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1 BIOQUÍMICA DAS PROTEÍNAS ZECA - 2012 2 EMENTA: Princípios estruturais básicos. Implicações biológicas da estrutura quaternária e do tipo de enovelamento. Principais classes estruturais de proteínas e famílias de proteínas homólogas. Estrutura tridimensional das proteínas. Técnicas de estudo das proteínas. Alinhamentos e comparações estruturais. Base de dados estruturais. Interação proteína-ligante. BIOQUÍMICA DAS PROTEÍNAS 3 REFERÊNCIA: BRANDEN, CARL; TOOZE, JOHN. Introduction to protein structure. 2nd ed. New York (N.Y.): Garland, 1999. DEVLIN, T. M., Manual de Bioquímica com correlações clínicas. 6a Edição, Editora Sarvier, São Paulo – SP – 2007. METZLER, D. Biochemistry: The chemical reactions of the living cells. 2ª Edição, Editora Elsevier, 2004. MURRAY, R.K., GRANNER, D.K., e RODWELL, V.W. H Harper Bioquímica Ilustrada, 26th edition. Ed. McGraw-Hill – 2007. NELSON, D e COX, M. Lehninger: Princípios de Bioquímica, 4ª Ed., Savier, 2005. STRYER, LUBERT; BERG, JEREMY M.; TYMOCZKO, JOHN L. Bioquímica. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. VOET, J. & VOET J. G. Fundamentos de Bioquímica. 3ª Edição, Editora Artmed, Porto Alegre-RS, 2006. BIOQUÍMICA DAS PROTEÍNAS BIOQUÍMICA????????? Definição funcional: Ciência relacionada com os constituintes químicos das células vivas e com reações e processos que eles sofrem; Definição formal: Ciência relacionada com as bases químicas da vida. Unidade estrutural dos organismos vivos 4 CÉLULA 5 • Descrever e explicar, em termos moleculares, todos os processos químicos envolvidos nas células. • Descreve a nível molecular as estruturas, mecanismos e processos químicos presentes em todos os seres vivos. OBJETIVOS DA BIOQUÍMICA DAS PROTEÍNAS 6 MACROMOLÉCULAS • Biomoléculas de alto peso molecular • Estrutura quimica complexa • Formadas a partir de unidades fundamentais MACROMOLÉCULA UNIDADE FUNDAMENTAL % Peso celular FUNÇÃO Proteínas Aminoácidos 15 Estrutural e metabólica Carboidratos Monossacarídeos 3 Energia, estrutural, reconhecimento celular Lipídios Ácidos graxos 2 Armazenamento de energia, estrutura de membranas Ácidos Nucleicos Nucleotídeos 7 Armazenamento e transmissão da informação genética GENÉTICA MOLECULAR BIOLOGIA CELULAR BIOLOGIA MOLECULAR BIOQUÍMICA 7 Fisiologia BIOQUÍMICA Conhecimento sólido de bioquímica Estudo das funções do organismos com base nos processos bioquímicos Modelos imunológicos baseados estudos e técnicas bioquímicos Farmaco e Toxicologia 8 Imunologia APLICAÇÕES DAS PESQUISAS BIOQUÍMICAS Aplicação Exemplo Revelar as causas e mecanismos fundamentais nas doenças Demonstração da natureza de defeitos genéticos. Ex. anemia falciforme Sugerir um tratamento racional das doenças Ex: Uso de dieta pobre em fenilalanina para tratamento de fenilcetonúricos Auxiliar no diagnóstico de doenças específicas Uso de enzimas específicas para diagnóstico clínicos. Ex: Dosagem enzimática de glicose Para auxiliar no monitoramento do progresso de certas doenças Ex: Uso da dosagem uréia em pacientes com deficiência renal Diagnóstico precoce de certas doenças Ex: Determinação do hormônio estimulante da tireóide no diagnóstico neo-natal do hipotiroidismo congênito 9 PREPARAÇÕES USADAS NO ESTUDO DE PROCESSOS BIOQUÍMICOS