Resumo Bioquímica Das Proteínas Globulares

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Visão Geral
Estrutura terciária e secundária das ptnas são os tijolos e argamassa da arquitetura proteica
Hemeproteínas Globulares
Grupo de ptnas especializadas que contêm heme como grupo prostético.
GP é quando uma enzima ou ptna está permanentemente associada a uma coenzima e essa 
coenzima retorna ao seu estado original.
Papel do grupo Heme determinado pela estrutura
Citocromos = carreador de elétrons
Catalase = parte do sítio ativo da enzima (quebra peróxido de H)
Na Hemoblogina/mioglobina: seve para se ligar reversivelmente ao O2
Estrutura do Heme1.
Complexo protoporfirina IX e íon ferroso (Fe2+)
Fe forma 6 ligações
4 com nitrogênio do anel porfirínico
1 com histidina da globina
última com O2
Estrutura e função da Mioglobina2.
Coração e m. esquelético → reservatório e carreador de O2
Única cadeia pepitídica
estruturalmente similar a uma das cadeias que compõem subunidade da 
hemoglobina
Conteúdo de hélice alpha (a):
80% da cadeia dobrada em oito segmentosi.
marcadas de A a Hii.
a.
Localização dos resíduos de aminoácidos polares e apolares
Interior da miog. = quase todo apolari.
estabilizados por ligações hidrofóbicasii.
Superfície = aa carregados (ligações de H+ entre si e água)iii.
b.
Ligação do grupo heme:
Porção proteica da globina cria um microambiente especial para o grupo heme 
permitindo a ligação reversível de um molécula de O2
i.
Perde de elétrons pelo Íon Ferroso (oxidação) ocorre apenas raramenteii.
c.
Estrutura e função da hemoglobina3.
Encontrada excl. nos eritrócitos
função de transporte de O2;
Hemoglobina A = principal em adultos
duas cadeia alfa e duas beta (unidas por ligação não-covalente)
Mais complexa que miog. pois pode transportar 4 O2 aos tecidos mas também trazer H+ e 
CO2 
Estrutura quaternária da hemoglobinaa.
Altera-se conforme desoxiemoglobina ou oxiemoglobina
Interações não-covalentes e hidrofóbicas para unir dímeros
+ iónicas e de H+
O2 empurra Fe para dentro do plano
como fe está ligado à histidina, movimentam-se as cadeias
Forma T (tensa): desoxigenada, baixa afinidade pelo O2i.
Forma R (relaxada): ligado ao O2, causa a ruptura de algumas lig. iónicas e de 
H+, forma com maior afinidade pelo O2
ii.
Ligação do Oxigênio Oa miog. e à hemoglobina4.
Mioglobina se liga a um O2
Resumo: Bioquímica Das Proteínas Globulares
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Mioglobina se liga a um O2
Hemoglobina se liga a até quatro
Nível de saturaçao de 0 a 100% pela qte de sítios ocupados;
Curva de dissociação do oxigênio a.
Curva de saturação (Y)
Entre a mioglobina e hemog.; mioglobina tem mais afinidade em todas as pO2
A pressão parcial de oxigênio necessária para obter metade da saturação dos 
sítios de ligação (P50) é de aproximadamente 1 mmHg para a mioglobina e 26 
mmHg para a hemoglobina.
Mioglobina (Mb): forma hiperbólica; pois liga-se reversivelmente à apenas uma 
molécula
i.
equilíbrio simples
Mb+O2 →← MbO2
responde à demanda de O2
Hemoglobina (Hb): forma sifmoidal; interação heme-heme (uma ligação com 
O2 aumenta afinidade das demais por O2)
ii.
Efeitos alostéricos5.
Dependência do pO2, pH, pCO2 e disponibilidade de 2,3DPG → Efeitos alostéricos = "em 
outro sítio"
Apenas na hemoglobina, mioglobina não sofre atuação alostérica
Interações heme-heme:a.
Afinidade da hemoglobina pelo último O2 a se ligar (sat. 100%) é 300x maior que o do 
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Afinidade da hemoglobina pelo último O2 a se ligar (sat. 100%) é 300x maior que o do 
primeiro.
Variações relativamente pequenas na pressão parcial provocam liberação (nos 
tecidos) ou saturação (nos pulmões) do O2 na hemoblogina
i.
A inclinação na curva de dissociação do oxigênio na faixa de concentração 
permite que ela libere o O2 dependendo da dam. do pO2 nos tecidos
Mioglobina não teria mesmo comportamento, pois permaneceria ligada 
ao O2 por todo o trajeto (sem liberar)
ii.
Efeito Bohrb.
pH diminui ou pressão parcial pCO2 aumentada → redução da afinidade hemoglobina 
com O2
deslocamento da curva dissociação para direita
estabilização do estado T
pH aumenta ou reduz pCO2 desloca curva para esquerda
= maior afinidade
Origem dos prótons que diminuem pHi.
[CO2] e [H+] nos capilares dos tecidos metabolicamente ativos é maior que nos 
alveolares (além disso, tecidos podem ter ácido lático)
Nos tecidos: CO2 + H2O →← H2CO3
e espontaneamente: H2CO3 → AC ← HCO2- + H+
Esse H+ contribui para a diferença de pH e liberação de O2
Mecanismo do efeito Bohrii.
Forma desoxi tem mais afinidade por prótons que a forma oxi;
grupos ionizáveis de cadeias laterais específicas de histidina que possuem 
pKa mais altos na desoxiemoglobina que na oxiemoglobina
aumento na conc. de prótons protoniza (carrega) grupos e 
estabilizam forma desoxi (reduz afinidade)
HbO2 + H+ (oxi)→← HbH+ + O2 (desoxi)
aumento de prótons ou redução de pO2 desloca para dir.
e vice-versa
Efeito do 2,3-bisfosfoglicerato sobre a afinidade por oxigênioiii.
