Bioquímica - Aula 05 - Propriedades das proteínas

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Aula 5 – Bioquímica 
Propriedade 1 
O ligante combina-se a um sítio particular da proteína 
 A molécula que se liga temporariamente à proteína é chamada 
ligante 
 Qualquer molécula pode ser um ligante 
 O sítio de ligação é complementar aos ligantes em: 
1. tamanho 
2. forma 
3. carga (positiva ou negativa) 
4. caráter (hidrofílico ou hidrofóbico) 
 Uma proteína pode ter mais de um sítio de ligação 
Importância da especificidade da ligação 
 Exemplo: Diferenciação do “próprio” e “não-próprio” no 
sistema imunológico 
 As células dos vertebrados apresentam em sua superfície uma grande 
variedade de proteínas chamadas proteínas MHC 
 Estas proteínas se ligam à fragmentos de proteínas celulares oriundos 
de degradação de células (complexo MHC-peptídeo) 
 Estes complexos sinalizam para as células de defesa o que é próprio do 
organismo (são eliminados) 
 Assim toda Célula T que resta se liga especificamente à apenas 
moléculas estranhas ao organismo (chamadas antígenos) 
 
 Proteínas MHC e ligação ao antígeno (ligante) 
Propriedade 2 
As interações proteína-ligante são reversíveis 
 Um ligante pode conectar e desconectar de um sítio ativo da 
proteína 
 Conexão - maior afinidade pelo ligante 
 Desconexão – menor afinidade pelo ligante 
 Garante a reutilização das proteínas em suas funções 
 Exemplo: Mioglobina 
 Função da mioglobina: transporte de O2 nos músculos 
 O2 é pouco solúvel em soluções aquosas 
 Proteínas especializadas em captar O2 nos pulmões e liberá-lo nos tecidos 
 A cadeia peptídica única está ligada à um grupo heme (contendo Fe) 
 
 
 
 
 
 Como se dá o ganho/perda da afinidade pelo O2? 
 O grupo heme contém um átomo de Ferro que sofre oxido-redução 
 Fe2+ tem maior afinidade pelo O2 do que Fe
3+ 
 Cadeia lateral de uma Histidina impede a conversão do Fe2+ do grupo 
heme estabilizando a ligação da mioglobina ao O2 
 Quando a mioglobina muda sua conformação a Histidina perde efeito 
sobre o grupo heme e o Fe2+ passa a Fe3+ (perda de afinidade) 
 
Propriedade 3 
As proteínas são flexíveis 
 As proteínas são capazes de alterar sua “forma” de maneira controlada 
 As mudanças na conformação influenciam na afinidade por 
determinado ligante 
 As proteínas globulares são mais flexíveis que as proteínas fibrosas 
 As proteínas podem ter regiões mais rígidas e regiões mais flexíveis 
 
 
 
 
 
 Exemplo de proteína flexível: Hemoglobina 
 Hemoglobina: transporte de O2 no sangue 
 Proteína tetramérica com 4 grupos heme 
 
 A hemoglobina tem dois estados conformacionais 
 Estado R: 
 Aminoácidos fazem o grupo heme assumir estrutura planar 
 Afinidade maior pelo O2 
 Estado T: 
 Aminoácidos fazem o grupo heme assumir estrutura pregueada 
 Menor afinidade pelo O2 
 Nos pulmões 
 
 
 
 
 Nos tecidos 
 
Transição do 
estado T → R 
Maior afinidade 
por O2 
Captação de O2 
Transição do 
estado R → T 
Menor afinidade 
por O2 
Liberação de O2 
 O dispara a mudança conformacional? Íons H+ 
 O CO2 nos tecidos é hidratado gerando HCO3
- + H+ 
 Os íons H+ aumentam o pH e são incorporados à aminoácidos da 
hemoglobina 
 Quando a His HC3 da subunidade β é protonada ela forma um par 
iônico com a Asp FG1 
 Este par iônico ajuda a estabilizar o estado T da hemoglobina (menor 
afinidade por O2), facilitando a liberação do O2 nos tecidos 
Aumento de 
H+ 
Protonação de 
HC3 
Formação de 
pares iônicos 
Transição de 
estado R→ T 
Liberação do 
O2 
 A hemoglobina também transporta H+ e CO2 
 Tecidos: ↑ CO2 ↓ O2 
 
 
 
 
 Pulmões: ↑ O2 ↓ CO2 
 
CO2 é 
hidratado 
CO2 → HCO3- 
Diminuição 
do pH 
Diminuição 
da afinidade 
por O2 
Liberação de 
O2 
Captação de 
CO2 
Menos CO2 e 
H+ 
Aumento do 
pH 
Aumento da 
afinidade por 
O2 
Captação de 
O2 
Liberação de 
CO2 
Propriedade 4 
Ajustes em proteínas multiméricas é cooperativo 
 As mudanças conformacionais de uma subunidade acelera as 
mudanças nas demais 
 A velocidade de transição da segunda é maior que da primeira, a 
terceira é maior que a segunda, … 
 Hemoglobina 
 A transição do estado T → R é mais rápido a partir da segunda subunidade 
 
 
 
 Ajuste da afinidade por O2 na hemoglobina 
 A ligação de O2 à uma subunidade da hemoglobina altera afinidade 
das subunidades adjacentes 
 
Propriedade 5 
As interações proteína-ligante podem ser reguladas 
 Interações com ligantes adicionais (moduladores) podem causar 
mudanças na conformação que influenciam na capacidade de 
ligação dos sítios 
 Estas proteínas são chamadas proteínas alostéricas 
 Alosteria homotrópica: o modulador é o próprio ligante 
 Alosteria heterotrópica: o modulador é uma molécula diferente 
do ligante 
 A BPG é um modulador heterotrópico da 
hemoglobina 
 A presença da BPG reduz a afinidade da 
hemoglobina por O2, ajudando a estabilizar o 
estado T 
 Em condições normais, a presença da BPG 
resulta numa eficiência de liberação de apenas 
40% nos tecidos 
 Em baixas concentrações de O2, os níveis de 
BPG aumentam resultando numa eficiência de 
liberação maior 
 Este efeito balanceia o nível de O2 nos tecidos