Estrutura e função de proteínas Flashcards
Macromoléculas compostas de uma sequência linear de até 21 α-L-aminoácidos diferentes unidos por ligações peptídicas (amídicas), são chamadas de…
proteínas
Funções das proteínas? (7)
- Composição do esqueleto celular e estruturas de sustentação;
- Ação enzimática;
- Transporte de moléculas;
- Ação hormonal;
- Mecanismos de defesa;
- Contração muscular (actina e miosina);
- Controle da atividade dos genes.
A função de uma proteína depende da sua…
estrutura
As proteínas são compostas por cadeias de…
aminoácidos
V ou F?
As proteínas são excelentes tampões sob condições fisiológicas.
Verdadeiro
Aminoácido
Estrutura química? (4)
- Carbono central (α-carbono) ligado a quatro grupos distintos (um grupo amino básico (—NH2);
- Grupo carboxílico (—COOH);
- Átomo de hidrogênio (—H);
- Cadeia lateral distintiva (—R).
As propriedades das cadeias laterais dos aminoácidos influenciam na sua…
solubilidade em água.
(importante para a conformação e função das proteínas)
Estruturas que as proteínas podem ter? (4)
- Primária;
- Secundária;
- Terciária;
- Quartenária
Estrutura primária das proteínas
É a sequência linear de aminoácidos ligados entre si por ligações covalentes ao longo da cadeia polipeptídica, que é determina geneticamente, sendo específica para cada proteína.
A sequência primária de uma proteína é determinada pela…
sequência de bases nitrogenadas do DNA
V ou F?
A estrutura secundária é determinda por ligações de hidrogênio entre o oxigênio do grupo carboxila de uma ligação peptídica e o hidrogênio amídico de outra ligação peptídica vizinha.
Verdadeiro
Estrutura secundária das proteínas
Tipos? (2)
- α-hélice;
- Folha β-pregueada.
α-hélice
Consiste em um esqueleto polipeptídeo central espiralado e bem compacto, com as cadeias laterias dos aminoácidos que a compõem estendendo-se para fora do eixo central, de modo a evitar interferência esférica entre si.
As folhas β-pregueadas são caracterizadas por ligações de…
hidrogênio, formadas entre os segmentos adjacentes da cadeia polipeptídica de forma perpendicular ao eixo das cadeias, e pelos grupos R projetados em direções opostas.
Estrutura terciária das proteínas
Arranjo biologicamente ativo tridimensional total de todos os átomos de uma proteína, incluindo aspectos envolvendo distância mais longas dentro da sequência de aminoácidos.
V ou F?
As ligações entre os resíduos mais distantes para a manutenção dos dobramentos da estrutura terciária ocorrem por meio de interações fracas não-covalentes.
Verdadeiro.
Interação hidrofóbica nas proteínas
São as mais importantes para a manutenção da conformação espacial das proteínas, dado o grande número de aminoácidos hidrofóbicos.
V ou F?
Os domínios são parte independentemente instável de uma cadeia polipeptídica.
Falso.
Os domínios são parte independentemente estável de uma cadeia polipeptídica.
A estrutura terciária de uma proteína é determinada pelas interações entre grupos funcionais da cadeia lateral, incluindo… (4)
- Ligações dissulfeto;
- Pontes de hidrogênio;
- Pontes salinas;
- Interações hidrofóbicas
Estrutura quaternária das proteínas
Arranjo de duas ou mais cadeias polipeptídicas (que podem ser idênticas ou diferentes) em complexos tridimensionais para compor uma proteína funcional oligomérica.
A estrutura quarternária de proteínas multissubunitárias é determinada por interações…
covalentes e não covalentes entre as superfícies das subunidades.
Estrutura quatenária
Classificação? (2)
- Fibrosas;
- Globulares
As proteínas fibrosas são compostas por cadeias…
polipeptídicas arranjadas em longos feixes pela associação de filamentos idênticos.
Proteínas fibrosas
Propriedades?
- Resistência;
- Flexibilidade
As proteínas globulares são…
cadeias polipeptídicas enoveladas em formas esféricas em que diferentes segmentos se dobram uns sobre os outros.
Funções das proteínas globulares? (4)
- Transporte;
- Motricidade;
- Ação enzimática;
- Defesa
Principais proteínas globulares? (2)
- Hemoglobina (Hb);
- Mioglobulina (Mb)
A __________ (hemoglobina/mioglobina) é encontrada principalmente nos músculos, e a __________ (hemoglobina/mioglobina) é o componente principal dos glóbulos vermelhos (eritrócitos).
