Aula 4 Função Proteíca

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FUNÇÃO PROTEICA
Nathieli Bianchin Bottari
Santa Maria, abril de 2016.
Revisando...
Revisando...
Estrutura secundária
◦ Segmentos de uma cadeia polipeptídica e/ou arranjo espacial dos átomos 
na cadeia principal sem considerar a conformação das cadeias laterais.
◦ Ocorre quando os ângulos diedros θ (N-C) e φ (C-C) permanece igual ou 
semelhante ao longo do segmento.
α hélices
Conformações β
Volta β
Estrutura secundária
◦ α hélice
◦ Pauling e Corey(1930): grupos R projetam para fora;
◦ Unidade repete forma volta (hélice)
que se estende 5Å.
◦ Cada volta é formada 3,6 aa;
◦ Torção voltada para direita.
◦ Ex: queratina
Estrutura secundária
◦ β Conformações
◦ Pauling e Corey: envolve dois ou mais segmentos peptídicos.
◦ Esqueleto está estendido em “zigue-zague” em direções opostas e arranjadas 
lado a lado, formando “folha”;
◦ As ligações de hidrogênio estão entre segmentos 
adjacentes (perpendicular ao eixo);
◦ Unidade repete forma volta (folha) que se 
estende 7Å.
Ex: Fibroína (seda),
Estrutura secundária
◦ Voltas β
◦ Presentes em uma estrutura
dobrada, compacta que
conecta extremidades de
dois segmentos adjacentes
em uma folha β antiparalela.
Estrutura Terciária e Quaternária
É o arranjo tridimensional de todos
os átomos de uma proteína.
Duas ou mais cadeias polipeptídicas
diferentes ou subunidades diferentes.
Estrutura Terciária e Quaternária
◦ Classificadas em dois tipos:
Fibrosas Globulares
• Cadeias arranjadas em 
forma esférica ou 
globular.
• Possuem diversas 
estruturas secundárias.
• Conferem função.
• Ex: Hemoglobina, 
Mioglobina, enzimas.
• Cadeias arranjadas em 
longos filamentos ou 
folhas.
• Possuem um único tipo 
de estruturas 
secundária.
• Confere suporte, forma 
e proteção estrutural.
• Ex: queratina, 
colágeno, fibroína.
Proteínas Fibrosas
◦ São insolúveis em água (devido a presença de aa hidrofóbicos)
(Colágeno)
(α queratina)
Proteínas Globulares
◦ Segmentos de cadeias diferentes que se dobram um sobre os outros gerando 
uma forma compacta. 
Mioglobina
◦ John Kendrew (1950): Proteína ligadora de oxigênio das células musculares
◦ Mr: 16.700Da; 154 aa. Monomérica.
◦ Basicamente 2 funções:
Estoque de O2
Facilita a difusão de O2 nos tecidos 
durante contrações musculares
Desnaturação de Proteínas
◦ É a perda estrutural tridimensional e /ou perda da função de uma proteína.
◦ Basicamente 3 condições afetam a estrutura terciária:
Calor: Rompe as ligações de oxigênio
Ph extremos: Rompe interações hidrofóbicas
Solventes orgânicos
Desnaturação de Proteínas
Renaturação
Dobramentos 
◦ O dobramento de proteínas envolve múltiplos mecanismos.
◦ Inicialmente, formam-se regiões de estruturas secundárias, seguido pelo
dobramento das estruturas terciárias.
◦ Para muitas proteínas o dobramento é facilitado por chaperonas (Hsp70), as
quais catalisam a formação de ligações dissulfeto e a isomerização cis-trans
de ligações peptídicas.
◦ O dobramento errado é a base molecular de uma grande variedade de
doenças, incluindo amiloidoses.
