Aula 03 Peptídeos e Proteinas

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Peptídeos e Proteínas
Peptídeos
- Peptídeos e proteínas são polímeros de aminoácidos que podem ter tamanho variável;
- A união de dois aminoácidos é realizada por um tipo de ligação covalente, ligação peptídica;
- Esta ligação é formada entre o grupo α-carboxila de um aminoácido e do grupo α-amino
do outro;
Formação da ligação peptídica
- Pentapetídeo seril-glicil-tirosil-alanil-leucina
 ou SGYAL 
Peptídeos e Proteínas
Peptídeos são passíveis de ionização;
Alanil-glutamil-glicil-lisina
pKa???
pI???
Peptídeos apresentam atividade biológica;
Ocitocina
promover as contrações musculares uterinas, reduzir o sangramento durante o parto; estimular a liberação do leite materno; 
Alfa-amanitina
veneno de cogumelo
GSH; um trieptídeo antioxidante
- Envelhecimento em C. glabrata
- Resposta celular ao estresse oxidativo em S. cerevisiae 
Algumas proteínas contêm outros grupos químicos além dos aminoácidos
Polipeptídeos biologicamente
ativos ocorrem em uma ampla variação de tamanhos e composições
Oligômeros
Subunidades
Número de cadeia polipetídica ≥ 2
- As proteínas são macromoléculas;
- O esqueleto de uma proteína é formado por centenas de ligações simples;
- A livre rotação entre várias dessas ligações permite que a proteína possa assumir um número de conformações praticamente incontáveis; 
- Entretanto, cada proteína tem uma função química e uma estrutura específica, sugerindo que cada uma delas tenha uma estrutura tridimensional única;
- Quão estável é essa estrutura, quais fatores atuam na sua formação e o que a mantém unida?
Proteínas
Quimotripsina
Glicina
- Conformação proteica;
- Proteína nativa;
- Interações químicas;
- Ligação peptídica.
- Ligação peptídica e a estrutura primária da proteína 
- Ligação curta;
- Configuração planar;
- Cargas elétrica (dipolo);
- Caráter de ligação dupla;
- Impedimento rotacional ;
- Ligação rigida;
Estrutura primária
Estrutura secundária; α-helice
- A estrutura secundária se refere a qualquer segmento de uma cadeia polipeptídica e descreve o arranjo espacial de seus átomos na cadeia principal, sem considerar a posição de suas cadeias laterais ou sua relação com outros segmentos;
- O esqueleto polipeptídico é firmemente enrolado em torno de um eixo imaginário desenhado longitudinalmente no centro da hélice;
- Cada volta de hélice é formada por 3,6 resíduos de aminoácidos;
- É estabilizada por ligações de H entre o átomo de H ligado ao átomo de N eletronegativo de uma ligação peptídica e o átomo de O2 eletronegativo da carbonila do quarto aminoácido no lado aminoterminal da ligação peptídica;
- Interações entre cadeias laterais dos aminoácidos podem estabilizar ou desestabilizar a estrutura α-helicoidal;
- Nem todas cadeias polipeptidicas formam α-helice 
- Sequências de AA carregados;
- O volume e a forma dos resíduos
 Asn, Ser, Thr e Cys;
- AA aromáticos;
- Prolina e Glicina
- A α-queratina, colágeno e a fibroína da seda relcionam bem a estrutura da proteína e sua função biológica;
- As proteínas fibrosas compartilham propriedades
que dão força e/ou flexibilidade às estruturas;
- A unidade estrutural fundamental é um elemento simples de estrutura secundária, a α-hélice.
- Todas as proteínas fibrosas são insolúveis em água.
Estrutura da α-queratina 
Altaração da conformação da α-queratina (cabelo) 
Estrutura do colágeno
- Encontrado nos tecidos conectivos como os tendões, as cartilagens, a matriz orgânica
dos ossos e na córnea dos olhos;
- A hélice de colágeno é uma estrutura secundária única, bem diferente da hélice a.
(ela gira para esquerda e tem três resíduos de aminoácidos por volta);
- As cadeias a e as fibrilas das moléculas de colágeno são interligadas por tipos incomuns de ligações covalentes envolvendo Lys, HyLys.
