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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

Lisozima e anticorpos. Para perceber totalmente como as proteínas funcionam em uma célula, é importante ter uma visão tridimensional de como as proteínas interagem com outros componentes celulares. Felizmente, isto é possível pela utilização de bancos de dados de proteínas com base na internet e pelas vantagens da visualização molecular tridimensional com o uso do Jmol, um visualizador grátis, fácil de usar e compatível com a maioria dos sistemas operacionais e navegadores.

Neste exercício, você vai examinar as interações entre a enzima lisozima (Capítulo 4) e a porção Fab do anticorpo antilisozima. Use o identificador PDB 1FDL para explorar a estrutura do complexo lisozima-fragmento Fab da IgG1 (complexo antígeno-anticorpo). Para responder às seguintes questões, use a informação da página Structure Summary no Protein Data Bank (www.rcsb.org) e examine a estrutura usando Jmol ou um visualizador similar.

(a) No modelo tridimensional, qual cadeia corresponde ao fragmento do anticorpo e qual corresponde ao antígeno, lisozima?


(b) Que tipo de estrutura secundária predomina neste fragmento Fab?


(c) Quantos resíduos de aminoácidos existem nas cadeias leves e nas cadeias pesadas do fragmento Fab? E na lisozima? Estime a porcentagem da lisozima que interage com o sítio de ligação ao antígeno do fragmento do anticorpo.


(d) Identifique os resíduos específicos de aminoácidos na lisozima e nas regiões variáveis das cadeias leves e pesadas do Fab que estão na interface antígeno-anticorpo. Os resíduos estão contíguos na sequência primária das cadeias polipeptídicas?

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Como você estudou, a imunoglobulina IgG é uma classe de moléculas de anticorpo. A IgG é formada por duas cadeias pesadas (grandes) e duas cadeias leves. As extremidades das cadeias pesadas interagem, separadamente, com as cadeias leves, formando uma molécula com o formato Y. A hidrólise, a partir da papaína, libera um fragmento basal que, cristalizado, é chamado de Fab, ou seja, fragmentos de ligação ao antígeno.

Passo 2 de 12keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

Primeiramente, com o auxílio da internet, vá até o site dado no exercício:www.rcsb.org

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Na aba “visualize”, clique em Jmol:

Imagem 19

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Na página, vá até a opção: ENTER A PDB ID (seta verde)

Nesta janela, digite:PDB 1FDL

Aperte no VIEW JSMOL (seta vermelha):

Imagem 20

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Dessa forma, será possível visualizar um modelo tridimensional de uma proteína, como mostrado na figura 1:

Imagem 21

Figura 1. Visualização da proteína PDB 1FDL. Fonte: site www.rcsb.org (site disponibilizado pelo livro).

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O objetivo do exercício é examinar as interações entre a enzima lisozima e a porção Fab do anticorpo anti-lisozima.

Para se orientar sobre como fazer isso, você pode usar como modelo a figura 5-12, do capítulo 5 do livro. As legendas mostram como os componentes da proteína foram identificados.

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Atente que, através do site, você pode virar a proteína para visualizar sua estrutura por outro ângulo, figura 2:

Imagem 1

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Figura 2. Visualização da proteína PDB 1FDL por outro ângulo. Fonte: site www.rcsb.org (site disponibilizado pelo livro).

A partir da observação do modelo das figuras 1 e 2, você concluirá que:

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(a) Com o auxílio do site, observe que a cadeia H é a pesada e a cadeia L é a leve e que ambas fazem parte do fragmento Fab. Já a lisozima pode ser visualizada na cadeia em Y. Você deve lembrar que as cadeias leves e pesadas têm um domínio variável no qual se encontra uma grande variação na sequência dos aminoácidos. A lisozima é um antígeno, ou seja, um agente patógeno capaz de induzir o sistema imune a uma resposta.

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(b) O tipo de estrutura secundária que predomina neste Fab são as regiões variáveis com fragmentos característicos de estruturas β.

Um exemplo de como visualizar as estruturas α e β pode ser encontrado nas legendas da figura 5-8 do capítulo 5 do livro.

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(c) Para saber quantos aminoácidos existem no fragmento Fab e na lisozima, você deve explorar o site dado.Na aba “SequenceSimilary”, como mostrado abaixo pela seta vermelha, você tem os dados a respeito da proteína para analisar esta alternativa do exercício.

Imagem 2

Explorando os dados fornecidos pelo site, você chegará à seguinte resposta:

- 218 resíduos de aminoácido no fragmento de Fab de cadeia pesada;

- 214 resíduos de aminoácido no fragmento de Fab de cadeia leve;

- 129 lisozima.

Você também poderá visualizar que apenas 15% da molécula de lisozima está em contato com o fragmento Fab.

Passo 12 de 12keyboard_arrow_downkeyboard_arrow_up

(d) Para identificar os resíduos específicos de aminoácidos, você precisa explorar o site dado.Na aba “StructureSummary”, como mostrado abaixo, você tem os dados a respeito da proteína para analisar esta alternativa do exercício.

Imagem 3

Explorando os dados fornecidos pelo site, você chegará à seguinte resposta:

Fragmentos da cadeia H (que podem estar em contato com a lisozima):

Gly 31 , Tyr 32 , Asp 100 , Tyr 101 ;

Fragmentos da cadeia L (que podem estar em contato com a lisozima):

Tyr 32 , Tyr 49 , Tyr 50 , Trp 92 ;

Os resíduos da lisozima que podem estar presentes na interface antígeno-anticorpo:

Asn 125 , Gly 22 , Tyr 23 , Ser 24 , Lys 116 , Gly 117 , Thr 118 , Asp 119 , Gln 121 , Arg 125 ;

Nem todos esses resíduos estão contidos na sequência primária das cadeias polipeptídicas, pois o enovelamento das cadeias pode elevar resíduos não consecutivos para a formação do antígeno de ligação.

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.