Estudo Dirigido I bq I respondido

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Estudo Dirigido – Bioquímica I (Biologia)
Discuta a importância e as localizações possíveis de aminoácidos hidrofóbicos na estrutura terciária das proteínas.
R: A presença dos aminoácidos hidrofóbicos no core proteico permite melhor estabilização da estrutura em termos de entropia. Por estarem no centro, não estarão em contato com a água, sendo uma conformação extremamente favorável. Obviamente, que esse arranjo no centro respeita o tamanho e carga dos aminoácidos hidrofóbicos em questão. 
Sobre estrutura secundária, quais aminoácidos estão presentes, majoritariamente, em voltas? Explique.
R: Os aminoácidos mais presentes em voltas são a Glicina e a Prolina. E são pelos mesmos motivos de elas não serem boas formadoras de α-hélices. A Prolina possui uma cadeia lateral pouco flexível auxiliando na formação da estrutura, enquanto a glicina possui bastante flexibilidade, ficando bem acomodada dentro dela. Isso promove uma boa estabilização da estrutura.
Normalmente, um grupo específico de aminoácidos é utilizado para monitoramento de proteínas em purificações e para determinar sua concentração, por exemplo. Qual seria esse grupo? Dentre os seus representantes, qual é o mais utilizado e por que?
R: Aminoácidos aromáticos. Isso se dá graças a ressonâncias presentes nos anéis aromáticos em suas cadeias laterais que promove absorção de luz UV em determinados comprimento (280 nm – Triptofano e tirosina e 260 nm – fenilalanina). O que melhor responde é o Tryptofano, que absorve mais luz a 280nm e quase sempre está presente na estrutura proteica. 
Desenhe a curva de titulação dos aminoácidos Glicina, Ácido aspártico e Lisina.
R: Glicina: Padrão, com dois pKs e pI médio
Ác. Aspartico: Gráfico Amarelo
Lisina: Gráfico roxo
Qual a importância das cistinas para enovelamento protéico?
R: As cistinas nada mais são do que duas cisteínas unidas por um dissulfeto. Isso é importante pois podemos ter interações entre a mesma cadeia ou com cadeias diferentes (oligômeros), aproximando os aminoácidos de porções diferentes.
Quais aminoácidos podem ser fosforilados? Por que?
R: Serina, treonina e tirosina graças a presença da hidroxila.
Qual aminoácido é comumente visto em sítio ativo de enzimas em seres humanos? Qual característica desse aminoácido gera essa “predominância”?
R: A histidina. Isso se dá pois ela tem o seu pI próximo ao pH neutro, dando a ela uma grande sensibilidade em relação a variações de pH.
A ligação peptídica possui caráter de ligação dupla. Por que isso ocorre? Qual a sua implicação.
R: Isso se dá pois há uma ressonância de dois pares de elétrons do oxigênio carboxílico com o nitrogênio da amina. Isso faz com que a ligação entre esses dois aminoácidos seja menor que uma ligação normal entre uma amina e um carbono, e impede que o ângulo formado (omega) sofra torções. 
Discuta as regiões favoráreis no plot de Ramachandran em cada um dos três aminoácidos: glicina, alanina e prolina.
R: A glicina, por ser um aminoácido pequeno, sem um centro quiral, faz com que seu diagrama seja repleto de zonas favoráveis, do lado destrógiro e levógiro, já que ele não tem um centro quiral. A Prolina, por ter uma cadeia lateral volumosa e complexa, tem um comportamento inverso ao da glicina. São poucas as áreas permitidas para conformações dos seus angulos phi e psi, demarcadas do lado esquerdo ou direito, dependendo da estereoisomeria do aminoácido. A Alanina, que é dada como padrão para a maioria dos aminoácidos tem um plot de ramachandran, também habita apenas um lado do gráfico, sempre de acordo com sua estereoisomeria, mas apresenta uma boa quantidade de regiões permissivas se comparada a Alanina.
 
Explique a utilização de D-aminoácidos como fármacos.
R: apenas L-aminoácidos são utilizados como resíduos para a confecção de proteínas. As enzimas responsáveis pela confecção dessas cadeias não reconhecem D-aminoácidos. Dessa forma, essas moléculas são utilizadas como neutransmissores e como antibióticos (competindo por sitíos ativos em bactérias), sendo esse potencial explorado pela indústria farmacoterapeutica
Descreva sucintamente as três estruturas secundárias existentes.
R: α-hélice: estrutura em formato de hélice formada por cerca de 3,6 aminoácidos por volta e estabilizados por ligações de hidrogênio entre o aa 1 com o aa 1+4. Além dessa conformação usual, pode ser mais longa, com menos aminoácidos por volta (3-10) ou achatada, com mais aminoácidos por volta (pi).
folha- β: formada por ligações de hidrogênios feitas entre duas cadeias adjacentes, formam uma estrutura em zigue zague, que pode ser paralela (C –> N ligado com C –> N) ou antiparalela (C –> N ligado a N –> C). 
Voltas: Ricas em prolina e glicina, as voltas são estruturas formadas por loops de 3 a 4 aminoácidos e pode servir para ligar α-hélices entre si ou com folha-β. 
Explique a formação de folhas β paralelas e anti-paralelas.
R: as folhas-β paralelas se formam pela confecção de uma alça de forma que ambas as cadeias fiquem em mesma direção e as folha- β antiparalelas se formam pela confecção de uma dobra apenas, formando ligações entre duas cadeias em sentido contrário.
Cite fatores desestabilizantes de α-hélice.
