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ProteínasProteínasProteínasProteínasProteínasProteínasProteínasProteínas ProteínasProteínas ?? O que são?O que são? Como são formadas? Como são formadas? ProteínasProteínas Do que são feitas? Do que são feitas? Estrutura X função Estrutura X função Alterações X Doenças Alterações X Doenças •• IntroduçãoIntrodução •• AminoácidosAminoácidos •• Ligação PeptídicaLigação Peptídica Aula de hoje:Aula de hoje: •• Estrutura tridimensionalEstrutura tridimensional •• Classificação Classificação •• Estrutura X FunçãoEstrutura X Função •• Desnaturação e enovelamentoDesnaturação e enovelamento ProteínasProteínas ProteiosProteios Humano 70Kg 11 Kg proteínas Humano 70Kg 11 Kg proteínas Introdução Moléculas orgânicas mais abundantesMoléculas orgânicas mais abundantes Humano 70Kg 11 Kg proteínas Humano 70Kg 11 Kg proteínas Macromoléculas Macromoléculas informacionaisinformacionais Introdução Estrutura Estrutura Estrutura Estrutura XX FunçãoFunção O que são? Aminoácidos Grupo Carboxila Grupo Amino Radical ou Cadeia lateral Carbono αααα � 20 aminoácidos � Classificação (cadeia lateral) O que são? Aminoácidos Enantiômeros Aminoácidos L-aminoácidos Aminoácidos Aminoácidos Aminoácidos Pontes dissulfeto!!! Aminoácidos Imidazol Aminoácidos Aminoácidos O Zwitterion AminoácidosTitulação de Aminoácidos Aminoácidos Aminoácidos Ligação Peptídica Ligação Peptídica Ser - Gly - Tyr – Ala - Leu Ligação Peptídica Cα – C – N - Cα Rígida e Planar!!! Estrutura Tridimensional Estrutura Tridimensional ��Estrutura primáriaEstrutura primária Por que alterações na sequência de aminoácidos podem levar à alteração da função?alteração da função? Estrutura Tridimensional ��Estrutura secundária: Estrutura secundária: ��αααααααα--------hélicehélice ��Folhas Folhas ββ ��Dobras Dobras ββ Pauling e Corey 1951 ��Dobras Dobras ββ Estrutura Tridimensional αααααααα--------HHHHHHHHélice:élice: ��3,6 3,6 aaaa por voltapor volta ��Estabilizada por interações Estabilizada por interações fracasfracasfracasfracas �� Aminoácidos que afetam a estabilidade de uma Aminoácidos que afetam a estabilidade de uma αα--hélice:hélice: –– ProlinaProlina - Aminoácidos carregados: repulsão eletrostáticaAminoácidos carregados: repulsão eletrostática Grupo Imino Estrutura Tridimensional Pontes de HidrogênioX --Aminoácidos com cadeias Aminoácidos com cadeias laterais volumosas:laterais volumosas: Choque!!! Estrutura Tridimensional �Ziguezague �Paralelas ou antiparalelas �Aminoácidos pequenos: Gly e Ala Folha Folha ββ Estrutura Tridimensional �Proteínas globulares: 1/3 dos aas em dobras ou alças. �Importantes!!! Mudanças de direção. �Conexão das estruturas secundárias. � Estrutura: dobra de 1800, 4 resíduos aas. Dobra Dobra ββ Gráfico de RamachandranGráfico de RamachandranGráfico de RamachandranGráfico de Ramachandran Mostra regiões em que a combinação dos ângulos φ e ψ de cada unidade peptídica não causam Estrutura Tridimensional colisões estéricas entre átomos de diferentes unidades. Estrutura Tridimensional ��Estrutura TerciáriaEstrutura Terciária Arranjo tridimensional das estruturas secundáriasArranjo tridimensional das estruturas secundárias Como as proteínas ficam compactadas?Como as proteínas ficam compactadas? Dobras Mudam de direção!!!Dobras Mudam de direção!!! Estrutura Tridimensional Os padrões de enovelamento são infinitos? Estruturas supersecundárias �� MotivosMotivosMotivosMotivosMotivosMotivosMotivosMotivos:: estruturas supersecundárias ou reuniões destas. Estrutura Tridimensional ��DomíniosDomíniosDomíniosDomíniosDomíniosDomíniosDomíniosDomínios:: reunião de motivos, relacionados à função das proteínas. Estrutura Tridimensional O que estabiliza a estrutura terciária?O que estabiliza a estrutura terciária? INTERAÇÕES FRACAS!INTERAÇÕES FRACAS! �Pontes de hidrogênio �Interações iônicas �Forças de Van der Walls �Interações hidrofóbicas ÁGUAÁGUA TAMANHO DA PROTEÍNATAMANHO DA PROTEÍNA