Proteínas dobradas

Modificações nas proteínas e controle de qualidade no RE:  O enovelamento é guiado pelas forças de Van de Waals, contribuições da energia livre de Gibbs, formação de ligações de hidrogênio e pontes dissulfeto. Dessa forma,a mensagem genética linear ou unidimensional do mRNA é convertida na estrutua tridimensional da proteína. Apesar de as proteínas espontaneamente assumirem sua forma nativa, muitas vezes esse processo é demasiadamente demorado. Por isso existem as chaperonas, proteínas que catalisam o enovelamento de outras proteínas.

O cientista Anfinsen mostrou uma coisa muito importante: a seqüência primária da proteína é que determina sua estrutura terciária. Em outras palavras, poderíamos dizer que as proteínas enovelam-se sozinhas sem a ajuda de nenhum outro fator. No experimento de Anfinsen, nada mais havia dentro do saquinho a não ser a própria ribonuclease e sua presença foi suficiente para que a proteína reassumisse sua conformação nativa e funcional.

Se inicia o processo com modificações nos grupos amino e carboxiterminais: Os polipetídeos começam com um resíduo N-formilmetionina(na bactéria) ou metionina(nos eucariotos). O grupo formil pode ser removido enzimaticamente,e não aparecem nas proteínas funcionais finais.Em aproximadamente 50% das proteínas eucarióticas o grupo amino no resíduo aminoterminal é N-acetilado após a tradução. Resíduos carboxiterminais são,também,algumas vezes modificados.

Perda das sequências sinalizadoras: 15 a 30 resíduos na extremidade aminoterminal de algumas proteínas desempenham um papel no direcionamento da proteína a seu destino final na célula.Tais sequências sinalizadoras são,no final,removidas por peptidases específicas.

Modificações de aminoácidos individuais:Por exemplo os grupos hidroxila de certos resíduos de Ser,Thr e Tyr de algumas proteínas são enzimaticamente  fosforilados pelo ATP. Grupos carboxilas extras em Glu e outras proteínas. Resíduos monometil e dimetilisina em algumas proteínas musculares e citocromo c.

Ligação das cadeias laterais a carboidratos:Onde as cadeias de carboidratos das glicoproteínas são covalentemente ligadas,durante ou após a síntese do polipetídeos.

Adição de grupos Isoprenil:Várias proteínas são modificadas pela adição de grupos derivados do isopreno.

Adição de grupos prostéticos:Muitas proteínas procarióticas e eucarióticas requerem,para a sua atividade,grupos prostéticos covalentemente ligados. Dois exemplos são a molécula de biotina da acetil-Coa carboxilase e o grupo heme do citocromo c.

Processamento proteolítico:Devem proteolíticamente ativadas,como a insulina,algumas proteases e proteínas virais,tais tripsina e a quimiotripsina.

Formação das ligações cruzadas de dissulfeto intra ou intercadeias entre resíduos Cys.

O elemento principal das vias de endereçamento é a sequência sinalizadora.

Modificações como fosforilação,formação de pontes dissulfeto,glicosilação,sulfatação,metilação e zimogênios,oxidação /redução de grupos SH,ubiquitinação,ADP-ribosilação.

Chaperonas: Essas proteínas foram identificadas, analisadas e tiveram sua função determinada. Eram proteínas que hidrolisavam ATP e estavam sempre associadas a outras proteínas, algumas também recém-sintetizadas, ajudando no enovelamento delas.Elas ficaram conhecidas como proteínas de choque térmico ou hsp (do inglês heat shock proteins),Comparando as diferentes proteínas de choque térmico, ou chaperonas, elas puderam ser classificadas em três grupos: o das hsp60, o das hps70 e o das hsp90, com modos de ação ligeiramente diferentes.

Nem todas as proteínas se enovelam espontaneamente à medida em que são sintetizadas pela célula. O enovelamento de muitas delas é facilitado pela ação de proteínas especializadas. As assistentes moleculares ("molecular chaperones") são proteínas que interagem com polipetídeos parcialmente enovelados ou inadequadamente enovelados,facilitando as vias corretas de enovelamento ou fornecendo microambientes nos quais o enovelamente possa ocorrer. Duas classes de proteínas assistentes têm sido bastante estudadas. Ambas são encontradas em organismos variando desde bactérias até seres humanos. A primeira classe,uma família de proteínas denominada Hsp70,geralmente apresenta peso molecular em torno de 7.000 é a mais abundante em células estressadas por temperaturas elevadas,elas ligam-se a regiões de peptídeos desenovelados,que são ricas em resíduos hidrofóbicos,prevenindo agregações não adequadas. Dessa forma essas assistentes "protegem" as proteínas que foram desnaturadas pelo calor e os peptídeos que estão sendo sintetizados (e ainda desenovelados). Também impedem o desenovelamento até serem translocadas através de membranas. Algumas assistentes também facilitam a montagem da estrutura quaternária de proteínas oligoméricas. As proteínas ligam-se e liberam polipeptídeos em um ciclo que também envolve diversas outras proteínas(incluindo uma classe chamada Hsp40) e a hidrólise de ATP.

A segunda classe de assistentes moleculares é denominada assistentes de enovelamento("chaperonins"). Estes são complexos proteícos elaborados necessários para o enovelamento de diversas proteínas, em E. Coli,temos GroEL/GroES como exemplo.

Duas enzimas são também importantes: A proteína dissulfeto isomerase (PDI) é uma enzima plenamente distribuída que catalisa a troca ou embaralhamento das ligações de dissulfeto até que as ligações da conformação nativa sejam formadas. Entre as funções,PDI catalisa a eliminação de intermediários de enovelamento com ligações dissulfeto não apropriadas. A enzima peptídeo prolil cis-trans isomerase (PPI) catalisa a interconversão dos isômeros cis e trans de ligações peptídeos da prolina,o que pode ser uma etapa lenta no enovelamento de proteínas que contenham algumas ligações na conformação cis.