BIOQUÍMICA DE PROTEÍNAS

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BIOQUÍMICA DE PROTEÍNAS 
Encefalopatias espongiformes transmissíveis 
 
 
 
 
 
 
 
PRIONS 
PrPSc é diferente do PrPc normal. 
 Conformação diferente 
 Contém β hélices 
(comparada com alfa hélice 
em PrPc) 
 Menos solúvel, muito 
resistente, inclusive a 
proteases 
PROTEÍNAS 
 São constituintes básicos da vida; 
 São macromoléculas complexas; 
 Constituem cerca de 50% do peso vivo dos organismos. 
Proteínas controlam praticamente todos os processos que ocorrem em uma célula, exibindo uma 
quase infinita diversidade de funções. Para explorar o mecanismo molecular de um processo biológico, 
um bioquímico estuda quase que inevitavelmente uma ou mais proteínas. Proteínas são as 
macromoléculas biológicas mais abundantes, ocorrendo em todas as células e em todas as partes 
das células. As proteínas também ocorrem em grande variedade; milhares de diferentes tipos podem 
ser encontrados em uma única célula. 
As proteínas são os instrumentos moleculares pelos quais a informação genética é expressa. 
Subunidades monoméricas relativamente simples fornecem a chave da estrutura de milhares de 
proteínas diferentes. As proteínas de cada organismo, da mais simples das bactérias aos seres 
humanos, são construídas a partir do mesmo conjunto onipresente de 20 aminoácidos. Como cada 
um desses aminoácidos tem uma cadeia lateral com propriedades químicas características, esse 
grupo de 20 moléculas precursoras pode ser considerado o alfabeto no qual a linguagem da estrutura 
proteica é lida 
FUNÇÕES BIOLÓGICAS DAS PROTEÍNAS 
 Hormônios e receptores- insulinas 
 Enzimas – Pepsina 
 Proteínas de proteção- imunoglubulinas 
 Proteínas estruturais – colágeno e elastina 
 Proteínas contráteis – actina 
 Proteínas motora – miosina 
 Proteínas transportadoras – hemoglobina 
 Peptídeos sinalizadores, fatores de crescimento neural. 
 
A cristalografia por difração de raios x foi utilizada para 
gerar um modelo computacional de uma proteína de 
anticorpo (azul a laranja) ligada a uma proteína do vírus 
da gripe (verde e amarelo). 
 
 
 
 Uma macromolécula composta por uma ou mais cadeias polipeptídicas, cada uma com uma 
sequência característica de aminoácidos unidos por ligações peptídicas. 
FORMAÇÃO DE UMA LIGAÇÃO PEPTÍDICA POR CONDENSAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
1. A estrutura tridimensional de uma proteína é determinada por sua sequência de aminoácidos; 
2. A função de uma proteína depende da sua estrutura; 
3. As forças mais importantes de estabilização das estruturas especificas de uma dada proteína são 
as interações não covalentes. 
20 AMINOÁCIDOS ENCONTRADOS NAS PROTEÍNAS 
 
 
 
 
 
 
 
CADEIAS POLARES E APOLARES 
Fator que rege o dobramento de uma proteína: distribuição de suas cadeias laterais polares e não 
polares. 
CONCEITO DE CONFORMAÇÃO E ESTABILIDADE 
Conformação- pode ser entendida como o arranjo espacial dos átomos em uma proteína. 
Proteínas dobradas em qualquer uma de suas conformações funcionais, são chamadas 
proteínas nativas. 
Estabilidade- tendência em manter a conformação nativa de uma proteína. 
Interações químicas 
 Ligações dissulfeto 
 Interações fracas (não covalentes) 
 Ligações de hidrogênio 
 Interações hidrofóbicas e iônicas. 
Ligações dissulfeto: Em eucariotos, as ligações dissulfeto são encontradas principalmente em 
proteínas secretadas. (ambiente altamente redutor no interior das células) Ex. Insulina 
DIFERENTES NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL 
 Estrutura primária 
 Estrutura secundária 
 Estrutura terciária 
 Estrutura quaternária 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIFERENTES NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estrutura primária: A estrutura primária de uma proteína determina como ela se enovela em uma 
estrutura tridimensional única, consequentemente determinando também a sua função. A sequência 
de aminoácidos é absolutamente fixa ou invariável, para uma proteína particular? 
 Polimorfismo 
 Regiões críticas conservadas em espécies aparentadas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estrutura secundária: É o arranjo espacial dos átomos da cadeia principal em um determinado 
segmento da cadeia polipeptídica. Interações regulares de pontes de hidrogênio dentro de segmentos 
de cadeias polipeptídicas adjacentes, originam alfa hélice (e folhas beta pregueadas ou seja é o 
primeiro nível de dobramento. 
 
 As hélices formam-se mais 
facilmente que outra conformação; 
 Em uma hélice α as ligações de 
hidrogênio internas são otimizadas. 
 
