ED3-2014.2

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTADUAL DA ZONA OESTE
	DISCIPLINA: Bioquímica I
	
	Estudo Dirigido III – Professor João Bosco
A ruptura da conformação em uma α-hélice de um polipeptídeo e seu conseqüente desenovelamento em uma conformação ao acaso é acompanhada por uma grande diminuição de uma propriedade chamada de poder rotatório específico, uma medida da capacidade da solução de fazer girar a luz plano-polarizada. O ácido poliglutâmico, um peptídeos formado unicamente de resíduos de glutamato tem conformação em α-hélice em pH 3. Entretanto quando o pH é aumentado para 7 ocorre uma grande redução da rotação específica da solução. Por outro lado, a polilisina (que contém apenas resíduos de lisina) é uma α-hélice em pH 10, mas quando o pH se reduz para 7, a rotação específica também se reduz, como mostrado no gráfico abaixo.
Qual a explicação para o efeito das mudanças de pH sobre as conformações do poliglutamato e da polilisina? 
Em pH baixo, o poly (glu) possui alfa-helice e não possui carga e o poly (lys) não possui alfa-helice, mas possui carga. O fato de possuírem cargas iguais faz com que a alfa hélice se repele, separando-se e rompendo a ligação. Portanto, quanto maior a carga (Negativa ou positivo), menos alfa-helice.
Explique os quatro níveis de organização de uma proteína. Cite quais as principais ligações entre os aminoácidos em cada nível
Estrutura primaria, É dada pela sequencia de aminoácidos ao longo da cadeia polipeptídica. É o nível estrutural mais simples e mais importante, pois dele deriva todo o arranjo espacial da molécula. São específicas para cada proteína, sendo geralmente determinados geneticamente. A estrutura primária da proteína resulta em uma longa cadeia de aminoácidos semelhante a um "colar de contas", com uma extremidade "amino terminal" e uma extremidade "carboxi terminal". Sua estrutura é somente a sequencia dos aminoácidos, sem se preocupar com a orientação espacial da molécula. 
Estrutura secundaria, É dada pelo arranjo espacial de aminoácidos próximos entre si na sequencia primária da proteína. É o último nível de organização das proteínas fibrosas, mais simples estruturalmente. 
Ocorre graças à possibilidade de rotação das ligações entre os carbonos a dos aminoácidos e seus grupamentos amina e carboxila. O arranjo secundário de um polipeptídeo pode ocorrer de forma regular; isso acontece quando os ângulos das ligações entre carbonos a e seus ligantes são iguais e se repetem ao longo de um segmento da molécula.  São dois os tipos principais de arranjo secundário regular: alfa-hélice; e folha-beta. 
Estrutura Terciaria, Resulta do enrolamento da hélice ou da folha pregueada, sendo mantido por pontes de hidrogênio e dissulfito. Esta estrutura confere a atividade biológica às proteínas. 
A estrutura terciária descreve o dobramento final de uma cadeia, por interações de regiões com estrutura regular ou de regiões sem estrutura definida. Podendo haver interações de segmentos distantes de estrutura primária, por ligações não covalentes. 
Enquanto a estrutura secundária é determinada pelo relacionamento estrutural de curta distância, a terciária é caracterizada pelas interações de longa distância entre aminoácidos. Todas têm sequencias de aminoácidos diferentes, refletindo estruturas e funções diferentes 
Estrutura quartenaria, Algumas proteínas podem ter duas ou mais cadeias polipeptídicas. E essa transformação das proteínas em estruturas tridimensionais é a estrutura quaternária. Elas são guiadas e estabilizadas pelas mesmas interações da terciária. A junção de cadeias polipeptídicas podem produzir diferentes funções para os compostos. 
Um dos principais exemplos de estrutura quaternária é a hemoglobina. Sua estrutura é formada por quatro cadeias polipeptídicas.
 
