TUTORIA 14 - EM FORMA DE FOICE

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TUTORIA 14 – EM FORMA DE FOICE 
Objetivo 1: relatar a composição e função das hemoglobinas. 
São proteínas globulares que dão a pigmentação do sangue e a composição principal das hemácias (eritrócitos), sendo a responsável por levar o oxigênio do pulmões para os tecidos, por transportar CO2 e H+ dos tecidos para os pulmões e carregar e liberar óxido nítrito (NO – importante vasodilatador e inibidor da agregação plaquetária) no vasos sanguíneos dos tecidos. São discos bicôncavos e anucleados que podem assumir qualquer forma a depender de como são espremidas ao passar pelos capilares. Como não possuem um excesso de membrana, a deformação não causa a ruptura da célula. As hemácias desempenham outras funções, como: 
Contêm grande quantidade de anidrase carbônica, enzima que catalisa a reação reversível do CO2 e a água para formar o H2CO3. A rapidez dessa reação faz com que a água do sangue seja capaz de carregar carbono na sua forma de íon bicarbonato (HCO3-) dos tecidos para os pulmões, onde é convertido em CO2 e eliminado para a atmosfera.
Tampão ácido-base. 
As hemácias têm a capacidade de concentrar a hemoglobina no líquido celular por até 34 gramas em cada 100 mililitros (limite metabólico). Geralmente a porcentagem de hemoglobina é sempre próxima do nível máximo de cada célula. A hemoglobina é uma proteína formada por 4 monômeros (ou subunidades) e cada monômero é formado por uma porção proteica (globina) e um grupo prostético. Existem 4 tipos de cadeias de globina (α, β, γ, δ), sendo a molécula de hemoglobina constituída obrigatoriamente por duas globinas alfa e por duas não alfa, o que condiciona a existência de diferentes tipos. 
Uma molécula de hemoglobina consiste em quatro cadeias polipeptídicas, sendo duas de cada com duas sequências diferentes. Cada cadeia possui em seu centro um grupo heme, que liga oxigênio (por ficar no meio, forma-se uma região hidrofóbica, permitindo uma maior conexão do O2 com o heme). Na ligação de O2 a uma molécula de hemoglobina para formar o Hb(O2)4, os quatro sítios de heme agem de maneira cooperativa. 
Tipos de hemoglobinas: 
HbA1: hemoglobina humana adulta, com maior predomínio. Possui duas cadeias alfa e duas beta. 
HbF: hemoglobina fetal, com duas cadeias alfa e duas gama. É a mais abundante nesse período por permitir a eficácia das trocas gasosas ao ter uma maior afinidade com o O2. 
HbA2: hemoglobina adulta minoritária. São duas cadeias alfa com duas cadeias delta. 
Grupo prostético heme: 
É o sítio de ligação do O2. As quatro subunidades possuem cada uma o seu heme. Forma a parte não-polipeptídica que gera a parte funcional de uma proteína. As proteínas que não possuem esse grupo são as apoproteínas e as que possuem, holoproteínas. É formado na mitocôndria do eritroblasto, que possui um receptor para a transferrina, possibilitando que o ferro carregado por ela entre. 
Síntese: Succinil CoA + colacina = PIRROL. 
 4 pirrol = protoporfirina IX
 Protoporfirina IX + ferro = heme. 
O ferro está no estado ferroso e fica no centro da protoporfirina. O heme fica dentro de um bolsão hidrofóbico de cada subunidade globina. No centro do grupo o ferro faz quatro ligações com o nitrogênio, uma com o oxigênio e uma com a histina. 
A hemoglobina é formada por 4 subunidades (Alfa 1 e 2, beta 1 e 2). A subunidade alfa 1 se liga com a subunidade beta 1 e o mesmo vale para a alfa 2 com a beta 2. E cada subunidade tem uma estrutura formada por um grupo prostético e por um polipeptídio. A subunidade alfa 1 possui um grupo heme que se liga a uma molécula de oxigênio (O2) e se liga à histidina. Essa histidina é que se liga a cadeia polipeptídica que dá o formato de proteína globular da hemoglobina. A combinação do Heme + cadeia polipeptídica resulta na cadeia alfa ou beta. 