 
 
 
 
 
 
PADRÕES ESTRUTURAIS 
 Motivos: é um padrão de dobramento envolvendo dois ou mais elementos da estrutura 
secundária e a conexão entre eles. 
 Domínios: Parte de uma cadeia polipeptídica estruturalmente independente. Os domínios 
podem ter funções separadas e podem dobrar-se como unidades compactas independentes. 
 
Troponina – proteína ligadora do cálcio, com representação dos seus dois 
domínios ligadores do cálcio. 
 
 
 No músculo, a contração se dá pela interação entre os dois filamentos de proteínas nos 
sarcômeros (actina e a miosina). A cabeça da miosina empurra os filamentos de actina, gerando a 
contração muscular. Duas ações conjuntas são necessárias para a contração muscular: a) 
movimentação da cabeça da miosina para atingir a actina; b) liberação deste ponto de ligação no 
filamento de actina, que está, em condições de relaxamento muscular, ocupado por tropomiosina. 
 Onde o cálcio entra nessa história? Ele encontra-se armazenado em organelas das fibras 
musculares denominadas retículos sarcoplasmáticos e, para o movimento descrito acima ocorrer, 
lembremo-nos que o “ponto” (ou sítio) no filamento de actina, onde a cabeça da miosina irá se ligar 
durante a contração muscular, deve estar livre. No entanto, em condições normais, duas proteínas 
regulatórias, a troponina e a tropomiosina, bloqueiam este local de interação. A contração somente 
será possível caso íons de cálcio (Ca2+) sejam exportados dos retículos sarcoplasmáticos e façam 
uma ligação a troponina, sendo que esta movimenta os filamentos de tropomiosina, desbloqueando 
os sítios de ligação entre actina e miosina. 
 
 
 
 
Estrutura terciária: forças estabilizadoras – conformação tridimensional: 
 Pontes de H 
 Ligações dissulfeto 
 Interações hidrofóbicas 
Existem duas classes gerais de proteínas, com base na estrutura 
terciária: 
 Proteínas fibrosas – um único tipo de estrutura secundária 
 Proteínas globulares – contêm diversos tipos de estrutura 
secundária. 
 
Estrutura quaternária: Aquelas proteínas que possuem duas ou mais 
cadeias polipeptídicas distintas ou subunidades que podem ser idênticas ou 
diferentes, são denominadas, estruturas quaternárias. 
Hemoglobina- tetrâmero, formado de duas cadeias alfa e duas cadeias beta. 
 
 
 
PROTEÍNAS FIBROSAS – Funções estruturais 
Ex: Queratina 
 Proteína mecanicamente resistente e quimicamente não reativa. 
 Alfa- queratina – mamíferos 
 Beta-queratina – répteis e aves 
 Principal componente da camada externa da epiderme e 
apêndices relacionados, como cabelos, chifres, unhas e penas. 
Ex: Colágeno 
O colágeno é a proteína com maior capacidade para suportar estresse dos tecidos 
conectivos, como os ossos, os dentes, as cartilagens, os tendões, os ligamentos e as matrizes 
fibrosas da pele e dos vasos sanguíneos. 
PROTEÍNAS GLOBULARES- Múltiplas funções 
 Enzimas 
 Proteínas transportadoras/receptores
 Imunoglobulinas 
 Outras 
Grupo heme – presente em mioglobina, hemoglobina e citocromos 
 O Heme é um grupo prostético que consiste em 
um átomo de ferro ferroso (Fe2+) contido no centro de um 
anel orgânico heterocíclico, chamado tetrapirrol ou 
PORFIRINA. A presença do ferro ferroso permite a ligação 
do oxigênio as células sanguíneas, uma parte dele se liga a 
um resíduo de histidina na proteína globina e a outra a uma 
molécula de oxigênio. A hemoglobina possui quatro grupos 
heme, enquanto a mioglobina apenas um. 
DESNATURAÇÃO DAS PROTEÍNAS 
A desnaturação das proteínas significa perda da estrutura tridimensional. 
 A desnaturação não altera a estrutura primária 
 Nem sempre causa perda do valor nutritivo das proteínas. 
Agentes desnaturantes 
 Temperatura 
 pH 
 Solventes orgânicos 
 Uréia 
 Detergentes 
 A ureia desnatura a ribonuclease, e o 
mercaptoetanol a reduz, rompendo as ligações 
dissulfeto e liberando 8 resíduos de Cys. 
DOBRAMENTO DAS PROTEÍNAS 
O dobramento de muitas proteínas necessita de 
chaperonas moleculares. 
 Hsp70 (proteínas de choque térmico) 
 Chaperoninas 
Dobramento das proteínas – vias que contribuem para 
a proteostase (manutenção contínua do grupo ativo de 
proteínas celulares, necessárias em um dado conjunto 
de condições). 
 
 Muitas condições patológicas estão associadas 
com um mecanismo de enovelamento errôneo. 
As doenças são coletivamente chamadas de 
amiloidoses. 
 A maioria das proteínas sintetizadas no retículo 
endoplasmático é glicosilada pela adição de 
oligossacarídeos.