Fosfato orgânico tão abundante quanto Hb nos eritrócitos;
sintetizado a partir de um intermediário da rota glicolítica
ligação à desoxiemoglobina1)
diminui a afinidade da Hb por ligar-se à desoxi não à oxi
estabiliza conformação tensionada
HbO2 + 2,3-BPG (oxi) →← Hb-2,3-BPG + O2 (desoxi)
Liga-se a uma fenda formada pelas duas cadeias de B-globina, no centro 
do tetrâmero
aa positivos fazem lig. iônica com 2,3-bpga)
é expelido na oxigenação da hbb)
2)
Deslocamento da curva de dissociação
presença desloca curva para direitaa)
b)
3)
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b)
Resposta à hipoxia e anemia crônicas4)
Concentração aumenta em hipóxia e anemia
como nas DPOC (enfisema)
permite maior descarga de O2 nos tecidos
Sangue transfundido5)
2,3DPG é perdido no sangue armazenado
sangue atua mais como captador do que tranportador
eritrócitos repõem de 6 a 24 horas
pacientes podem ter comprometimento se transfundidos com alta qte
tempo de arm. de eritrócitos passa de 21 a 42 dias com adição de 
H+, fosfato e hexoses e adenina
Ligação do CO2:iv.
Maior parte como bicarbonato
Algum CO2 como carbamato (ligado amino N-terminais da Hb → 
carboaminoemoglobina)
estabiliza forma T (dim. afinidade por O2)
Ligação do COv.
Liga-se reversivelmente a Hb, config. na forma R
Desloca curva para esquerda
Não libre O2 nos tecidos
Toxicidade: hipoxia tecidual e dano direto do monóxido
Tratamento em camara hiperbárica 100% O2
Também inibe complexo IV da cadeia transp. de elétrons
Hemoglobina também carrega óxido nítrico (NO), que age como vasodilatador
Hemoglobinas de menor ocorrência
Hb F (fetal): sint. durante feto1)
ao invés de B, tem duas y (membros das famílias das B-globinas)
Está nos adultos em menos de 1%, nos eritrócitos células F
Possui afinidade maior por O2 (liga-se fracamente ao 2,3-BPG)
y sem alguns aa positivos
facilita transf. do O2 dos eritrócitos da mãe para o feto na placenta
A2: 2% do total2)
cadeias a e &
A1C: forma mais abundante da hemoglobina glicada
Hb A é glicosilada de forma lenta e não enzimática
3)
Encontrada em qte alta em paciente com diabete melito (erit. com 
contato maior de glicose)
vi.
Organização dos Genes das Globinas
genes da cadeia a no cromossomo 16
genes da cadeia b no cromossomo 11
existem dois íntrons que precisam ser cortados antes da tradução
Hemoglobinopatias
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Hemoglobinopatias
Família de doenças
produção de hemoglob. anormal (hemoglobinopatia qualitativa), síntese de qte insuficiente 
(hemoglobinopatia quantitativa) ou ambas (raro)
Anemia falciforme (doença da hemoglobina S)1.
Mutação pontual no gene da cadeia de b-globina
Doença não se manifesta no bebê até qte suficiente de HbF ser subst. por HbS
Vida médiade erit. S é 20 dias (normal é 120)
subst. do ácido glutâmico da posição 6 por valina na cadeia beta
eletroforese da hb obtida a partir de eritrócitos lisados (migram mais 
lentamente pela falta de glutamato)
a.
desoxiem. S polimeriza dentro da célula em baixa pressão e O2 e forma polímeros 
fibrosos → distorão da célula, rígida e deformada
podem bloquear fluxo sanguíneo em capilares (anoxialocalizada)
7,5um de diâmetro, vasos com 3 a 4 um1)
i.
b.
Variáveis como baixa pressão do ar podem induzir maior formação de erit. Sc.
tratamento com hidratação, analgésico, antibióticos, transfusões (podem ocasionar 
excesso de ferro, infecções e complicações imuno)
Hidroxiureia, droga antitumoral, aumenta níveis de Hb F e é útil;
d.
Vantagem seletivo do heterozigoto
menos propenso à malária (Plasmodium falciparum)i.
mais presente em africanos
bate com regiões de incidência de malária1)
ii.
e.
Doença da hemoglobna C2.
ao invés da valina, é subst. pela lisina
anemia hemolítica crônica (leve)
não infartam nem exigem terapia
Doença da hemoglobina SC3.
duplamente heterozigotos
ambos os genes anormais, mas diferentes
um para anemia S outro para C
crises dolorosas menos frequentes que em S, mas há variabilidade
Metemoglobinas4.
Oxidação do íon ferroso para férrico → impede ligação com O2
drogas, nitratos ou endógenos (intermediários reativos do O2)
defeitos genéticos também
deficiência de NADH-citocromo-b5-redutase
converte Fe3+ para Fe2+
recém-nascido com 50% da capacidade dos adultos para converter
mais suscetíveis a alterações
cianose chocolate
coloração marrom-azulada da pele e mucosas
cor de choc. no sangue pela metehemoglobina
Tratamento com azul de metileno que reduz Fe3+
Talassemias5.
Hereditária que desequilibra síntese das cadeias de globina
Formação de a ou b são defeituosas (não há pareamento dois a dois)
a-talassemia: 4 níveis (se em todos os genes morre no feto)
b-talassemia: 2 níveis (maior e menor)
apenas visível após nascimento (anemia grave)
Referência: Bioquímica Ilustrada: Harvey & Ferrier -
5ed. C3
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