Função proteica
Ligante
Molécula que 
interage com 
uma proteína
Sítio de 
ligação
É complementar 
e específico ao 
ligante
Encaixe 
induzido
Mudança na 
conformação do 
Sítio de ligação
• Carga
• Tamanho
• Forma
• Solubilidade 
em água
Tipos de Interações:
◦ Interações Reversíveis de uma proteína com ligante: proteínas de ligação ao 
oxigênio
◦ Nenhuma proteína tem a capacidade de ligar reversivelmente ao Oxigênio
O ferro usado pelas células que o
sequestram convertem em ferro
ferroso. Esse ferro foi incorporado ao
grupo prostético heme contribuindo
para função.
Heme
◦ Consiste em uma anel protoporfirina com um átomo de ferro (ferroso 
Fe2+) está ligado.
◦ Encontrado na Hb e Mb, citocromos e reações de oxirredução onde há 
transferência de elétrons.
◦ Átomo tem 6 ligações coordenadas: 
4 ligações com N e 2 ligações perpendiculares 
a porfirina.
◦ Grupo heme fica no centro a fim de evitar 
reações adicionais em forma de anel 
(incorporado a proteína).
Hemoglobina
◦ É uma metaloproteína que contém ferro presente nos glóbulos vermelhos
(eritrócitos) e que permite o transporte de oxigênio pelo sistema circulatório.
◦ Mr:64.500 Da; 55 Å
◦ Contém 4 cadeias polipeptídicas e 4 grupos prostéticos heme, no qual estão
4 ferros ligados.
◦ É uma proteína alostérica, pois a ligação e
a libertação do oxigênio é regulada por
mudanças na estrutura provocadas pela ligação
do oxigênio ao grupo heme.
Hemoglobina
◦ O aumento de glóbulos vermelhos no sangue (eritrocitose) geralmente se dá por uma
adaptação fisiológica do organismo em locais de altitude elevada. Uma vez que o aumento
de glóbulos vermelhos favorece o transporte de oxigénio pelo sangue, seu uso melhora a
performance de atletas, principalmente no desporto que necessitem muita resistência.
Quando os atletas realizam treino em locais de alta altitude, a pequena concentração de
oxigénio estimula a produção natural de EPO (Eritropoietina, hormonio que aumenta o
número de eritrócitos e a capacidade muscular), e, ao retornar às baixas altitudes, seu corpo
está mais preparado e sua resistência está maior.
Interações proteína- ligante
P+L PL P= proteína
L= Ligante
Ka=[PL]
[P][L]
Constante de equilíbrio
Interações Reversíveis de uma proteína com ligante: proteínas de 
ligação ao oxigênio
Representação gráfica da interação com o ligante
[ligante] livre
Metade dos sítios 
estão ocupados
Kd
Afinidade
Estrutura da proteína afeta a interação com o ligante
◦ CO (monóxido de carbono) se liga a 3 moléculas heme 20.000 vezes melhor 
que o O2.
• Quando o O2 se liga ao heme livre, 
forma um ângulo entre o Fe-O.
• A His E7 presente no lado heme está 
longe para interagir com o ligante, 
fazendo uma ligação de hidrogênio 
entre o O2 , impedindo assim a ligação 
do CO.
Estrutura da proteína afeta a interação com o ligante
◦ A ligação do O2 ao heme 
depende de movimentos 
moleculares.
◦ Hemoglobina pode 
assumir dois estados de 
conformação: T ou R
Modelos de ligação cooperativa
Ligação do Oxigênio com a hemoglobina é regulada por 
2,3-bifosfoglicerato (BPG)
◦ 2,3-BFG está presente nos eritrócitos e regula a afinidade do O2 pela
hemoglobina em relação a pO2 nos pulmões.
◦ Apenas 1 molécula de BPG se liga ao tetrâmero;
◦ BFG reduz a afinidade da Hb pelo O2 por que estabiliza o estado T;
◦ Na ausência de BPG a Hb é convertida mais facilmente ao estado R;
HbBPG +O2 HbO2 + BPG
Efeito do BPG sobre a ligação do O2 à Hemoglobina
• Elevadas altitudes/ Hipóxia: Alta
concentração BPG, baixa afinidade
da Hb ao O2. Para que apenas 40%
do oxigênio liberado pelos pulmões
seja transportado até os tecidos.