Diferencie as duas maiores estruturas periódicas de uma proteína: a alfa-hélice e a folha beta-pregueada. Descreva os padrões de pontes de hidrogênio e formas.
Alfa-hélice: é a forma mais comum de estrutura secundária regular; caracteriza-se por uma hélice em espiral; as cadeias laterais dos aminoácidos se distribuem para fora da hélice; a principal força de estabilização da alfa-hélice é a ligação de hidrogênio. Elas se enrolam sobre si mesma. ( As pontes de hidrogênio intra cadeia.)
Folha beta-pragueada: Ao contrário da alfa-hélice, a folha - beta envolve 2 ou mais segmentos polipeptídicos da mesma molécula ou de moléculas diferentes, arranjados em paralelo ou no sentido anti-paralelo. “Cadeias paralelas que se enrolam como pregas: Zig-Zag”. Quando a cadeia polipeptídica adjacente dirige-se em direção oposta, é denominada folha beta pregueada antiparalelas. Quando as cadeias posicionam-se na mesma direção, é chamada folha beta pregueada paralela. Ligações de hidrogênio entre cadeias polipeptídicas vizinhas e não no interior da cadeia como nas alfa-hélices.
Os resíduos de cisteína contribuem significativamente para estabilizar a estrutura de proteínas através da construção de ligações covalentes entre seus os grupos R. Como ocorre esta estabilização, e qual o nome dado à ligação formada?
Cisteína é o 2º aminoácido sulfurado e pode ser oxidada e catalisada por enzimas especificas formando o aminoácido dimérico cistina (duas cisteínas ligadas por ponte dissulfeto). Pontes dissulfeto são covalentes e só podem ser rompidas por agentes redutores. Não se desnatura em meio acido ou por calor, mas e relativamente rara. 
Diferencie proteínas fibrosas e globulares de acordo com suas funções e estruturas
Proteínas Globulares, Como o próprio nome indica, possuem uma forma globular. São proteínas que têm um maior ou menor grau de solubilidade em solução aquosa, formando soluções coloidais. Esta característica principal ajuda a distingui-las das proteínas fibrilares (o outro tipo principal de proteínas), que são praticamente insolúveis. Uma das proteínas globulares mais conhecidas é a hemoglobina, membro da família das globulinas. Outras proteínas globulares são as imunoglobulinas (IgA, IgD, IgE, IgG e IgM), alfa, beta e gama globulinas. A maior parte das enzimas com funções metabólicas importantes possuem uma forma globular, tal como muitas das proteínas envolvidas na transdução de sinal.
Proteínas Fibrosas são proteínas longas e filamentosas e uma das duas principais classes de estrutura terciária de proteínas (a segunda sendo as proteínas globulares). Exemplos de proteínas fibrosas incluem a queratina, o colágeno e a elastina. As proteínas fibrosas têm normalmente uma forma cilíndrica, sendo na maioria proteínas com funções estruturais ou de armazenamento, sem atividade catalítica. São tipicamente insolúveis em água e possuem tendência a formar agregados, por possuírem grupos hidrofóbicos na sua superfície. As proteínas fibrosas são mais resistentes a desnaturação do que proteínas globulares.
Quais os fatores que podem influenciar a velocidade de uma reação enzimática? Escolha dois desses fatores e explique.
Os fatores são pH, temperatura, concentração de enzimas, e de substratos e a presença de inibidores.
O pH, cada enzima tem um pH especifico para sua atividade, chama-se pH ótimo de atuação, no qual sua atividade e máxima. Valor acima ou abaixo do pH ótimo da enzima reduz sua atividade enzimática ou pode ate desnaturar. Como por exemplo, a pepsina, ela atua exclusivamente num pH acido, no pH do estomago. Onde a maioria das enzimas seriam degradadas. A estabilidade do pH depende da força iônica, natureza química do tampão, concentração de íons metálicos contaminantes, concentração de substratos ou co-fatores da enzima, e concentração da enzima.
A temperatura, dentro de certos limites, a velocidade de uma reação enzimática aumenta com o aumento da temperatura. Entretanto a partir de uma determinada temperatura, a velocidade da reação diminui bruscamente. Como no pH, cada enzima possui uma temperatura ótima de ativação, na qual a velocidade da reação e máxima, permitindo maior nível de colisões sem desnatura-las.Qual a contribuição de Michaelis e Menten no estudo da cinética enzimática?
Eles contribuíram criando a equação que é usada ate hoje, a equação de Michaelis e Menten que possui uma primeira etapa rápida onde a enzima se associa ao substrato e forma o complexo enzima/substrato (Processo reversível). Também possui uma etapa mais lenta, que é a formação do complexo enzima/produto e a liberação do produto.
Diferencie as principais formas de inibição
Os inibidores são divididos por irreversível e reversível (Competitiva, não competitiva ou incompetitiva). Irreversível: Liga-se com um grupo funcional da enzima, que é essencial para sua atividade, pode promover a destruição do grupo funcional (Vmáx diminui, pois parte das enzimas e completamente removida). Competitiva: Parte das enzimas sofrem a inibição e outra parte não e afetada, concorre com o substrato pelo sitio da enzima livre (Km aumenta e Vmáx não muda). Não competitiva: se liga a enzima livre onde não é o sitio ativo, muda à conformação do sitio ativo (Km não altera e Vmáx diminui). Incompetitivo: Se liga ao complexo ES e não tem semelhanças estruturais (Km diminui e Vmax também), contudo, o complexo ES favorece a ligação ao inibidor. 
Como é o mecanismo de regulação da atividade de uma enzima alostérica?
Ocorre nas enzimas que possuem um sítio de modulação, ou alostérico, onde se liga de forma não-covalente um modulador alostérico que pode ser positivo (ativa a enzima) ou negativo (inibe a enzima). A ligação do modulador induz a modificações conformacionais na estrutura espacial da enzima, modificando a afinidade desta para com os seus substratos;
Um modelo muito comum de regulação alostérica é a inibição por "feed-back", onde o próprio produto da reação atua como modulador da enzima que a catalisa.
Descreva a relação existente entre km e Vmax.
Km é a concentração do substrato no qual se consegue a metade da velocidade máxima.