BIOQUIMICA - CAPITULOS 4 3

Prévia do material em texto

Resumo de Bioquímica – Capítulo 4.3 -> Estruturas terciária e quaternária das proteínas. 
	ESTRUTURA TERCIÁRIA é o arranjo tridimensional de todos os átomos de uma proteína. Aminoácidos que estão bem distante na sequência polipeptídica em diferentes estruturas secundárias podem interagir na estrutura da proteína completamente dobrada. 
	A localização das curvaturas(inclusive as voltas beta) nas cadeias polipeptídicas, sua direção e seu ângulo são determinados pelo número e pela localização de resíduos específicos que tendem a formá-las, como Pro, Thr, Ser e Gly. Segmentos da cadeia polipeptídica que interagem entre si são mantidos em suas posições terciárias características por diferentes tipos de interações fracas. 
	Algumas cadeias possuem duas ou mais cadeias polipeptídicas distintas, ou subunidades, que podem ser idênticas ou diferentes. O arranjo dessas subunidades protéicas em complexos tridimensionais constitui a estrutura quaternária.
	Tendo como base o nível mais alto de de estrutura, pode-se classificar as proteínas em dois grupos:
PROTEÍNAS FIBROSAS: Possuem cadeias polipeptídicas arranjadas em longos filamentos ou folhas
	PROTEÍNAS GLOBULARES: Apresentam cadeias polipeptídicas dobradas em uma forma esférica ou globular. 
	Os grupos são estruturalmente e funcionalmente distintos, as proteínas fibrosas são, geralmente, formadas por um único tipo de estrutura secundária e garante suporte, forma, e proteção externa aos vertebrados. Já as proteínas globulares são as enzimas e as proteínas reguladoras e contêm diversos grupos de estruturas secundárias. 
	AS PROTEÍNAS FIBROSAS SÃO ADAPTADAS ÀS FUNÇÕES ESTRUTURAIS
	A α-queratina, o colágeno e a fibroína ilustram bem a relação entre a estrutura da proteína e sua função biológica (Tabela pg 123).
	As proteínas fibrosas possuem propriedades que dão à estrutura em que se encontram força e/ou flexibilidade. Em cada caso a unidade estrutural fundamental é um elemento simples de estrutura secundária que se repete. Todas as proteínas fibrosas são insolúveis na água, pela alta concentração de aminoácidos hidrofóbicos no seu interior e também na sua superfície. 
	As superfícies hidrofóbicas estão em grande parte escondidas, visto que muitas cadeias similares são reunidas formando um complexo supramolecular.
	 -α-queratina: foram desenvolvidas para força ,constituem praticamente todo o peso seco de cabelos, pelos, unhas e grande parte da camada mais externa na pele. As α-queratinas fazem parte de uma família mais ampla de proteínas, as proteínas de filamento intermediário, nesta família, todas as proteínas de FI têm função estrutural. 
	A hélice da α-queratina é uma hélice α de sentido horário.
	Duas fibras de α-queratina, orientadas em paralelo (com seus aminoterminais para a mesma extremidade), são enroladas uma sobre a outra, formando uma espiral enrolada supertorcida, o que amplifica a força da estrutura. 
	O sentido da hélice nas estruturas supertorcidas é anti-horário, oposto ao da hélice α. As superfícies onde as duas hélices α se tocam são formadas Por resíduos de aminoácidos hidrofóbicos, e seus grupos R se entrelaçam em um padrão regular interconectado. Isso permite um arranjo próximo das cadeias polipeptídicas dentro da estrutura supertorcida no sentido horário. O entrelaçamento de dois peptídios α-helicoidais é um exemplo de estrutura quaternária. Espirais enroladas deste tipo são comuns em protínas filamentosas e na proteína muscular miosina. 
	A estrutura da α-queratina pode ser bem complexa. Várias espirais podem se associar em grandes complexos supramoleculares.
	A resistência das proteínas fibrosas é aumentada pelas ligações covalentes entre as cadeias polipeptídicas nas “cordas” multi-helicoidais e entre as cadeias adjacentes em um arranjo supramolecular. Nas α-queratinas as ligações entre as cadeias quaternárias são ligações dissulfeto. 
	-colágeno: Evoluiu para garantir resistência, é encontrado nos tecidos conectivos como os tendões, as cartilagens, a matriz orgânica dos ossos e a córnea dos olhos. A hélice de colágeno é bem diferente da hélice α. No colágeno ela tem sentido anti-horário e possui três aminoácidos por volta. O colágeno também é uma esripal enrolada, mas com estruturas terciária e quaternária distintas: três polipeptídeos separados, chamados de cadeias α (não confundir com hélices α), são supertorcidos uns sobre os outros. 