Estrutura Tridimensional ��Estrutura QuaternáriaEstrutura Quaternária Vantagens?Vantagens? ComplexidadeComplexidade Possibilidade de regulaçãoPossibilidade de regulação Classificação: Composição �Proteínas simples: Por hidrólise liberam somente aminoácidos. �Proteínas conjugadas: Por hidrólise liberam aminoácidos mais um grupo não peptídico (grupo prostético). Classificação: Número de Cadeias Subunidades Múltiplas Monoméricas Classificação: Forma FibrosasFibrosas GlobularesGlobulares Reunião de vários tipos de estruturas Repetições de uma estrutura secundária Função estruturalFunção estrutural FibrosasFibrosas αα-- QueratinaQueratina Classificação: Forma FibrosasFibrosas ColágenoColágeno Gly – X – Pro Classificação: Forma Gly – X – Pro Gly – X - HPro Depende da Vitamina C FibrosasFibrosas FibroínaFibroína da sedada seda �Insetos e aranhas �Predominantemente folhas β Classificação: Forma �Predominantemente folhas β � Rica em aas pequenos MioglobulinaMioglobulina �John Kendrew – 1950 GlobularesGlobulares Classificação: Forma �Mr 16.700 �Armazenamento e difusão do O2 �Grupo Heme �α-Hélice e Dobras β MioglobulinaMioglobulina �Radicais hidrofóbicos no interior da molécula GlobularesGlobulares Classificação: Forma molécula �Grupos hidrofílicos na superfície e hidratados (exceto 2) �3 das 4 Pro encontram-se em curvaturas Estrutura Estrutura XX FunçãoFunção Elas exercem funções diversas, como:Elas exercem funções diversas, como:Elas exercem funções diversas, como:Elas exercem funções diversas, como: ---- Catálise: enzimas como tripsina, fosforilase;Catálise: enzimas como tripsina, fosforilase;Catálise: enzimas como tripsina, fosforilase;Catálise: enzimas como tripsina, fosforilase; ---- Transporte: hemoglobina;Transporte: hemoglobina;Transporte: hemoglobina;Transporte: hemoglobina; ---- Nutrição: ovoalbumina, caseína;Nutrição: ovoalbumina, caseína;Nutrição: ovoalbumina, caseína;Nutrição: ovoalbumina, caseína; ---- Regulação genética: histonas;Regulação genética: histonas;Regulação genética: histonas;Regulação genética: histonas; Estrutura x Função ---- Regulação genética: histonas;Regulação genética: histonas;Regulação genética: histonas;Regulação genética: histonas; ---- Defesa: Imunoglobulinas;Defesa: Imunoglobulinas;Defesa: Imunoglobulinas;Defesa: Imunoglobulinas; ---- Sustentação: colágeno;Sustentação: colágeno;Sustentação: colágeno;Sustentação: colágeno; ---- Contração/motilidade: actina, miosina;Contração/motilidade: actina, miosina;Contração/motilidade: actina, miosina;Contração/motilidade: actina, miosina; ---- Regulação hormonal: insulina, hormônio do crescimento.Regulação hormonal: insulina, hormônio do crescimento.Regulação hormonal: insulina, hormônio do crescimento.Regulação hormonal: insulina, hormônio do crescimento. Estrutura x Função Eritrócitos normais Anemia Falciforme Troca de apenas 1 aminoácido!!!Troca de apenas 1 aminoácido!!! porCadeia β Hemoglobina Desnaturação e Enovelamento Perda da estrutura Perda da função Desnaturação Desnaturação e Enovelamento Chiristian Anfisen – década de 1950 Estrutura primária Estrutura tridimensional nativa Desnaturação e Enovelamento Modelo de enovelamento � Estrutura primária � Estruturas locais secundárias �Estrutura supersecundárias�Estrutura supersecundárias �Domínios completos �Polipeptídeo enovelado Desnaturação e Enovelamento Termodinâmica do enovelamento �Funil de energia livre �Estados desenovelados : alto grau de entropia e energia livre energia livre � Estreitamento do funil: Diminui número de conformações � Depressões: intermediários semiestáveis � Fundo do funil: conformação nativa Desnaturação e Enovelamento Enovelamento assistido ��ChaperonasChaperonas: o que são?!: o que são?! �Proteínas especializadas ou assistentes moleculares: facilitam as vias corretas de enovelamento.corretas de enovelamento. � Previnem agregações não adequadas. � Impedem o enovelamento de certas proteínas (translocadas). Revisão Desnaturação
