Estruturas das proteínas

As estruturas das proteínas podem ser primárias (principal), secundárias, terciárias ou quaternárias, que resultam de ligações entre moléculas ou em partes da molécula.

Beta-secretase: proteína envolvida com o aparecimento da doença de Alzheimer

As proteínas são macromoléculas formadas pela união sucessiva de aminoácidos, que são compostos originados da ligação peptídica entre um grupo amino e um grupo carboxílico. Essa definição é bem explicada no texto Composição Química das Proteínas.

Estrutura primária das proteínas

A cadeia principal da proteína formada pela ligação dos aminoácidos e que mostra a sequência em que eles aparecem é chamada de estrutura primária da proteína.

Modelo da estrutura primária de uma proteína

No entanto, uma mesma proteína pode adquirir também estruturas secundárias, terciárias e até quaternárias. Isso ocorre como resultado de interações intermoleculares entre partes de uma mesma proteína ou entre várias cadeias de proteínas.

Estrutura secundária das proteínas

A estrutura secundária geralmente é resultante de ligações de hidrogênio que ocorrem entre o hidrogênio do grupo – NH e o oxigênio do grupo C ═ O. Assim, formam-se estruturas como as mostradas a seguir, que são parecidas com uma mola (um exemplo ocorre com a queratina de nossos cabelos) ou como folhas de papel dobradas (esse tipo ocorre com a fibroína da teia da aranha):

Exemplos de estruturas secundárias das proteínas

Esses são apenas dois exemplos de possibilidades de estruturas secundárias das proteínas. Veja a seguir a estrutura secundária do colágeno. As interações que resultaram em uma estrutura em forma de espiral são ligações de hidrogênio:

Estrutura secundária do colágeno

Estrutura terciária das proteínas

Quando as estruturas primárias das proteínas dobram-se sobre si mesmas, elas dão origem a uma disposição espacial denominada de estrutura terciária. Ela ocorre geralmente como resultado de ligações de enxofre, conhecidas como pontes dissulfetos. Mas podem ocorrer outras ligações espaciais também, como as realizadas por átomos de metais.

A seguir, temos a estrutura terciária da mioglobina:

Estrutura terciária da mioglobina

Estrutura quaternária das proteínas

Já a estrutura quaternária é a união de várias estruturas terciárias que assumem formas espaciais bem definidas. Veja um modelo da estrutura quaternária da hemoglobina humana, a proteína dos glóbulos vermelhos que transporta oxigênio pelo organismo:

Estrutura quaternária da hemoglobina

Essa estrutura é formada por quatro estruturas terciárias. Existem entre elas grupos prostéticos (heme) formados pelo ferro, como mostrado na ilustração a seguir:

Fórmula estrutural do Heme B, componente da hemoglobina

Para fazer uma proteína, os aminoácidos são conectados por um tipo de ligação amida chamada “ligação peptídica”. Essa ligação é formada entre o grupo amino alfa de um aminoácido e o grupo carboxila de outro em uma reação de condensação. Quando dois aminoácidos se unem, o resultado é chamado de dipeptídeo, três dão um tripeptídeo, etc.

Estrutura primária é simplesmente a sequência de resíduos que compõem a proteína. Assim, a estrutura primária envolve apenas as ligações covalentes que ligam os resíduos.

A estrutura secundária descreve o padrão de dobragem local do esqueleto do polipéptido e é estabilizado por ligações de hidrogénio entre os grupos NH e C=O. Vários tipos de estrutura secundária foram descobertos, mas de longe os mais comuns são as formas de repetição ordenadas conhecidas como a hélice e a folha b.

A estrutura terciária descreve como as regiões de estrutura secundária se dobram juntas - isto é, o arranjo 3D de uma cadeia polipeptídica, incluindo hélices, folhas b e quaisquer outros laços e dobras. A estrutura terciária resulta de interações entre cadeias laterais, ou entre cadeias laterais e o esqueleto polipeptídico, que são freqüentemente distantes em seqüência. Cada proteína tem um padrão particular de dobramento e estas podem ser bastante complexas.

A estrutura quartenária é composta de mais de uma cadeia polipeptídica. Em tais proteínas, a estrutura quaternária refere-se ao número e disposição das cadeias polipeptídicas individuais. Cada polipéptido é referido como uma subunidade da proteína. As mesmas forças e ligações que criam a estrutura terciária também mantêm as subunidades juntas em um complexo estável para formar a proteína completa.