ENOVELAMENTO E PROCESSAMENTO PÓS-TRADUCIONAL DE PROTEÍNAS

Prévia do material em texto

3
INTRODUÇÃO
O enovelamento de proteínas é um processo químico onde a estrutura de uma proteína
assume a sua configuração funcional. Ao dobrar e enrolar-se para tomar uma forma
tridimensional específica, as proteínas são capazes de realizar a sua função biológica.
O processo de biossíntese das proteínas é o mais complexo que envolve ao todo quase
300 macromoléculas diferentes, quase todas dentro do ribossomo. Já a modificação
pós-traducional de proteínas é a modificação química de uma cadeia proteica depois de sua
tradução. Essas alterações químicas podem alterar a hidrofobicidade de uma proteína e assim
determinar a localização celular da mesma.
https://pt.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tradu%C3%A7%C3%A3o_(gen%C3%A9tica)
4
 1 MODIFICAÇÕES PÓS-TRADUCIONAIS
As modificações pós-traducionais conhecidas incluem fosforilação, acetilação,
alquilação, metilação, sulfatação, isoprenilação, glicilação, ubiquitinação e formação de
pontes dissulfeto.
 1.1 Enovelamento de proteínas
Após a tradução, a proteína é apenas uma longa cadeia de aminoácidos, incapaz de
exercer sua função biológica. Ela precisa assumir uma conformação para poder se tornar ativa
e esse processo é chamado de enovelamento (passagem de uma estrutura inativa para uma
ativa). O processo contrário é chamado de desnaturação.
A forma mais estável varia de acordo com o meio. O enovelamento é guiado pelas
forças de Van der Waals, contribuições da energia livre de Gibbs, formação de ligações de
hidrogênio e pontes dissulfeto. Mas mesmo que as proteínas assumem espontaneamente sua
forma nativa, esse processo pode ser muito demorado.
 1.2 Fosforilação
 
É a adição de um grupo fosfato (PO4) a uma aminoácido de uma cadeia proteica. As
enzimas quinases são responsáveis pela fosforilação e as fosfatases pela desfosforilação. De
um modo geral, a fosforilação é a mais importante e bem estudada modificação
pós-traducional. Possui um papel crucial em inúmeros processos celulares. Muitos receptores
e enzimas são “ligados” ou “desligados” pela fosforilação e desfosforilação. O controle da
atividade enzimática pela fosforilação é responsável por diversas vias de transdução de sinal,
pelo controle do ciclo celular e muitos outros eventos celulares cruciais.
O grupo fosfato adicionado é fortemente negativo, então sua adição induz forças na
cadeia proteica que podem levar a uma radical alteração em sua conformação. Desse modo,
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fosforila%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Acetila%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Alquila%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Metila%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Sulfata%C3%A7%C3%A3o&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Glicila%C3%A7%C3%A3o&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ubiquitina%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Pontes_dissulfeto&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7as_de_Van_der_Waals
https://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_livre_de_Gibbs
https://pt.wikipedia.org/wiki/Liga%C3%A7%C3%B5es_de_hidrog%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Liga%C3%A7%C3%B5es_de_hidrog%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Pontes_dissulfeto&action=edit&redlink=1
5
uma proteína pode expor os aminoácidos antes escondidos em seu centro e mudar muito suas
características.
 1.3 Formação de pontes dissulfeto
 
