Propriedades da Ligação Peptídica

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Propriedades da ligação peptídica
Hidrólise
o Química
o Enzimática
http://imgarcade.com/protein-hydrolysis-reaction.html
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Hidrólise química
HCl 6N, 110oC
o Em geral fornece 16 aminoácidos
o Métodos especiais são necessários para 
o Triptofano e fosfoaminoácidos.
o A análise em tempos diferentes (ex: 24, 
48 e 72 horas a 110 oC) pode ser usada 
para melhorar a quantificação de Ser e 
Thr (destruídas parcialmente) e Ile e Val 
(clivagem mais lenta).
o Asp e Asn = Asx; Glu e Gln = Glx 
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Hidrólise química
Analisador de aminoácidos
Análise em coluna de cromatografia de troca iônica
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Hidrólise enzimática
Enzimas: proteases, 
peptidases ou enzimas 
proteolíticas.
Dividem-se em:
endoproteases e
exoproteases
A susceptibilidade de uma proteína à 
degradação é expressa como sua “meia-
vida” (t1/2), o tempo necessário para diminuir sua concentração à metade.
• Proteínas hepáticas: menos de 30 min até 
150 h. 
• Enzimas “de manutenção” + de 100 h
• Enzimas reguladoras: 0,5 a 2 h.
Sequências PEST (ricas em Pro, Asp, Ser e 
Thr): marcam proteínas para rápida 
degradação.
Meia-vida de proteínas
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Hidrólise enzimática
Sistema Proteassoma-
Ubiquitina
http://envelhecimentounb94.blogspot.com.br
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Hidrólise enzimática
Sistema Proteassoma-
Ubiquitina
E1 (enzima 
ativadora da 
ubiquitina), 
2 (enzima 
conjugadora) e 
E3 (ubiquitina 
ligase).
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Hidrólise enzimática
Sistema Proteassoma-
Ubiquitina
Subunidade
11 S
Subunidade
20 S
Subunidade
11 S
commons.wikimedia.org
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Exemplos de oligopeptídios e 
polipeptídios
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Hipófise (pituitária) 
LOBO ANTERIOR
LOBO POSTERIOR
encefalinas
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Oligopeptídeos: Encefalinas
en.wikipedia.org
pentapeptídeos
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Oligopeptídeos: Encefalinas
As encefalinas são pentapeptídeos que terminam com o 
aminoácido leucina ("Leu") ou com o aminoácido 
metionina ("Met"). 
Estes peptídios fixam-se nos receptores de certas células 
nervosas pela extremidade da sua cadeia tirosina N-
terminal, cuja conformação é semelhante à dos opiáceos.
Agem como analgésicos.
 Metionina-encefalina ([Met]-encefalina) é Tyr-Gly-Gly-
Phe-Met.
 Leucina-encefalina ([Leu]-encefalina) é Tyr-Gly-Gly-
Phe-Leu.
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Oligopeptídeos: Oxitocina
www.zazzle.com
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Oligopeptídeos: Oxitocina
• Papel no parto (contrações do útero)
• Amamentação (liberação do leite)
• Efeito anti-inflamatório → cicatrização
• Orgasmo (aumenta no sangue)
• Melhora o vínculo, a capacidade amorosa, 
a generosidade, a interação e a fraternidade
• Participa no reconhecimento facial
• Diminui a agressividade
• Tratamento de autismo (?)
blog.lib.umn.edu
Oligopeptídeos: Oxitocina
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Pâncreas
glucagon
Oligopeptídeos: Glucagon
Oligopeptídeos: Glucagon
commons.wikimedia.org
jejum
Antioxidante intracelular
Oligopeptídeos: Glutationa
Ligação isopeptídica
Qual seria o nome deste 
tripeptídeo com base nos seus 
resíduos?
