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CBS202 Ligação Peptídica Proteínas: Estrutura e função Ligação Peptídica Quando duas moléculas de aminoácido se unem elas sofrem uma reação de condensação formando uma ligação amida. O produto desta união é denominado peptídeo, e a ligação amida ganha um nome especial de ligação peptídica. Por convenção o grupo amino livre é sempre representado a esquerda, e o grupo carboxila livre a direita. Propriedades da ligação peptídica Apresenta caráter parcial de dupla ligação, o que a torna rígida e planar; Apresenta polaridade, porém não é ionizável entre os pHs 2 e 12. Peptídeos e proteínas Peptídeos e proteínas são polímeros de aminoácidos, ou seja, cadeias de aminoácidos unidos por ligações peptídicas. O que diferencia um peptídeo de uma proteína? Tamanho de cadeia e nomenclatura Peptídeos possuem de 1 a 99 resíduos de aminoácidos em sua estrutura. Por outro lado, proteínas possuem 100+ resíduos de aminoácidos. Entre 2 e 10 aminoácidos: di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-, nona-, deca-peptídeo; Entre 11 e 20 aminoácidos: oligopeptídeo (“oligo” significa poucos); Entre 21 e 99 aminoácidos: polipeptídeos (“poli” significa muitos). Tamanho de cadeia e funcionalidade Existem peptídeos e proteínas que variam desde 2 até milhares de aminoácidos, mas o tamanho de sua cadeia não tem nenhuma relação com a funcionalidade e/ou importância da biomolécula. Tamanho de cadeia e funcionalidade Ocitocina ( 9 peptídeos): Considerado o “hormônio do amor”, é produzido pelo hipotálamo. Está relacionado com o bem estar social, a empatia e o prazer individual. Interações fracas e conformação proteica A conformação é o arranjo espacial dos átomos em uma proteína. Das várias conformações teoricamente possíveis para uma proteína com centenas de ligações simples, uma ou (mais comumente) poucas predominam em condições biológicas. Proteínas dobradas, em qualquer uma de suas conformações funcionais, são chamadas de proteínas nativas. Interações fracas e conformação proteica A predominância de uma conformação frente as outras está diretamente relacionada à estrutura da proteína e às ligações que esta faz com o meio circundante: Interações hidrofóbicas; Interações de hidrogênio; Interações de van der Waals. Níveis estruturais na conformação proteica A conformação proteica ocorre respeitando quatro níveis de estruturação: Estrutura Primária: Compreende a composição da proteína Estrutura Secundária: Dobramentos locais. Estrutura Terciária: Dobramentos globais. Estrutura Quaternária: Dobramentos interproteicos. Estrutura Primária Corresponde à sequência de aminoácidos Determinada geneticamente Extremidade aminoterminal e carboxiterminal Estrutura Secundária A cadeia de aminoácidos se dobra sobre si mesma em virtude do estabelecimento de interações de hidrogênio envolvendo grupos amida (-NH) e carbonila (-C=O). A estrutura secundária das proteínas pode se apresentar, majoritariamente, em três formas: α-hélice; folha β; curva β. Estrutura Secundária: α-hélice Interações de hidrogênio forçam uma organização em espiral da molécula (voltas em torno de um eixo). Interações de hidrogênio entre grupamento amida e carbonila são paralelas à cadeia polipeptídica; Cadeias laterais dos aminoácidos voltadas externamente. Estrutura Secundária: α-hélice Estrutura Secundária: folha β Aspecto de folha de papel dobrada em sanfona (pregueada) Estabilizada por pontes de hidrogênio perpendiculares às cadeias polipeptídica. Radicais dos aminoácidos se projetam para cima ou para baixo do plano da folha. Estrutura Secundária: folha β Estrutura Secundária: dobra β As curvaturas β revertem a direção de uma cadeia polipeptídica, auxiliando a formação de uma estrutura compacta e globular. Elas normalmente são encontradas na superfície das moléculas proteicas e frequentemente contêm resíduos carregados. Estrutura Terciária A estrutura primária de uma cadeia polipeptídica determina sua estrutura terciária. As cadeias laterais hidrofóbicas são posicionadas no interior, enquanto os grupos hidrofílicos geralmente são encontrados na superfície da molécula. Todos os grupos hidrofílicos localizados no interior do polipeptídeo estão envolvidos na formação de interações de hidrogênio ou de interações eletrostáticas. Estrutura Terciária: estabilidade A estrutura terciária é estabilizada por: Ligações dissulfeto Estrutura Terciária: estabilidade A estrutura terciária é estabilizada por: Interações hidrofóbicas Estrutura Terciária: estabilidade A estrutura terciária é estabilizada por: Interações de hidrogênio Estrutura Terciária: estabilidade A estrutura terciária é estabilizada por: Interação iônica Estrutura Quaternária Muitas proteínas consistem em uma única cadeia polipeptídica, sendo definidas como proteínas monoméricas. Outras, entretanto, consistem em duas ou mais cadeias polipeptídicas, que podem ser estruturalmente idênticas ou totalmente diferentes. O arranjo dessas subunidades polipeptídicas é denominado estrutura quaternária da proteína. Estrutura Quaternária Estrutura e Função Proteínas Globulares: forma final aproximadamente esférica ( relação comprimento largura menor que 10:1); geralmente solúveis. Ex: hemoglobina, mioglobina. Proteínas Fibrosas: Forma alongada; geralmente insolúvel; basicamente papel estrutural. Ex: colágeno Proteínas Globulares Sua forma é o resultado de interações complexas entre elementos estruturais secundários, terciários e, às vezes, quaternários. Geralmente apresentam função metabólica ou imunológica: Catálise; Transmissão de sinais; Transporte; Carreamento. Proteínas fibrosas Cada proteína fibrosa apresenta propriedades mecânicas especiais, resultado de sua estrutura única, a qual é obtida pela combinação de aminoácidos específicos em elementos regulares de estrutura secundária. Elastina; Colágeno; Queratina. Actina e Miosina. Proteínas: Indicação de Estudo Capítulos 2, 3 e 4 da Pamela C. Champe
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