	No colágeno, a torção super-helicoidal tem sentido horário, oposto ao da hélice anti-horária das cadeias α. 
	Existem vários tipos de colágenos, normalmente eles contêm em torno de 35% de Gly, 11% de Ala, 21% de Pro e 4-Hyp (um aminoácido incomum). O colágeno possui baixo poder nutricional como proteína. O conteúdo de aminoácidos incomuns do colágeno está relacionado com as restrições estruturais únicas de sua hélice. O conteúdo de aminoácidos incomuns do colágeno está relacionado com as restrições estruturais únicas de sua hélice.
	Os três polipeptídeos do colágeno são muito compactadas devido sua sequência de aminoácidos e sua estrutura quaternária supertorcida.
	O empacotamento compacto das cadeias α na hélice tripla de colágeno garante uma resistência elástica maior do que aquela de uma barra de aço de mesma espessura. As fibrilas de colágeno são estruturas supramoleculares formados por triplas hélices de colágeno (moléculas de tropocolágeno) associadas em grande variedade de formas que garantem diferentes graus de resistência elástica. 
	As cadeias α e as fibrilas de colágeno são interligadas por tipos incomuns de ligações covalentes, essas ligações ... (????? –Pg 128)
A MIOGLOBINA FORNECEU OS INDÍCIOS INICIAIS SOBRE A COMPLEXIDADE DA ESTRUTURA GLOBULAR PROTEICA
	A mioglobina é uma proteína ligadora de oxigênio relativamente pequena das células musculares, funciona na estocagem de oxigênio e na para facilitar a difusão de oxigênio nos tecidos musculares em contração. A mioglobina contém uma única cadeia polipeptídica de 153 resíduos de aminoácidos de sequência conhecida e um único grupo ferro-protoporfirina, ou heme, o mesmo encontrado na hemoglobina. 
	Várias conclusões importantes podem ser tiradas a partir da estrutura da mioglobina. As posições das cadeias laterais dos aminoácidos refletem uma estrutura cuja estabilidade é resultante de suas interações hidrofóbicas.
	A molécula de mioglobina é tão compacta que em seu interior só há lugar para quatro moléculas de água. Este denso núcleo hidrofóbico é característico de proteínas globulares. Neste ambiente compacto, as interações fracas são fortalecidas e reforçam umas às outras. As cadeias apolares estão tão próximas que as interações de curto alcance do tipo van der Waals têm uma contribuição significativa na estabilização das interações hidrofóbicas.
	Na estrutura da mioglobina, todas as ligações peptídicas estão em configuração planar trans. Três dos 4 resíduos Pro são encontrados em dobras, o quarto resíduo Pro ocorre em uma hélice α, onde ele cria uma torção, necessária para o firme empacotamento da hélice. O grupo heme planar repousa sobre uma fenda na molécula de mioglobina. O átomo de ferro no centro do grupo heme apresenta duas posições de ligação (coordenação) perpendiculares ao plano heme, uma dela se liga ao grupo R e a outra fica o O2. Dentro dessa fenda, a acessibilidade ao grupo heme ao solvente é bem restrita, isso evita que o grupo heme seja oxidado pelo Fe2+, ativo na ligação reversível com o O2, para o estado Fe3+, que não se liga ao O2.
AS PROTEÍNAS GLOBULARES POSSUEM UMA DIVERSIDADE DE ESTRUTURAS TERCIÁRIAS 
	A mioglobina é apenas uma das diversas formas em que a cadeia polipeptídica pode se dobrar. Cada uma dessas proteínas possui uma estrutura diferente, adaptada a sua função biológica particular, mas como um todo, elas compartilham diversas propriedades importantes como a mioglobina. Cada uma delas está dobrada de forma compacta e, em cada caso, as cadeias hidrofóbicas dos aminoácidos estão orientadas na direção do centro da proteína(longe da água) e suas cadeias laterais hodrofílicasse encontram na superfície. As estruturas também são estabilizadas por inúmeras ligações de hidrogênio e algumas interações iônicas. 
	A estrutura tridimensional de uma proteína globular tííca pode ser considerada um conjunto de segmentos polipeptídicos nas conformações da hélice α e a folha β, ligados por segmentos de conexão. A estrutura pode ser, então, definida pela forma como os segmentos estão empilhados uns sobre os outros, e como estão arranjados os segmentos que os conectam. Para entender uma estrutura tridimensinal completa, precisamos analisar seu padrão de dobramento.