átomos (alguns) são intrínsicamente magnéticos pois podem ser 
representados por partículas carregadas em rotação as quais possuem um 
momento magnético 
 
 
 
 
 
• Ao ser aplicado um campo magnético externo a absorção da radiação 
eletromagnética na frequência de ressonância induz a transição de um estado de 
spin de menor energia para outro de maior energia 
 
•Núcleos em ambientes diferentes absorvem anergia em frequências de 
ressonância levemente diferentes causando o „chemical shift‟ 
 
 
Partícula carregada em 
rotação – momento 
magnético