Estrutura secundária; folha-β
- Conformação β é uma conformação mais estendida das cadeias polipeptídicas;
- O esqueleto da cadeia polipeptídica está estendido em forma de zigue-zague, em vez de em estrutura helicoidal;
- O arranjo de vários segmentos lado a lado, os quais estão na conformação β , é chamado de folha β;
- Aparência pregueada da folha em geral. As ligações de hidrogênio são formadas entre segmentos adjacentes da cadeia polipeptídica, dentro da folha;
- Cadeias laterais se localizam em direções diferentes;
- Presença de voltas β;
- Gly e Pro frequentemente ocorrem em voltas β; o primeiro porque é pequeno e flexível, e o último porque as ligações peptídicas envolvendo o nitrogênio imino da prolina facilmente assumem configuração cis, forma particularmente acessível em uma volta
fechada. 
- As voltas normalmente são encontradas próximas à superfície das proteínas, onde os grupos peptídicos dos dois resíduos de aminoácidos centrais da alça podem fazer ligação de hidrogênio com a água;
Estrutura da fibroína da seda
- Ligações de hidrogênio maximizam a força de interação entre as folhas β.
Estrutura terciária
- A estrutura terciária é a conformação tri-dimensional de uma cadeia polipeptídica;
- Esta estrutura revela muito sobre a função da proteína;
- A função da proteína é dependente da estrutura terciária;
- A conformação nativa (final) é determinada por uma variedade de interações entre as cadeias laterais dos aminoácidos;
- Formação de domínios;
Mioglobina
- A mioglobina contém uma única cadeia polipeptídica de 153 resíduos de aminoácidos e um único grupo ferro-protoporfirina, ou heme.;
- Rapidamente saturada em baixas pressões de oxigênio (2mm Hg);
- Pressão de O2 nos capilares = 30mm Hg; 
- Libera o O2 em células metabolicamente ativas (pressão de O2 < 2mm Hg)
Estrutura terciária
- Enovelamento (motivo) da proteína é classificado da seguinte forma; 
1- toda α;
2- toda β;
3- α/β
4- α + β
- Dominio é uma parte da cadeia polipeptídica que é independentemente estável ou pode se movimentar como uma entidade isolada em relação ao resto da proteína. Em uma proteína com múltiplos domínios, cada um deles pode aparecer como uma porção globular diferente; Domínios diferentes em geral têm funções diferentes, como a ligação de pequenas moléculas ou interação com outras proteínas. Proteínas pequenas normalmente têm somente um domínio (o domínio é a proteína).
Domínios de proteínas sensores de radicais livres
- A função biológica de algumas moléculas é determinada pela interação de multiplas cadeias polipeptídicas – proteínas multiméricas (homo e hetero);
- A conformação em sub-unidades é denominada de estrutura quaternária;
- As sub-unidades interagem através de ligações não covalentes;
- Proteínas multiméricas (oligômeros) são mais estáveis do que seus monômeros;
- Existência de sitios ativos em cada sub-unidade;
- Interação entre sub-unidades é afetada pela ligação de substratos em uma das sub-unidades; 
Estrutura quaternária
Catalase
Cu,Zn-Sod
Hemoglobina
- Proteína ligante de oxigênio nos pulmões e o libera em tecidos metabolicamente ativos;
- Requer alta pressão de oxigênio (100mm Hg) para ligação, e precisa de baixa pressão para liberação (30mm Hg);
- Diferentemente da Mioglobina, ela atua por alosterismo;
Mioglobina x Hemoglobina
Hemoglobina x pH e bisfosfoglicerato (BFG)
- A manutenção contínua do grupo ativo de proteínas
celulares, necessárias em um dado conjunto de condições, é chamada proteostase. A proteostase celular requer a atividade coordenada de vias para síntese e enovelamento de proteínas, o redobramento de proteínas parcialmente desdobradas e o sequestro e degradação de proteínas irreversivelmente desdobradas. Em todas as células, essas redes envolvem centenas de enzimas e proteínas especializadas.
Desnaturação e enovelamento
Desnaturação e enovelamento
Enovelamento incorreto e as doenças