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Glutationa
...s
Monômero:
eficaz contra 
espécies 
reativas de 
oxigênio
Dímero:
não tem ação 
protetora
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Exemplos de proteínas
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Composição 
de 
aminoácidos 
de 2 proteínas
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Estrutura tridimensional de 
proteínas
25
Estrutura tridimensional de 
proteínas
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Anos 1920s: proteínas cristalizadas 
(hemoglobina, 64.500 Da; urease, 483.000 
Da) 
Cada proteína teria uma única estrutura, a 
“conformação nativa”
Chaperonas
• Algumas proteínas precisam de chaperonas 
• Proteínas que auxiliam no enovelamento de 
cadeias polipeptídicas ou na montagem de 
proteínas oligoméricas
• Exemplos: chaperoninas e proteínas de choque 
térmico (heat shock proteins) ou Hsp (Hsp60, 
Hsp70, Hsp100, etc.)
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1. A estrutura 3D é determinada pela sequência
2. A função depende da estrutura 3D
3. Uma proteína isolada existe em um ou um 
reduzido número de formas estruturais
4. As interações não covalentes têm o papel 
principal na manutenção da estrutura
5. Apesar do enorme número de estruturas, existem 
alguns padrões comuns
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Interações não covalentes e 
covalentes
Mais informações:
http://news.bbc.co.uk/2/hi/781611.stm
adesão explicada
por forças de Van
der Waals
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Conformação
Definição: É o arranjo tridimensional dos átomos 
de uma proteína.
Uma proteína pode ter alterações 
conformacionais envolvendo a quebra de ligações 
não covalentes.
As conformações de uma proteína geralmente 
são as mais estáveis (menor energia livre G) = 
“estado ou conformação nativa”.
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Quimiotripsina vs Gly
~25.000 Da
~75 Da
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Conformação
Diferença de G da proteína desenovelada e 
enovelada ~ 20-65 kJ/mol
Lig. Covalente: 200-460 kJ/mol; não covalente:4-30 kJ/mol
Alta entropia conformacionalBaixa entropia conformacional
Estabilidade: tendência de
manter a conformação
nativa
se as interações não covalentes
são muito mais fracas, por que 
elas são as mais importantes em
proteínas ? 
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A ligação peptídica
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A ligação peptídica
Estrutura de ressonância
Configuração trans
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A ligação peptídica
99,9% das ligações
A ligação peptídica
Pro: 10-40%
nature.com
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Anos 1930s
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Os átomos da ligação peptídica são 
coplanares
Ângulos de rotação: f (Ca-N) e y (Ca-C)
Variação teórica: ± 180o
Os átomos da ligação peptídica são 
coplanares
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A rotação das ligações determina
o enovelamento
Rotação em torno do ângulo fi (f) & ângulo psi (y)
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A rotação das 
ligações 
determina
o 
enovelamento
en.wikipedia.org
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Impedimento estérico 
(espacial)
 É a limitação da rotação causada pelo 
arranjo espacial de átomos na molécula
 Os átomos não podem se sobrepor
 O tamanho do átomo é definido pelo raio 
de van der Waals
 As nuvens de elétrons se repelem entre si
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Combinação f 0o – y 0o
Gráfico de Ramachandran
Gopalasamudram Narayana Iyer Ramachandran ou
G.N. Ramachandran, (8/10/1922 – 7/4/2001)
48
Gráfico de Ramachandran
Regiões permitidas Regiões
generosamente
permitidas
Região não
permitida
Apenas 10% das
combinações de fi
e psi são observadas
em proteínas
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Gráfico de Ramachandran
Distribuição em 42 proteínas, dados de cristalografia de Raios X
Dr. Abdul Waheed fez Mestrado com Ramachandran, Saint Louis University
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Níveis estruturais em proteínas
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5’-AAGGGTACCCAACATTTAGTT-3’
3’-TTCCCATGGGTTGTAAATCAA-5’
5’-AAGGGUACCCAACAUUUAGUU-3’
N Lys.Gly.Ser.Gln.His.Leu.Val C
DNA
RNAm
Proteína
Estrutura primária
transcrição
tradução
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Estrutura secundária
Estruturas com padrões repetitivos
 hélice alfa (alpha helix)
 folha beta pregueada (beta sheet)
Estruturas não repetitivas
 Dobras ou curvas beta (beta turns)
 Enovelamento aleatório ou amorfo (random 
coil)
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Padrão repetitivo: Hélice 
Ligação de H:
i : i + 4
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Hélice 
Cadeias laterais
Hélice 
A hélice alfa 
poderia se 
formar ainda 
dentro do 
túnel do 
ribossomo 
(KOMAR, 
2008)
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Hélice 
Regra para determinar se
a hélice é dextrógira
ou levógira
Não tem 
relação com a 
atividade 
ótica !!!