R: (1) Presença de prolina e Glicina
(2) Impedimento estérico formado por aminoácidos de cargas próximas
(3) Tamanho das cadeias laterais
(4) Interações hidrofóbicas
(5) interações entre resíduos de aminoácidos da extremidade da estrutura e o dipolo elétrico formado pela estrutura
Comente os níveis hierárquicos das proteínas.
R: Primária: Estrutura básica. Cadeia monomérica linear em estado pós traducional
Secundária: Estrutura formada pelos arranjos dessas cadeias monoméricas. Podem configurar alfa-hélices, folhas-beta e voltas. 
Terceira: Estado enovelado da proteína
Quartenária: união de subunidades (cadeias monoméricas) para formar um oligomero
A estrutura terciária do colágeno possui uma diferença do que é comumente encontrado em proteínas. Qual é essa diferença? Comente a importância da mesma.
R: Ela forma uma tripla-hélice pelo rearranjo de 3 aminoácidos por volta, sendo sempre um Glicina no início desse rearranjo, que se repetirá até o final da estrutura. Também são comuns a presenças de prolinas. Isso gera uma estrutura altamente resistente.
Diferencie domínio e motivo.
R: Domínios são regiões especializadas e autônomas de uma proteína (geralmente uma cadeia polipeptídica) que geralmente apresentam uma função biológica. Já os motivos são regiões que constituem a proteína graças ao rearranjo estável de estruturas secundárias, não sendo autonomas. Um domínio pode ser formado por muitos motivos. 
Explique o experimento de Anfisen e qual a implicação do mesmo.
R: o experimento de Anfisem se baseou no uso de ureia e β-mercaptoetanol que desestruturam a formação enovelada das proteínas em solução. Entretanto, ao retirar os solventes da solução, as proteinas voltaram a se enovelar evidenciando que essas estruturas são responsáveis pelo enovelamento delas mesmas, sendo algo autonomo.
Explique a hipótese do colapso hidrofóbico sobre o enovelamento protéico.
R: A proteína tende a se enovelar de forma que esconda o seus aminoácidos hidrofóbicos do meio aquoso. Entretanto, a partir desse processo, podemos ter uma má formação graças ao impedimento estérico formado pelas cargas das cadeias laterais dessas moléculas. Por isso, ao se enovelar, essas cadeias formam um conformação intermediária – glóbulos fundidos – de forma a estabilizar essas cargas e, logo após, assumir a conformação final.
Qual a função das chaperonas?
R: São proteinas responsáveis por fiscalizar o enovelamento de outras proteinas, fazendo com que eles ocorram de forma correta no momento correto.
Explique o efeito de salting-in e salting-out para o NaCl e (NH4)2SO4.
R: o NaCl, com o constante aumento se sua concentração em solução promove o aumento da solubilidade da proteína ali presente mas, mesmo em grande quantidades, não é capaz de promover aprecipitação da mesma. Dessa forma é uma ótima opção para salting-in mas não promove o salting-out.
Já o (NH4)2SO4, promove esse aumento de solubilidade mas em determinadas quantidades, promove precipitação da proteína. Dessa forma ele pode ser utilizado tanto para salting in quanto para salting out.
Descreva os métodos de separação e purificação demonstrados em sala.
R: Salting in e Salting Out
Centrifugação
Diálise
Cromatografias (de exclusão ou gelfiltração; em papel; por troca iônica; por afinidade; por interação hidrofóbica)
Eletroforese (monitoramento)
Qual seria a ordem de eluição das seguintes proteínas em uma cromatografia de exclusão molecular (gel filtração), sabendo que a coluna possui resolução cromatográfica entre 3 000 e 70 000 Da:
	Proteína
	MW (Da)
	Ribonuclease A
	13700
	Anidrase Carbônica
	29000
	Ovoalbumina
	44000
	Miosina
	524800
R: As proteínas de maior peso molecular saem antes das de menor. Primeiramente que a Miosina nem consegue penetrar o filtro, já saindo no volume morto ou void da coluna. A próxima a sair é a Ovoalbumina, seguida pela Anidrase carbônica e por fim, por possuir menor peso molecular, a ribonuclease A.
 Considere uma mistura proteica com as seguintes características:
			Proteína
	pI
	1
	10,5
	2
	7,4
	3
	7,6
	4
	3,3
Seria possível separar todas as proteínas utilizando uma resina com grupo trocador CH2-COO- ao realizar a cromatografia com gradiente crescente de força iônica em pH 6,0? Descreva a possível ordem de eluição. 
Caso as proteínas 2, 3 e 4 possuam afinidade à níquel, seria possível combinar dois tipos de cromatografia para separação total? Explique.
R: primeiramente, a proteina 4, no pH do experimento, está negativa já que seu pI é menor que o pH e, dessa forma, não se ligaria ao trocador (que é cationico). Dessa forma, as proteínas 2, 3 e 4 ficariam retidas na matriz e, ao adicionar sal de niquel, as proteínas 2 e 3 seriam eluídas primeiro, graças ao pI próximo e menor que o da proteína 1. Para separar essas duas proteínas poderia-se utilizar um método de separação por pelo molecular (Gelfiltração)
24 – Explique sucintamente a técnica de eletroforese em gel de poliacrilamida. Por que é necessária a presença de um padrão de peso molecular?
R: A eletroforese em gel de poliacrilamida é largamente utilizado para monitorar proteínas a partir de suas cargas. Após tratamento com β-mercaptoetanol e clivagem das possíveis pontes de sulfeto que unem oligômeros e adição dessas proteínas em uma cuba de eletroforese, essas proteínas migram de acordo com seu peso molecular. A partir de um padrão é possível traçar comparações com as bandas geradas.