MÉTODOS COMENTÁRIOS Animal como um todo Administração de dieta ou de drogas. Uso de animal com doença específica Estudos mais fisiológicos – inter-relações entre órgãos. Orgão isolado Fígado, coração, rins e cérebro. O órgão removido fica livre da influência de outros órgãos. Células íntegras Glóbulos vermelhos são de fácil obtenção. Cultura de células em muitas áreas da biologia Homogenato Preparação livre de células íntegras, na qual compostos específicos podem ser adicionados ou removidos e seus efeitos estudados Organelas celulares isoladas Obtidas por sub-fracionamento por centrifugação do homogenato, extensivamente usadas para descrição de sua bioquímica Sub-fracionamento de organelas. Isolamento e caracterização de metabólitos e/ou proteínas. Análise de vias metabólicas ou reações bioquímicas Clonagem de genes Estudo de detalhes de sua estrutura e regulação de proteínas 10 BIOQUÍMICA CIÊNCIAS DA SAÚDE ÁCIDOS NUCLÉICOS DOENÇAS GENÉTICAS PROTEÍNAS ANEMIA FALCIFORME LIPÍDIOS ATEROSCLEROSE GLICÍDIOS DIABETE MELLITUS 11 O CONHECIMENTO DOS COMPOSTOS E PROCESSOS BIOQUÍMICOS FACILITAM O CONHECIMENTO DAS DOENÇAS ÁCIDOS NUCLÉICOS DOENÇAS GENÉTICAS PROTEÍNAS ANEMIA FALCIFORME LIPÍDIOS ATEROSCLEROSE GLICÍDIOS DIABETE MELLITUS 12 O conhecimento das moléculas bioquímica colocadas na parte superior do diagrama esclareceu nossa compreensão sobre as doenças mostradas na parte inferior. Observe que a anemia falciforme é uma doença genética e que tanto a aterosclerose como o diabetes melito tem componentes genéticos. EXEMPLOS DA VIA DE MÃO DUPLA ENTRE BIOQUIMÍCA E A CIÊNCIAS DA SAUDE BIOQUÍMICA ÁCIDOS NUCLÉICOS DOENÇAS GENÉTICAS PROTEÍNAS ANEMIA FALCIFORME LIPÍDIOS ATEROSCLEROSE GLICÍDIOS DIABETE MELLITUS 13 Biologia Molecular Bioquímica de Proteínas Bioquímica de lipídios Bioquímica carboidrato AS BIOMOLÉCULAS SÃO POLIFUNCIONAIS ESTRUTURA GERAL DOS AMINOÁCIDOS Características estruturais comuns Grupos substituintes Configuração absoluta Carbono assimétrico R CLASSIFICAÇÃO DOS AMINOÁCIDOS Aminoácidos Apolares com grupo R Alifáticos Aminoácidos Polares com grupo R não carregados HIDROFÓBICOS HIDROFÍLICOS 17 ESTABILIZAÇÃO DAS SUPERFÍCIE HIDROFÓBICA E HIDROFÍLICA SÍNTESE DE PROTEÍNA SÍNTESE DE PROTEÍNA - LIGAÇÃO PEPTÍDICA seqüência de aminoácidos ao longo da cadeia polipeptídica, determinando a ordem dos aminoácidos na cadeia polipeptídica. + + PROPRIEDADES FUNCIONAIS DOS PEPTÍDEOS -Hormônios: insulina, glucagon e leptina -Antibióticos: Gramicidina -Agentes redutores: Glutationa -Aplicações terapêuticas: interferón Unidades funcionais das proteínas Definição: São constituídas por átomos de C, H e N (16%), enxofre e alguns minerais, organizados em RESÍDUOS de aminoácidos e apresentando alto peso molecular. C C O O- H H 3 N R BIOQUÍMICA DAS PROTEÍNAS Funções: Enzimas Transporte Defesa (anticorpos) Estruturais (colágeno, queratina) Regulação (hormônios) Contração (actina /miosina) Reconhecimento A função da proteína será dada pela seqüência de resíduos de Aa que irá apresentar CLASSIFICAÇÃO DAS PROTEÍNAS EM: Proteínas Globulares MIOGLOBINA Proteínas Fibrosas VISÃO GERAL DA ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL NAS PROTEÍNAS Estrutura Terciária Estrutura Quaternária
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