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Hélice 
-hélice
anfipática
Face
hidrofóbica Face polar
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A hélice alfa no gráfico de 
Ramachandran 
• Valores repetitivos de φ e ψ ao longo da 
cadeia produzem uma estrutura regular
• Por exemplo, valores repetitivos de φ ~ 
-57° e ψ ~ -47° são próprios de uma 
hélice alfa dextrógira
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O citocromo C mostra muitos segmentos de hélice, e o gráfico de 
Ramachandran mostra um agrupamento de ângulos φ, ψ próximos 
de -57,-47
Hélices alfa Gráfico de Ramachandrando citocromo C
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A Prolina e a 
hélice alfa
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Hélice 310
 = -49º
 = -26º
Dist. entre as alças: 5,9 Angstroms
Residuos por volta: 3
Outros tipos de 
hélices
Ligação de H:
i : i + 3
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Padrão repetitivo: Folha b 
pregueada
Antiparalela 5-10 resíduos por fita
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Folha b pregueada
Paralela
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Como fica a conformação beta no Gráfico de 
Ramachandran?
Valores repetitivos na região φ = -110 a –140 e ψ = +110 a +135 são 
próprios de folhas beta. 
A estrutura da plastocianina é composta principalmente de folhas beta; o 
gráfico de Ramachandran fornece valores na região de –110 a +130.
Folhas beta Gráfico de Ramachandran
da plastocianina
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Estruturas não repetitivas
Dobras ou curvas beta
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Estruturas não repetitivas: 
enovelamento aleatório ou amorfo
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Exceções: proteínas sem padrões 
repetitivos: Osteopontina
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Estruturas supersecundárias
(motivos ou motifs)
• Hélice-alça-hélice
• Sete hélices transmembrana 
• Zíper de leucina
• Unidade 
• Grampo 
• Dedo de Zn
• Mão EF
70
N
C
Hélice-alça-hélice
71
Sete hélices
transmembrana
(bacteriorrodopsina) 
72
Zíper de
Leucina
larcriativo.com
73


74
Grampo 
75
Barril  paralelo
76
Dedos de 
Zinco
77
Mão EF
(hélice-alça-
hélice)
Proteínas que
Ligam Ca2+
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DominiosSão porções mais 
compactas da 
proteína, em 
média com 
100 resíduos 
(40-400).
3 dominios na piruvato cinase
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Tendência de cada Aá
Hélice a conformação b dobra b
80
Exemplos de estruturas
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Exemplos de estruturas
82
Exemplos de estruturas
83
Exemplos de estruturas
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As primeiras proteínas que tiveram 
sua estrutura 3D determinada
Max Perutz e
John Kendrew
com os modelos
de hemoglobina
e mioglobina
respectivamente
(1962)
Métodos para determinação da 
estrutura tridimensional de proteínas
• Cristalografia e difração de raios X
• NMR: Ressonância Magnética 
Nuclear
• SAXS: espalhamento de raios X de 
baixo ângulo
Cristalografia 
e difração de 
raios X
http://www.cs.cornell.edu
http://www.jic.ac.uk
http://www.jic.ac.uk
Ressonância 
Magnética 
Nuclear
http://medicine.yale.edu
(em solução)
Espalhamento 
de raios X de 
baixo ângulo 
(SAXS)
http://www.nbtc.cornell.edu
(em solução)