Modificações pós-traducionais podem levar à formação de pontes dissulfeto, o que
altera drasticamente a estrutura tridimensional da proteína em questão. Elas são ligações
fortes covalentes entre dois grupos sulfidril, quase sempre da cadeia lateral de cisteína. Essa
ligação é muito importante para a formação da estrutura terciária de proteínas e,
consequentemente, formando a função destas.
 1.4 Glicosilação
Glicosilação é a reação química na qual um carboidrato é adicionado a outra molécula,
chamada de receptora. Na biologia, glicosilação se refere ao processo enzimático que une
glicanos a lípidios, proteínas ou outras moléculas orgânicas
Nela, carboidratos são adicionados a sítios específicos na superfície de proteínas e
lipídios, que, conforme a especificidade da molécula orgânica, pode ocorrer tanto no retículo
endoplasmático quanto no aparato de Golgi. Assim, a glicosilação leva à formação de
glicoproteínas, constituindo um processo co e pós-traducional, ou seja, que pode ocorrer
durante e após a tradução, momento em que as proteínas são alvo de diversas modificações
estruturais. Essa reação confere estabilidade, heterogeneidade e maior solubilidade às
moléculas glicosiladas, sendo essencial para a adesão e sinalização celular e para o
enovelamento protéico.
A glicosilação é um processo enzimático bastante diversificado e plural e, portanto,
pode ser subdividida em diversos tipos:
● N-glicosilação: adição de carboidratos ao nitrogênio das cadeias laterais de asparagina
ou arginina
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ponte_dissulfeto
https://pt.wikipedia.org/wiki/Liga%C3%A7%C3%A3o_covalente
https://pt.wikipedia.org/wiki/Liga%C3%A7%C3%A3o_covalente
6
● O-glicosilação: adição de carboidratos ao radical hidroxila das cadeias laterais de
serina, treonina, tirosina, hidroxilisina ou hidroxiprolina
● P-glicosilação: ligação de carboidratos ao fosfato de uma fosfoserina
● C-glicosilação: processo enzimático em que ocorre adição de carboidratos a um
carbono da cadeia lateral do triptofano
● Glipiação: adição de uma ancoragem de glicosilfosfatidilinositol (GPI), em que ocorre
a ligação de um carboidrato à fosfoetanolamina, o que permite que seja ancorada ao
grupo carboxil terminal de uma proteína.
As cadeias de polissacarídicas adicionadas as proteínas têm diversas funções:
experimentos mostraram que sem elas, algumas proteínas não se enovelam corretamente e
outras tem sua vida média muito diminuída. A glicosilação também desempenha uma papel
central na adesão célula-célula.
1.5 Sulfatação
Ocorre em resíduos de tirosina de proteínas como o fibrinogênio e proteínas que serão
secretadas (por exemplo, a gastrina).
Uma vez adicionado, o grupo sulfato não será mais removido, sendo assim, ele é não
usado para a regulação proteica como a fosforilação, só é adicionado quando necessário para a
função biológica daquela proteína.
1.6 Metilação
É a substituição de um hidrogênio (H) por um grupo metil (CH3).
Em sistemas biológicos, essa reação é catalisada por enzimas e está envolvida na
modificação de metais pesados, na regulação da expressão gênica e no metabolismo de RNA.
Em proteínas, a metilação ocorre em resíduos de arginina ou lisina. A metilação
proteica é hoje mais bem conhecida em histonas, as proteínas responsáveis pelo enovelamento
das fitas de DNA. A transferência de grupos metil de S-adenosil metionina (SAM, um cofator
enzimático presente em todas as células eucarióticas) para histonas é catalisada por enzimas
7
conhecidas como histona metil transferases. A metilação das histonas pode influenciar na
expressão gênica, sendo portanto um fator epigenético.
1.6 Zimogênios
Zimogênios ou pró-enzimas são precursores inativos de proteínas que precisam ser
clivados em um ponto específico para dar origem a proteínas funcionais.
A síntese de proteínas em forma de zimogênios é uma estratégia utilizada pela célula
para evitar que uma proteína exerça uma atividade perigosa em hora e local errado. Por
exemplo, as proteínas com função digestiva não podem se tornar ativas no citosol porque
começariam a degradar deliberadamente outras proteínas, então a célula sintetiza essas
proteínas numa forma inativa (os zimogênios). Exemplos conhecidos são a tripsina e a
quimiotripsina.
As caspases, responsáveis pelo disparo do processo de apoptose, também só podem se
tornar ativas em situações específicas, por isso são também sintetizadas na forma de
pró-enzima.
A modificação pós-traducional em questão é a clivagem de zimogênios.
8
 CONCLUSÃO
 Conclui-se que apósa tradução das proteínas elas passam por certos processos, cujos
determinarão suas funções no sistema em que estão inseridas. Um exemplo desses processos é
o dos zimogênios, que inativam uma proteína que esteja exercendo a função errada no local
errado, de modo que serão clivados no futuro e darão origem a proteínas funcionais.
 O enovelamento dessas proteínas ocorre para deixá-las em sua forma funcional. As
modificações e procedimentos que sucedem a tradução são de suma importância para
determinar suas funções.
9
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
OLIVEIRA, Marcos Túlio de. Síntese proteica e modificações pós-traducionais. Disponível
em:
https://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/tecnologia/marcostuliooliveira/aula_sintese-e
-modif_mpap2017.pdf. Acesso em 23 out, 2019.
Modificações pós-traducionais de proteínas. Disponível em:
https://pt.wikipedia.org/wiki/Modifica%C3%A7%C3%A3o_p%C3%B3s-traducional_de_prot
e%C3%ADnas. Acesso em 23 out, 2019.