Estrutura e Função de Estrutura e Função de ProteínasProteínas

ProteínasProteínas São as macromoléculas mais São as macromoléculas mais

abundantes, fazendo parte da abundantes, fazendo parte da estrutura de todas as células.estrutura de todas as células.

São instrumentos moleculares da São instrumentos moleculares da informação gênica.informação gênica.

DNA RNA Proteína

Apresentam uma variedade enorme, Apresentam uma variedade enorme, e desempenham diferentes funções e desempenham diferentes funções biológicas.biológicas.

Estrutura (colágeno, queratina);Estrutura (colágeno, queratina); Transporte (hemoglobina, albumina);Transporte (hemoglobina, albumina); Defesa (Imunoglobulinas);Defesa (Imunoglobulinas); Sinalização (receptores de hormônios);Sinalização (receptores de hormônios); Catálise enzimática (enzimas hepáticas);Catálise enzimática (enzimas hepáticas); Movimento (contração muscular);Movimento (contração muscular); Combustíveis (gliconeogênese).Combustíveis (gliconeogênese).

Funções de ProteínasFunções de Proteínas

AminoácidosAminoácidos São as unidades São as unidades

monoméricas das monoméricas das proteínas proteínas

Todos os aminoácidos possuem um grupo carboxil, um grupo amino, um Hidrogênio e um Grupamento Lateral ligados a um Carbono α (α-aminoácidos)

Classificação dos aminoácidos pelo Classificação dos aminoácidos pelo grupamento Rgrupamento R

Identificação dos carbonos nos Identificação dos carbonos nos aminoácidosaminoácidos

Propriedades gerais dos Propriedades gerais dos aminoácidosaminoácidos

Em pH neutro os aminoácidos são dipolares, ou Em pH neutro os aminoácidos são dipolares, ou “zwitterions”:“zwitterions”:

grupo amino protonado – NHgrupo amino protonado – NH3+ 3+ (íon amônio)(íon amônio) grupo carboxil desprotonado – COOgrupo carboxil desprotonado – COO- - (íon carboxilato)(íon carboxilato)

pK=2 pK=9-10

Estereoisomeria nos Estereoisomeria nos aminoácidosaminoácidos

Exceção:

Aminoácidos Aminoácidos ProteinogênicProteinogênic

osos

Aas não-proteinogênicosAas não-proteinogênicos

Peptídeos sintéticosPeptídeos sintéticos

-O aspartame é um dipeptídeo metilado sintético.

Ligação PeptídicaLigação Peptídica

Cadeia PolipeptídicaCadeia Polipeptídica

Determinação da sequência de Determinação da sequência de aminoácidos de uma proteínaaminoácidos de uma proteína

DNA (genes)

RNA mensageiro

Proteína

Tradução

Transcrição

Estrutura de ProteínaEstrutura de Proteína

A sequência de A sequência de aminoácidos em uma aminoácidos em uma proteína é chamada proteína é chamada estrutura primária.estrutura primária.

Estrutura secundáriaEstrutura secundária Arranjo espacial local dos Arranjo espacial local dos

aminoácidos dentro de uma cadeia aminoácidos dentro de uma cadeia polipeptídica.polipeptídica.

α-hélice Folhas β Curvaturas β

αα- hélice- hélice

Folhas Folhas ββ

Curvaturas Curvaturas ββ

Estrutura TerciáriaEstrutura Terciária É o arranjo tridimensional total dos É o arranjo tridimensional total dos

aminoácidos na cadeia polipeptídica.aminoácidos na cadeia polipeptídica.

Similaridade de sequência x Similaridade de sequência x estruturaestrutura

As PrPs estão classificadas em dois grupos, de acordo com sua conformação.

PrPc – forma celular da proteína prion normal (fig. a).PrPsc – forma scrapie com conformação diferente da proteína celular (fig. b).

A proteína infecciosa é capaz de mudar a forma da proteína celular irreversivelmente.

Doença da vaca louca - PríonDoença da vaca louca - Príon

Estrutura QuaternáriaEstrutura Quaternária Algumas proteínas são formadas por mais de Algumas proteínas são formadas por mais de

uma cadeia polipeptídica, ou subunidades, que uma cadeia polipeptídica, ou subunidades, que podem ser idênticas ou diferentes. O arranjo das podem ser idênticas ou diferentes. O arranjo das subunidades de uma proteína em complexos subunidades de uma proteína em complexos tridimensionais constitui a estrutura quaternária.tridimensionais constitui a estrutura quaternária.

Dobramento ProtéicoDobramento Protéico

É a principal força que governa a estrutura de uma É a principal força que governa a estrutura de uma proteína. Força os aminoácidos apolares para o interior proteína. Força os aminoácidos apolares para o interior da molécula para diminuir o contato com a água.da molécula para diminuir o contato com a água.

Interação hidrofóbica

HidrofóbicosPolaresCarregados

Mioglobina

Cargas na superfície da RNA Cargas na superfície da RNA pol IIpol II

Negativo em vermelhoNeutro em brancoPositivo em azul

Se o DNA é uma molécula negativa, onde na RNA polimerase o DNA vai ligar?

Cramer et al., 2001

Interações químicas x EstruturaInterações químicas x Estrutura

Interações diversas (eletrostática e coordenação por metais em A e B, respectivamente).

A

B

Dobramento ProtéicoDobramento ProtéicoClara ► Albumina

Albumina desnaturada

Calor

Dobramento Protéico

Chaperonas x dobramento Chaperonas x dobramento protéicoprotéico

Hsp70

Chaperonas x dobramento protéico

Chaperoninas (Hsp60)

DesnaturaçãoDesnaturação Alteração drástica na estrutura tridimensional Alteração drástica na estrutura tridimensional

nativa de uma proteína levando a alterações nas nativa de uma proteína levando a alterações nas propriedades físico-químicas e perda de função propriedades físico-químicas e perda de função biológica.biológica.

Pode ser causada por calor, ácidos ou bases Pode ser causada por calor, ácidos ou bases fortes, solventes orgânicos, etc.fortes, solventes orgânicos, etc.

Desnaturação pelo calorDesnaturação pelo calorClara ► Albumina

Albumina desnaturada

Calor

Desnaturação por alteração do pHDesnaturação por alteração do pH

Caseína desnaturada

Coalho

Agentes DesnaturantesAgentes Desnaturantes

Muitos hormônios, antibióticos, Muitos hormônios, antibióticos, antitumorais e antivirais são antitumorais e antivirais são peptídios.peptídios.

Devem ser estocados em baixas temperaturas e Devem ser estocados em baixas temperaturas e não devem ser ingeridos com alimentos ácidos ou não devem ser ingeridos com alimentos ácidos ou básicos.básicos.

Bioquímica do permanenteBioquímica do permanentee da chapinha!e da chapinha!