Mioglobina; hemoglobina.
Ambas têm estruturas e funções específicas que são cruciais para a homeostase do oxigênio.
Mioglobina
Localização?
No citosol das células musculares esqueléticas, cardíacas e algumas musculares lisas.
Mioglobulina
Proteína composta por uma única cadeia, que contém 153 aminoácidos, apenas uma molécula de heme e oito α-hélices.
A mioglobina é constituída quase que completamente por…
aminoácidos apolares.
(estabilizados por interações hidrofóbicas)
A mioglobina é uma proteína de armazenamento de…
oxigênio.
A hemoglobina é transportadora de…
oxigênio (O2) no sangue.
V ou F?
A hemoglobina pode ligar até duas moléculas de O2 de maneira cooperativa.
Falso.
A hemoglobina pode ligar até quatro moléculas de O2 de maneira cooperativa.
V ou F?
O eritrócito de um adulto normal contém 3 formas de hemoglobina: HbA (96%), HbA2 (2 a 3%) e HbF (< 2%).
Verdadeiro.
Forma principal e nativa da hemoglobina mais encontrada em adultos?
HbA (96%).
A hemoglobina A é um heterotetrâmero composto por…
2 cadeias α e duas cadeias β, associadas sobretudo por interações não-covalentes.
Desnaturação de proteínas:
Corresponde à perda de estrutura tridimensional, suficiente para causar a perda da função, por meio da quebra de ligações não-covalentes.
Fatores envolvidos na desnaturação? (2)
Verdadeiro
V ou F?
A adição de solventes orgânicos polares e de compostos com grande capacidade de formar ligações de hidrogênio, como a ureia, determina a desnaturação da proteína.
Verdadeiro
V ou F?
A perda da estrutura tridimensional das proteínas pode ser reversível (renaturação).
Verdadeiro
V ou F?
A nível primário as proteínas não conseguem exercer a sua função.
Verdadeiro
Formação das
Padrões de enovelamento das α Hélices:
- Enrolamento da cadeia em torno de um eixo.
-A ponte de H é formada entre um resíduo de aminoácido e o quarto resíduo subseqüente. - A cadeia lateral dos aminoácidos projetam para fora da hélice
Folha β paralela ou antiparalela?
Antiparalela
Folha β paralela ou antiparalela?
Paralela
Nível estrutural terciário das proteínas:
- Definido pelas interações entre as cadeiras laterais dos aminoácidos
- Pontes de dissulfeto
- Ligações de hidrogênio
- Interações hidrofóbicas
- Ligações eletrostáticas iônicas
Grupo heme:
Protoprofirina ligada ao ferro no estado ferroso (Fe2+)
Nível estrutural quaternário das proteínas:
Constituída por mais de uma cadeira polipeptídica, ocorrendo a associação de subunidades polipeptídicas
Chaperonas:
São proteínas que têm por função assistir outras proteínas na obtenção de seu dobramento apropriado
Função das proteínas globulares:
Transportadoras
Função das enzimas e proteínas fibrosas:
Sustentação e contração muscular
Exemplo de proteína globular:
Mioglobina e hemoglobina
Mioglobina:
Proteína muscular que armazena oxigênio para esse tecido
Composição da estrutura da mioglobina:
É composta principalmente por alfa hélices e pelo grupo heme (sítio de ligação), onde a ligação com o oxigênio (ligante) é feita
Aminoácido que conecta o grupo heme ao resto da proteína e possui carga positiva
Histidina
Qual a importância da ligação do grupo heme ao resto da proteína?
- Sozinho, o grupo heme possui maior afinidade com o CO do que com o O2
- Quando está ligado com a mioglobina sua afinidade com o O2 aumenta tornando a estrutura estável e viável para o uso do organismo
Kd:
Constante de dissociação de proteínas
O que Kd indica?
A afinidade da proteína por seu ligante
Qual a relação entre Kd e a afinidade da proteína pelo ligante?
Quanto menor for o Kd maior a afinidade da proteína ao ligante (maior número de proteínas associadas)
O que é possível calcular a partir de Kd?
A saturação de O2
Hemoglobina:
Proteína que transporta O2
Características da hemoglobina:
- Formada por alfa hélices e um grupo heme
- Tem estrutura quaternária com 4 subunidades (tetrâmero)
- As subunidades estão em pares (par beta e par alfa)
- Por ter 4 subunidades (4 grupos heme) pode transportar ate 4 O2
Quem possui maior afinidade pelo O2: a moiglobina ou a hemoglobina?
Mioglobina
Qual a importância da hemoglobina ter menos afinidade com o O2?
É importante pois como a hemoglobina é uma proteína de transporte ela precisa soltar o O2 nos tecidos
Como ocorre a ligação da hemoglobina com o O2?
A hemoglobina se liga de forma cooperativa ao oxigênio, ou seja, quando um sítio se liga, a afinidade dos outros 3 aumenta e eles se ligam com mais facilidade
Como ocorre a liberação do O2 pela hemoglobina em situações de alto consumo de O2 (como nas atividades físicas)?
Quando o tecido consome muito O2, a pressão cai e a hemoglobina é induzida a liberar mais O2
Como ocorre a liberação de O2 pela hemoglobina em situações de baixo consumo de O2 (como durante o repouso)?
Quando o tecido não precisa de muito O2 e a pressão aumenta, a hemoglobina libera pouco O2 e “guarda o resto para outros tecidos”
Quanto de O2 é liberado pela hemoglobina nos tecidos (repouso e atividade física)?
Repouso: 1/3 é liberado
Atividade física: 2/3 é liberado
Duas formas existentes da hemoglobina:
Estado T (tenso) - baixa afinidade pelo O2
Estado R (relaxado) - alta afinidade pelo O2
O que aconteceria se existisse somente o estado R na hemoglobina?
A alta afinidade não permitiria a liberação do O2 nos tecidos.
O que aconteceria se existisse somente o estado T na hemoglbina?
A hemoglobina não conseguiria se ligar a quantidade suficiente de O2 nos pulmões para liberar nos tecidos
O que a transição entre os estados T e R determinam?
A cooperatividade.
É essa transição que determina a curva sigmóide de saturação da hemoglobina
Transição T-R da hemoglobina - Modelo MWC:
Quanto maior a concentração de O2, maior a probabilidade de a hemoglobina existir no estado R e ter mais afinidade pelo O2.
Transição T-R da hemoglobina - Modelo sequencial:
Quando um O2 se associa a um dos sítios de ligação ele muda a conformação dos outros sítios e aumenta a sua afinidade, que vai aumentando à medida que as 4 ligações vão sendo feitas.
Qual modelo de transição T-R da hemoglobina ocorre no sangue?
Ocorre uma mistura do modelo MWC e sequencial: quando um sítio com mais afinidade faz a ligação, ele tanto muda a afinidade dos outros 3 quanto desloca o equilíbrio para a forma R.
Como a ligação com o O2 muda a forma da hemoglobina e a sua afinidade com o O2?
- Ao se ligar com o O2 e com a histidina distal, o Fe e todo o grupo heme são puxados para cima levando junto a histidina proximal
- Essa diferença vai sendo amplificada ao longo de toda a proteína o que leva a transição do entre os estados T e R
Qual a função da histidina proximal?
Conectar o grupo heme no resto da proteína
Qual a função da histidina distal?
Faz a ligação de hidrogênio entre a proteína e o O2
Efeito Bohr:
Permite a diminuição da afinidade por O2 (e sua consequente liberação no tecido) em resposta a H+ e CO2
O que causa o Efeito Bohr?
O metabolismo intenso: maior consumo de O2 e produção de gás carbônico.
Quais os possíveis destinos do gás carbônico produzido durante o metabolismo intenso?
1 - Virar carbamato
2 - Ser transportado pelo eritrócito na forma de ácido carbônico, que se dissocia em íon carbonato e H+
1 -
2 -
3 -
1 - ácido
2 - O2
3 - diminuição
O que acontece com a função de uma proteína quando sua estrutura primária é alterada?
A função é perdida, pois a sequência específica de aminoácidos é crucial para a estrutura e função da proteína
Como a alteração de aminoácidos pode afetar a estrutura terciária de uma proteína?
Pode interferir nas interações não-covalentes, como pontes de hidrogênio, interações hidrofóbicas e eletrostáticas, resultando em mudanças na forma tridimensional e, consequentemente, na função
Em uma situação clínica, qual a importância das chaperoninas no enovelamento correto das proteínas?
As chaperoninas ajudam no enovelamento correto das proteínas prevenindo o acúmulo de proteínas malformadas, que podem causar doenças neurodegenerativas como Alzheimer e Parkinson
Qual a consequência da desnaturação proteica em processos celulares?
