Aula 4 - Proteínas continuação

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QBQ 102 – Bioquímica e Biologia Molecular
Proteínas – Estrutura e função - continuação
Prof.ª Ana Maria Carmona Ribeiro
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Estrutura das proteínas
 Primária: sequência de aminoácidos
 Secundária: α-hélice e folha β pregueada
 Terciária: dobramento final das cadeias
 Quaternária: associação de subunidades
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Estrutura quaternária de proteínas: exemplo é a hemoglobina
Associação de 2 ou + cadeias polipeptídicas
Consiste em 2 cadeias α e 2 cadeias β, cada uma com um grupo heme.
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Conformação espacial - resumo
Estrutura 1 ária
Estrutura 2 ária
Estrutura 3 ária
Estrutura 4 ária
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Estabilidade de proteínas: Protein folding
Determinada pelo balanço entre diversas forças de interação
Forças de interação
Eletrostática ou iônica: 
 Coulomb – grupos carregados que, dependendo do sinal das cargas, podem se atrair ou se repelir
Dipolos permanentes: somente em moléculas polares
Dipolo-Dipolo induzido: moléculas polares X apolares
Forças de London: forças de dispersão 
 - polarizabilidade instantânea
 - moléculas apolares X apolares
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Forças de interação - continuação
2) Pontes de Hidrogênio:
 Um átomo de hidrogênio ligado covalentemente a um átomo eletronegativo apresenta carga parcial positiva e pode associar-se a um outro átomo eletro-negativo, formando uma ligação fraca não-covalente.
3) Forças Hidrofóbicas:
 são as mais importantes para o Protein Folding
 minimizam o contacto das porções internas das proteínas com a H2O
 porções apolares são excluidas da fase aquosa
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Forças de interação - continuação
Pontes dissulfeto:
Ligação covalente entre átomos de enxofre presentes em uma molécula
5) Desnaturação ou “ MELTING”
 Perda do Folding nativo
 Por aquecimento
 Tm: Temperatura de Melting
 Mudança de pH
 Adição de Sais
 Adição de detergentes, como o SDS
 Adição de substâncias orgânicas, como álcool
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Principais interações que mantêm a estabilidade nas estruturas das proteínas 
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Exemplo de denaturação e 
renaturação da ribonuclease
Estado nativo, cataliticamente ativo
Perda de estrutura.
Estado desenovelado, inativo. 
Pontes de dissulfeto reduzidas
Recuperação da conformação nativa e cataliticamente ativa. 
Pontes de dissulfeto refeitas
Adição de uréia e mercaptoetanol
Remoção de uréia e mercaptoetanol
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Estrutura e função da hemoglobina
 4 cadeias polipeptídicas: α1,α2, β1,β2
 Associação das 4 cadeias principalmente por interações hidrofóbicas 
 4 grupos prostéticos heme (1 por subunidade)
 Cada heme com um átomo de ferro (Fe2+) o qual pode se ligar a uma molécula de O2 
Função: transporte de O2
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Estrutura e função da Hemoglobina - continuação
 No pulmão:
pO2 alta
pH alto
HHb + O2 → HHbO2
HHbO2 → HbO2 + H+
HHb + O2 → HbO2 + H+
 Nos tecidos:
 pO2 baixa
 H+ alto ( pH baixo)
 HbO2 → Hb + O2
 Hb + H+ → HbH
 HbO2 + H+ → HHb + O2
Função:
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 Hemoglobina
↑↓ O2
Desoxihemoglobina
Oxihemoglobina
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O grupo prostético Heme
Histidina F8 (87) proximal
O ambiente do grupo Heme na subunidade α da hemoglobina
His E7 (58) distal
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Imagens do heme e seu ambiente
O detalhe da difração de raio-x
A ligação ao O2 puxando F8 e tornando planar os 4 aneis tetrapirrólicos
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Alterações na estrutura do grupo heme e na região adjacente da molécula de hemoglobina, devido à ligação com oxigênio
Desoxi-Hb
Oxi-Hb
O Fe desloca-se para o plano do heme, que se torna mais achatado, deslocando a His proximal (His F8) e a hélice F
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Efeito do pH na curva de dissociação da Hb
% saturação c/ O2
Efeito Bohr
pH ↓ → afinidade da Hb por O2 ↓ .: Hb libera o O2
pH ↑ → afinidade da Hb por O2 ↑ .: Hb capta o O2 e libera H+
pH 7.6
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 Mioglobina
Hexoquinase
Forma não-ionizada do aa
Forma zwitteriônica do aa
Arranjo planar rígido da ligação peptídica
Ligação C-N → caráter dupla parcial
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+
-
.←
Digestão Ab com tripsina → Finger Printing Hb
-
-
+
+
Origin
Origin
Hemoglobina A
Hemoglobina S
O
O
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 Cristalização de proteínas e difração de raios-X
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 Cristais de proteínas 
Azurita (pseudomonas aeruginosa) 
Flavodoxina (Desulfovibrio) 
c) Rubredoxina (Clostridium pasterianum)
d) Azidomete mio-hemeritatina
e) Hemoglobina de lampréia 
f) Bacterioclorofila 
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 Cristais de proteínas 
Diagrama de difração de raio-X de um cristal de mioglobina de esperma de baleia
Representação de preenchimento estereoespacial de um segmento de α-hélice de mioglobina de esperma de baleia, determinado por cristalografia de raio-X
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