Introduo a Bioqumica Biomolculas Aula 6 Estruturas Secundria

Introdução a Bioquímica: Biomoléculas Aula 6 Estruturas Secundária, Terciária e Quaternária de Proteínas Ignez Caracelli Julio Zukerman Schpector Bio. Mat – DF – UNESP/Bauru La. Cr. EMM – DQ – UFSCar Bauru, 15 de setembro de 2008. 1

Estrutura Primaria até Quaternária folha primária hélice secundária terciária

Interações e Estrutura Terciária Entre as interações a serem consideradas temos as estruturas específicas que resultam de interações de longo alcance: alcance §interações eletrostáticas §ligações de hidrogênio (O H, N H, S H) §interações hidrofóbicas Caracelli &Zukerman-Schpector, . Introdução à Biofísica Estrutural -Ed. Uf. SCar, 2006.

Interações e Estrutura Terciária Caracelli &Zukerman-Schpector, . Introdução à Biofísica Estrutural -Ed. Uf. SCar, 2006.

I. Interações iônicas (exterior) Formadas entre duas cadeias laterais de aminoácidos carregados: negativos (Glu, Asp); negativos positivos (Lys, Arg, His). positivos • São interações dependentes de p. H (p. Ka). • Lembrar que os p. Ks no interior de uma proteína podem ser diferentes daqueles do aminoácido livre. Caracelli &Zukerman-Schpector, . Introdução à Biofísica Estrutural -Ed. Uf. SCar, 2006.

II. Ligações de hidrogênio (interior e exterior) Aparecem entre as cadeias laterais, backbone, água; Aparecem com cadeias laterais dos aminoácidos carregados: Glu, Asp, His, Lys, Arg; carregados Aparecem com cadeias laterais dos aminoácidos polares: polares Ser, Thr, Cys, Asn, Gln, [Tyr, Trp] Caracelli &Zukerman-Schpector, . Introdução à Biofísica Estrutural -Ed. Uf. SCar, 2006.

II. Ligações de hidrogênio (interior e exterior) Caracelli &Zukerman-Schpector, . Introdução à Biofísica Estrutural -Ed. Uf. SCar, 2006.

Ligações de hidrogênio em estrutura terciária

III. Interações hidrofóbicas (interior) Formam-se entre cadeias laterais de resíduos não-polares: não-polares Alifáticos: Ala, Val, Leu, Ile, Pro, Met Aromáticos: Phe, Trp, Tyr Formam-se clusters de cadeias laterais, mas não há o requerimento para uma orientação especifica como ocorre com a ligação de hidrogênio; O interior da proteína fica distante da água; São não-dependentes do p. H. Caracelli &Zukerman-Schpector, . Introdução à Biofísica Estrutural -Ed. Uf. SCar, 2006.

IV. Ligações dissulfeto (intracadeias e intercadeias) São formadas entre os resíduos de cisteínas: Cys SH + HS Cys São catalisadas por enzimas especificas, e agente oxidantes; Restringem a flexibilidade da proteína. Caracelli &Zukerman-Schpector, . Introdução à Biofísica Estrutural -Ed. Uf. SCar, 2006.

A Estrutura das Proteínas presença ou não de um grupo prostético proteínas simples e proteínas conjugadas holoproteína = apoproteína + grupo prostético (grupo prostético ex: FAD, Fe, Grupo heme, etc) presença ou não de subunidades proteínas monoméricas e proteínas oligoméricas ex: 2 monômeros iguais – homodímero ex: 2 monômeros diferentes – heterodímero estrutura global proteínas fibrosas e proteínas globulares

QUIMOTRIPSINA – serino-protease 1. A estrutura 3 -D de uma proteína é determinada por sua seqüência de aminoácidos. 2. A função de uma proteína depende de sua estrutura. 3. Cada proteína tem uma estrutura única

QUIMOTRIPSINA – serino-protease catalisa hidrólise de ligações peptídicas tríade catalítica

Estado Nativo As proteínas tem uma conformação específica, o arranjo espacial dos átomos. fica As proteínas na sua conformação funcional e enovelada estão em seu estado nativo

1 seqüência × 2 enovelamentos Interconversion between two unrelated protein folds in the lymphotactin native state Tuinstra, Peterson, Kutlesa, Elgin, Kron & Volkman (2008) www. pnas. orgcgidoi 10. 1073 pnas. 0709518105

Estrutura Terciária das Proteínas interações de van der Waals e hidrofóbicas ligação de hidrogênio ligação dissulfeto “esqueleto” polipeptídico ligação iônica

Estrutura supersecundária - motivos Há padrões comuns no enovelamento das proteínas chamados de motivos. Os motivos são encontrados em várias proteínas de função diversa. Uma proteína pode conter vários motivos estruturais diferentes.

Estrutura supersecundária - motivos A estrutura de cada proteína é totalmente diferente ou há motivos comuns? Há padrões comuns de enovelamento da cadeia polipeptídica na maioria das proteínas. Exemplos: -hélice folhas-

Estrutura supersecundária combinações de elementos de estrutura secundária (hélices e fitas ) caracterizam classes de proteínas

Estrutura supersecundária SCOP (Structural Classification Of Proteins)

Estrutura supersecundária - Motivos

Estrutura supersecundária - motivos

Estrutura supersecundária somente α

Estrutura supersecundária somente β

Estrutura supersecundária α/β

Estrutura supersecundária α+β

Estrutura supersecundária

Domínios estruturais domínio pequeno NADPH domínio grande

Estrutura terciária das proteínas As proteínas se enovelam em estruturas globulares e excluem H 2 O de seu interior. Em geral: Aminoácidos não-polares no interior Val, Leu, Ile, Met, Phe Aminoácidos carregados na superfície Arg, Lys, His, Asp, Glu Aminoácidos polares não-carregados na superfície ou interior Ser, Thr, Asn, Gln, Tyr, Trp

Estrutura Quaternária de Proteínas Algumas proteínas formam agregados de 2 ou mais subunidades

Estrutura Primaria até Quaternária folha primária hélice secundária terciária quaternária

Estrutura Quaternária de Proteínas Razoes para múltiplas subunidades: 1. cooperatividade exemplo: Hb liga O 2 cooperativamente. 2. função catalítica exemplo: HMG-Co. A reductase dímero 3. síntese exemplo: gro. EL chaperonina tem 14 subunidades (a proteína é muito grande para ser sintetizada sozinha.