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Princípios de Bioquímica de Lehninger - 6ª Ed. 2014

Exercícios resolvidos: Princípios de Bioquímica de Lehninger - 6ª Ed. 2014

David L Nelson, Michael M MIBSN: 9788582710722

Elaborado por professores e especialistas

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Exercício

Topologia das proteínas de membrana. O receptor para o hormônio epinefrina em células animais é uma proteína integral de membrana (Mr 64.000) que se acredita ter sete regiões que atravessem a membrana.

(a) Mostre que a proteína desse tamanho é capaz de atravessar a membrana sete vezes.


(b) Dada a sequência de aminoácidos da proteína, como você poderia prever quais regiões proteicas formam as hélices que atravessam a membrana?


(c) Acesse o Banco de Dados de Proteínas (www.pdb.org). Use o identificador PDB 1DEP para buscar a página de dados para uma porção do receptor β-adrenérgico (um tipo de receptor para a epinefrina) isolado de peru. Usando Jmol para ex plorar a estrutura, preveja se essa porção do receptor está localizada dentro da membrana ou em sua superfície. Explique.


(d) Busque os dados para uma porção de outro receptor, o receptor da acetilcolina em neurônios e miócitos, usando o identificador PDB 1A11. Da mesma forma que em (c), preveja onde esta porção do receptor está localizada e explique sua resposta.

Se você não usou o PDB, ver Quadro 4-4 (p. 132) para mais informações.

Passo 1 de 15keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

No capítulo 11 estudamos membranas biológicas, que além de definir os limites externos das células e o espaço interno em eucariontes, possuem funções muito importantes, como controlar o trânsito molecular, conservar a energia, organizar sequências complexas de reações e a comunicação entre as células.

Neste exercício, veremos que as bicamadas lipídicas têm sua formação favorecida por causa das porções hidrofóbicas de cada monocamada. Estas porções não interagem com a água, o que acaba orientando as moléculas. Ou seja, os grupos polares (hidrofílica) que podem interagir com a água ficam na parte de fora da membrana e os grupos apolares (hidrofóbico) ficam na parte interna da membrana.

Veja que a interação química ocorrida entre os grupos formados das bicamadas lipídicas normalmente é forte e o custo energético para que estruturas sejam modificadas é alto. A topologia da membrana também interfere em sua permeabilidade. De posse de tais informações, vamos aos passos da resolução.

Acompanhe a resolução de cada item e bons estudos!

Passo 2 de 15keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

(a)

Uma proteína integral de membrana com tamanho de Mr = 64.000 é capaz de atravessar a membrana 7 vezes, pois o resíduo de uma hélice α pode avançar em 0,15 nm e atravesar a bicamada lípidica que tem 4 nm. Uma hélice α normalmente tem 27 resíduos, se considerarmos que precisa atravessar 7 vezes, temos:

Assim, são necessários cerca de 190 resíduos para que a membrana seja atravessada 7 vezes.

Passo 3 de 15keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

(b)

Para determinarmos as regiões proteicas formadas por hélices, as quais podem atravessar a membrana; utiliza-se, portanto, uma curva de hidropatia que localiza as regiões transmembrana.

Vá ao site <www.pdb.org>:

Imagem 2

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Utilize os identificadores de PDB para vermos os resumos das estruturas para as duas formas de DNA. Clique na opção “visualize” e após na opção “jmol” como indicado acima pela flecha vermelha, repare no que verá em seguida:

Imagem 5

Passo 5 de 15keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Depois, clique na opção “visualize” e após na opção “jmol” como indicado acima pela flecha vermelha.

Você visualizará a página printada abaixo:

Passo 6 de 15keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Imagem 19

Passo 7 de 15keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Vamos responder cada item, visualizando o PDB, assim: vá a “View Jsmol” digite o código de PDB de cada item. Observe o local de digitar abaixo, indicado pela flecha vermelha:

Imagem 20

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(c)

Digite no local indicado “1DEP” e espere o site processar a molécula:

Imagem 21

Passo 9 de 15keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Observe a molécula (em dois formatos):

Imagem 22

Imagem 23

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Na molécula, perceba que cerca da metade do receptor de adrenalisa é formado por resíduos carregados, o que deve indicar as alças intracelulares que conectam as duas regiões adjacentes. Estas regiões adjacentes da proteína normalmente atravessam a membrana.

Passo 11 de 15keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

No site <www.pdb.org>, vá a página de visualização o jmol (como já foi descrito acima) como indicado acima pela flecha vermelha:

Passo 12 de 15keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Imagem 24

Passo 13 de 15keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

(d)

Digite no local indicado “1A11” e espere o site processar a molécula, como indicado acima pela flecha vermelha:

Imagem 25

Passo 14 de 15keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Observe a molécula (em dois formatos):

Imagem 26

Imagem 27

Passo 15 de 15keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

A partir da observação da molécula, lembre-se de que a hélice é composta por uma parte de resíduos hidrofóbicos e que essa região é o receptor, ou seja, esta é a região em que a proteína atravessa a membrana.

Depoimentos de estudantes que já assinaram o Exercícios Resolvidos

Nathalia Nascimento fez um comentárioCEFET/RJ • Engenharia
Foi um apoio àquelas aulas que não acabam totalmente com as dúvidas ou mesmo naquele momento de aprender o conteúdo sozinha. Além disso, dispensou a necessidade de um orientador e por isso, permitiu que eu estudasse em qualquer local e hora.
Valdivam Cardozo fez um comentárioUFRB • Engenharia
Tive uma sensação maior de autonomia nos estudos, as vezes era frustante não conseguir resolver uma determinada questão e nem sempre os professores corrigem as listas que passam.