Faz uma combinação reversível com o O2, que é variável com o pH e a temperatura. Quando maior a temperatura, menor a interação com o O2 e maior liberação para o tecidos. Transporta até moléculas de O2. 
Objetivo 2: identificar as estruturas e funções das proteínas globulares e como os fatores genéticos influenciam. 
Os dois principais exemplos são a mioglobina e a hemoglobina. A mioglobina (Mb), diferentemente da Hb tem apenas uma cadeia polipeptídica e um sítio de ligação O2. Por conta disso, mudanças de sequência entre as sequências de mioglobina e hemoglobina são explicar pelo fato da mioglobina agir como um monômero; suas posições de superfície interagem com a água e impedem que outra molécula mioglobina se associe. Já os resíduos de superfície das subunidades individuas da Hb formam pontes de hidrogênio e contatos não-polares com outras subunidade na estrutura quaternária. As histidinas proximal e distal ao ferro heme são preservadas em todas as cadeias de globina, assim como os bolsões hidrofóbicos do heme. 
ESTRUTURAS: 
Primária: 
É a sequência de aminoácidos, dada pela sequência de nucleotídeos da molécula de DNA responsável por sua síntese. É o nível estrutural mais simples e mais importante, pois dele deriva todo o arranjo espacial da molécula. A convenção para a designação da ordem dos aminoácidos é a de que o N terminal (o final com o resíduo com o grupo α-amino livre) é para a esquerda (é do primeiro aminoácido) e do C-terminal (o fim com o resíduo que contém um grupo carboxila livre) é para a direita. Nesta estrutura são encontradas ligações peptídicas. Sequência que deve ser fundamentalmente mantida, caso contrário, pode perder a sua função. Exemplo: presença de valina ao invés de glutamato no sexto aminoácido da cadeia polipeptídica da hemoglobina, que causa a doença genética denominada de anemia falciforme. 
Secundária: 
Relaciona a forma que a cadeia polipeptídica assume no espaço, que pode ser α-hélice (conferida através do ângulo de torção que os resíduos de aminoácidos apresentam na ligação peptídica, estabilizada por pontes de hidrogênio entre o oxigênio do grupamento carboxila de um Cα e o H do grupamento amino do outro aminoácido) ou β-folha pregueada (possível graças a pontes de hidrogênio que ocorrem entre duas partes da cadeias polipeptídicas dentro da molécula proteica). Uma proteína pode apresentar os dois tipos de organização secundária dentro de sua molécula.
Terciária: 
Corresponde às relações da cadeia polipeptídica no sentido de estabilizar a conformação tridimensional. Muitos tipos de interações químicas podem ocorrer dentro de uma molécula proteica. As mais fortes são as ligações covalentes. Há também as não covalentes: formação de pontes de hidrogênio, interações eletrostáticas e interações fracas de van der Waals entre os grupamentos R.
Pontes de hidrogênio: grande número de pontes de H são formadas no interior e na superfície das proteínas. Além de formar pontes de H entre si, os grupos polares das cadeias laterais dos aminoácidos podem interargir com a água ou com o esqueleto polipeptídico.
Interações Hidrofóbicas: são as forças não covalentes mais importantes para a estabilidade da estrutura enovelada. Ocorrem entre aminoácidos de cadeia lateral hidrofóbica, excluindo e afastando as moléculas de água no momento da ligação. 
Interações eletrostáticas (ligações iônicas): ocorrem entre aminoácidos que possuem carga positiva ou negativa na cadeia lateral. 
Forças de van der Waals: é uma força de atração inespecífica que ocorre quando dois átomos quaisquer estão próximos. Apesar dessas forças serem comparativamente fracas em relação as demais, o efeito cumulativo de numerosas interações tem substancial influência para a estabilidade da estrutura enovelada.
Esta estrutura terciária é comum a todas proteínas e polipeptídios. Algumas proteínas contêm apenas uma cadeia polipeptídica (mioglobina) enquanto outras são composta por mais de um tipo iguais ou diferentes entre si (proteínas oligoméricas), como é o caso da hemoglobina. 
Quaternária: