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Estrutura e função de proteínas Aula 3 e 4 Profa. Maria de Lourdes Borba Magalhaes Funções das proteínas Enzimas catalistas Transporte (ex: oxigenio) Estrutural (tecidos cartilaginoso, cutaneo etc) Hormônios Estruturas contrateis (musculos) A estrutura das proteínas determina sua função Para exercer determinada função, as proteínas precisam de estruturas 3D especificas. 3 Algumas proteínas são flexíveis e sofrem mudanças conformacionais. Outras são rígidas e não flexíveis. 4 As proteínas são construídas a partir de um repertorio de 20 aminoácidos. aminoácido Oque modifica entre os aminoacidos e a cadeia lateral (R) 5 Estrutura = Sequencia de aminoacidos Proteinas sao feitas de 20 tipos de aminoacidos unidos por ligacoes peptidicas A cadeia polipeptidica e a repeticao de N-C-C-N-C-C… na cadeia 7 8 9 10 11 Amino Acidos Hidrofilicos Hidrofobicos 13 A informação para sua estrutura 3D esta contida na estrutura primara das proteínas. Esta informação e passada através dos 4 graus de organização ate a formação de um estrutura definida que permita uma função especifica. 14 Ligacoes nao covalentes em proteinas Pontes de hidrogenio H-bonds form between 1) atoms involved in the peptide bond; 2) peptide bond atoms and R groups; 3) R groups Estrutura das Proteinas Proteinas Globulares A cadeia lateral auxiliara na conformacao em solucao aquosa Sete dos vinte aminoácidos tem cadeias laterais facilmente ionizáveis. Estes sete são capazes de doar ou aceitar prótons para facilitar reações . 19 20 21 Os aminoácidos aromáticos conferem capacidade das proteínas de absorver radiação UV na região de 280 nm. Este perfil de absorção e característico das proteínas 22 Pares de sulfidrilas foram pontes dissulfeto que são particularmente importantes na estabilização de proteínas. 23 As pontes dissulfeto podem ser intramolecular ou intermolecular 24 Formação da ligação peptídica Estrutura primaria: os aminoácidos se unem para formar ligações peptídicas, formando cadeias peptídicas 25 Ligação peptídica As proteínas são polímeros lineares formados pela união de uma carboxila de um aminoácido a amina de outro Por convenção a cadeia começa com a amina Uma cadeia peptidica e contituida de uma parte que se repete regularmente chamada de cadeia principal, e uma parte variavel que corresponde as cadeias laterais. 26 Um padrão regular de pontes de hidrogênio formam estruturas regulares como as alfa hélices e folhas beta pregueadas. Tais segmentos dobrados são chamados de estrutura secundaria. 27 alfa hélices. 28 As folhas beta pregueadas são o segundo tipo de estrutura secundaria. Nas folhas beta pregueadas, as cadeias laterais apontam para lados opostos. 29 Folhas beta antiparalelas 30 Folhas beta paralelas 31 Como a cadeia peptídica pode mudar de direção? Através da presença de voltas reversas 32 A estrutura de uma volta reversa O grupamento CO do aminoácido 1 faz ponte de hidrogênio com NH do aminoácido 3 33 Proteínas fibrosas : Queratina e Colágeno, fornecem apoio estrutural para células e tecidos Super helice de helices 34 A estrutura do colágeno e um pouco diferente. Nesse caso não existe pontes de hidrogênio dentro da mesma cadeia. A sequencia especifica torna a molécula helicoidal pois os resíduos de prolina se dirigem para fora da cadeia. 35 A trajetória global da cadeia polipeptídica de uma proteína e referida como sua estrutura terciaria. O interior e constituído de radicais apolares , e radicais com carga elétrica estão ausentes no interior e presentes no exterior. Em meio aquoso, o enovelamento das proteínas e impulsionado pela forte tendência de os radicais hidrófobos serem excluídos de agua. 36 Distribuição ao avesso da aquaporina 37 O tema helice-volta-helice e um elemento comum em proteinas que ligam-se ao DNA. 38 Estrutura quaternária 39 40 41 Como desestabilizar a estrutura 3D das proteinas? O uso destes agentes rompem interações não covalentes entre os resíduos. O BME reduz as pontes dissulfeto. 42 43 44 45 46 47 Como ocorre o enovelamento de proteinas? Regiões locais com suficiente preferencia estrutural tendem a adotar inicialmente estruturas estáveis. 48 49
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