A desnaturação proteica leva à perda de função celular, o que pode resultar em danos ao tecido ou até em morte celular
Por que a sinterações entre as subunidades da hemoglobina são cruciais para a sua função?
As interações entre as subunidades da hemoglobina permitem a cooperação, essencial para a eficiente captação e liberação de oxigênio
Como o grupo heme contribui para a função da mioglobina?
O grupo heme permite a mioglobina ligar-se ao oxigênio facilitando o seu armazenamento e transporte no músculo
O que pode resultar da falha no enovelamento de proteínas durante o processo de proteostase?
Pode levar a agregação de proteínas malformadas, o que está associado com doenças como fibrose cística e doenças priónicas
Como a mutação na sequência de aminoácidos pode afetar a estrutura quaternária de uma proteína?
Para impedir a correta associação entre as subunidades polipeptídicas, prejudicando a funcionalidade da proteína
Qual a relevância clínica de entender as estruturas secundárias das proteínas como as folhas beta e as hélices alfa?
Alterações nessas estruturas podem estar envolvidas em doenças como amiloidoses, onde há deposição de proteínas malformadas com estruturas beta
Em um tratamento para doenças relacionadas ao enovelamento proteico, como as chaperoninas poderiam ser alvo terapêutico?
Modificar a atividade das chaperoninas pode ajudar a corrigir o enovelamento incorreto de proteínas, prevenindo ou revertendo danos celulares
O que caracteriza a estrutura secundária das proteínas?
A presença de padrões repetitivos, como as hélices alfa e folhas beta, estabilizadas por pontes de hidrogênio
Como são formadas as hélices alfa na estrutura secundária?
São formadas pelo enrolamento da cadeia polipetídica em torno de um eixo, com as cadeiras laterais protejanto-se para fora
O que são as folhas beta paralelas e antiparalelas?
Paralelas: padrão de enovelamento das proteínas onde as cadeias polipeptídicas se alinham na mesma direção
Antiparalelas: padrão de enovelamento das proteínas onde as cadeiras polipeptídicas se alinham em direções opostas
O que define a estrutura terciária das proteínas?
A interação entre as cadeias laterais dos aminoácidos como pontes de dissulfeto e ligações não-covalentes
Como ocorre a renaturação proteica?
É o processo pelo qual uma proteína desnaturada recupera sua estrutura e função nativas como ocorre na ribonuclease
Qual a importância da estrutura terciária na função das enzimas em contextos patológicos?
A estrutura terciária é crucial para a formação do sítio ativo das enzimas. Alterações na conformação podem desativas a enzima, levando a deficiências metabólicas como a fenilcetonúria
Como as mutações que afetam as interações na estrutura quaternária da hemoglobina resultam em anemia falsiforme?
Uma mutação da hemoglobina (HbS) provoca a deformação dacélula vermelha, dificultando o transporte de oxigênio e levando à anemia falsiforme
Como a desnaturação das proteínas está relacionada com febres altas?
Com o aumento da temperatura corporal pode ocorrer a desnaturação das proteínas, prejudicando funções enzimáticas e levando a falhas metabólicas
Qual a relevância da fibrose cística no estudo de proteínas mal enoveladas?
Na fibrose cística, uma mutação na proteína CFTR impede o enovelamento adequado, resultando em secreções espessas que afetam os pulmões e o sistema digestivo
Como as chaperoninas podem ser alvo terapêutico no câncer?
Chaperoninas ajudam no enovelamento proteico em células cancerígenas. Inibidores de chaperoninas podem ser usados para desestabilizar essas células, interrompendo a sua proliferação.
Qual o papel do enovelamento proteico correto na doença de Huntington?
Na doença de Huntington, proteínas mutadas formam agregados tóxicos devido ao mau enovelamento, prejudicando neurônios e causando degeneração progressiva
Qual o papel do grupo prostético heme na hemoglobina?
O grupo heme abriga um íon Ferro 2+ que se liga irreversivelmente ao oxigênio, permitindo o transporte de O2
Como a substituição de um aminoácido polar por um apolar afeta a estrutura de uma proteína?
Interfere nas interações eletrostáticas e na formação de pontes de hidrogênio, prejudicando a estrutura e a função da proteína
Qual o papel do cálcio na contração muscular?
O cálcio se liga à troponina, causando a mudança conformacional na tropomiosina e expondo os sítios de ligação da actina para a interação com a miosina
Qual o papel da troponina durante a contração muscular?
A troponina se liga ao cálcio, provocando uma mudança conformacional que desloca a tropomiosina e permite a interação da actina com a miosina