Hemoglobina transporta hidrogênio e Dióxido de Carbono
◦ Além de carregar O2 dos pulmões aos tecidos, a Hb transporta dois produtos 
finais da respiração celular: H e CO2.
◦ CO2 produzido na mitocôndria é hidratado formando bicarbonato.
◦ Por que hidratar?
◦ Essa hidratação resulta em aumento na concentração de H, diminuindo o pH 
nos tecidos. Esse efeito do pH e concentração de H é dado pelo efeito Böhr.
Efeito Böhr: Quando H se ligam nos resíduos de His da Hb, há formação de um 
par iônico com as Asp, auxiliando o estado T.
CO2 + H2O H
+ + HCO3
-
HHb+ + O2 HbO2 + H
+
anidrase
Efeito do pH sobre a ligação do O2 à Hemoglobina
• Os resíduos de His quando
protonados forma pares iônicos
com Asp auxiliando na
estabilização do estado T da
Hb.Visão geral do funcionamento da 
Hemoglobina...
Tipos de Hemoglobinas
◦ Embrionária:
◦ Gower 1 (ξ2ε2)
◦ Gower 2 (α2ε2)
◦ Hemoglobina de Portland (ζ2γ2)
◦ Fetal:
◦ Hemoglobina F (α2γ2)
◦ Adultos:
◦ Hemoglobina A (α2β2) - O tipo mais comum,
◦ Hemoglobina A2 (α2δ2) - cadeias δ são sintetizadas
no último trimestre após o parto, seu nível normal é de 
aproximadamente 2,5 %.
◦ Hemoglobina F (α2γ2) - Nos adultos, a hemoglobina F é 
restrita a uma população de células vermelhas (hemácias),
chamadas células F. Este tipo de hemoglobina corresponde a cerca de 2,5 % 
da hemoglobina total.
Casos clínicos
G.A.G. 14 anos, masculino, deu entrada no nosso setor de Emergência em 22
janeiro de 2007 com quadro de coma. Tratava se de um rapaz paulista em férias
no Rio de janeiro que foi encontrado por sua mãe desmaiado no chuveiro. Esta
arrombou a porta do banheiro pois o mesmo permanecia cerca de 1 hora lá.
Exame físico revelava escala de coma de Glasgow de 6 com abertura ocular 1,
resposta verbal 1, e resposta a dor 4, alem de pletora, insuficiência respiratória e
corte no queixo. Não havia antecedentes médicos, nem tão pouco usava
drogas. Levado a sala de trauma e iniciada a ventilação com O2 a 100% a
gasometria demonstrava acidose metabólica, havendo melhora do quadro
neurológico após alguns minutos de ventilação de O2 a 100%. Realizada
Tomografia de crânio que foi normal. A carboxihemoglobina dosada no sangue
foi de 15,9% (VR 0,0-0,8%) Mantido com ventilação sobre pressão não invasiva
(CPAP) apresentou importante melhora e 24 horas após foi dada alta do CTI.
Liberado para caso 48 horas após a admissão.
Casos Clínicos
Identificação: R.F.M., 3 anos e 9 meses, menina, branca, natural de Limeira (SP), 
residente em Campinas (SP)
Queixa principal: Dores em todo o corpo há dois meses e palidez progressiva há um 
mês.
Hemograma: 
Diminuição Hb
Diminuição número de eritrócitos
Anisocitose
Diminuição do VCM
Presença de depranócitos
Casos Clínicos
◦ G.D., 25 anos. Apresenta: Fadiga extrema, Fraqueza, Falta de ar. 
Queixa de sangramento nas fezes.
◦ Hemograma: 
Ferritina: Baixa
Fe sérico: Baixo
Transferrina: Normal
Hb: Baixo
Eritrócitos: Diminuído
Policromasia, Hipocromia