UNIDADE 03 METABOLISMO DE PROTENA Disciplina de Biocincias

UNIDADE 03 METABOLISMO DE PROTEÍNA Disciplina de Biociências I DB-110 Área de Bioquímica Profa. Cínthia P. M. Tabchoury

O QUE É QUE VOCÊS SE LEMBRAM DE PROTEÍNA? ?

Biossíntese de Proteínas I – Introdução: 70 proteínas ribossômicas, 20 ou + enzimas ativadoras de aa, + 12 enzimas auxiliares, fatores de iniciação, alongação e terminação, + 40 t. RNA = cerca de 300 moléculas envolvidas. II – Síntese Proteica: a) descoberta; b) Características; c) Ativação dos aa; d) Iniciação; e) Alongamento; f) Terminação; g) Enrolamento e Processamento.

Introdução v As proteínas devem ser sintetizadas em resposta às necessidades da célula, transportadas e degradadas quando a necessidade cessar; v A síntese das proteínas é o mais complexo dos mecanismos biossintetizantes; v Pode ser responsável pelo gasto de até 90% da energia química usada por 1 célula para todas as reações biossintetizantes; v Apesar da complexidade, as proteínas são sintetizadas em velocidades extrema/e altas. Ex: cadeia polipeptídica com 100 resíduos de aa – 5 segundos

Sítio da síntese protéica é o ribossomo citosol Lúmen do RE ribossomo Ribossomo: são compostos de r. RNA e proteínas. Possuem 2 subunidades que se encaixam de modo que uma fenda é formada entre elas por onde passa o m. RNA durante o processo de síntese protéica.

aminoácido Sítio de ligação do aa adaptador Trinca de nucleotídeos codificando para uma aa Os aa estão ativados: são ligados ao t. RNA, formando os aminoacil-t. RNAs.

ü Códon de iniciação, AUG, sinaliza o início das cadeias polipeptídicas. ü 3 trincas nucleotídicas, UAA, UAG, UGA, não codificam qualquer aminoácido e sinalizam o fim da síntese da cadeia polipeptídica. segunda letra do códon Primeira letra do códon (extremidade 5’)

ü O código genético é degenerado, significando que um certo aminoácido pode ser especificado por mais de um códon; ü Degenerado não significa imperfeito; ü O código genético não é ambíguo, pois nenhum códon especifica mais de um aa; ü Quando um aa possui códons múltiplos, a diferença entre os códons está, geralmente, na 3 a base. Ex: alanina é codificado pelas trincas GCU, GCC, GCA e GCG

ü t. RNA funciona como um adaptador, reconhece uma seqüência nucleotídica curta no m. RNA. ü Uma trinca nucleotídica específica no t. RNA interage com uma trinca códon específica no m. RNA através de pontes de H de bases complementares.

ü Os 2 RNAs são pareados antiparalelamente, a primeira base do códon (ler na direção 5’ 3’) pareando com a terceira base do anticódon.

A síntese proteica é composta por 5 etapas: ativação dos aa, iniciação, alongamento, terminação/liberação e enrolamento/processamento.

ü Os t. RNAs são relativamente pequenos e consistem de 1 fita simples de RNA enrolada; ü Há pelo menos 1 espécie de t. RNA para cada aa; ü Todos t. RNAs possuem a seqüência extremidade 3’ onde se liga ao aminoácido. CCA na

ü Há ativação do aminoácido para formação da ligação peptídica e a ligação do aa a um t. RNA adaptador que direciona sua colocação. aminoácido Classe I aminoacil-t. RNA sintetases Classe II aminoacil-t. RNA sintetases

ü A identidade do aminoácido ligado ao t. RNA não é checada no ribossomo; ü A ligação do aminoácido correto é essencial para a fidelidade da síntese de proteínas; ü A enzima aminoacil-t. RNA sintetase discrimina e liga-se ao seu aminoácido específico; ü Esta enzima ainda possui uma função de revisão, onde os aminoácidos são checados em um segundo centro ativo e os incorretos são hidrolisados.

INICIAÇÃO –ESTÁGIO 2 ü Um aminoácido específico inicia a síntese protéica. ü A síntese das proteínas começa na extremidade aminoterminal e são alongadas pela adição seqüencial de resíduos de aa até a extremidade carboxilaterminal. ü O complexo de iniciação se forma em 3 etapas com o gasto da hidrólise de GTP a GDP e Pi. Subunidade 30 S Códon de iniciação Subunidade 50 S ü P designa o sítio peptidil. ü A designa o sítio aminoacil. Subunidade 50 S próximo códon

ALONGAMENTO – ESTÁGIO 3 ü Ligações peptídicas formadas nesta etapa; Complexo de iniciação (70 S) são próximo códon próximo aminoacil -t. RNA ü complexo de iniciação; ü próximo aminoacil-t. RNA especificado pelo códon seguinte no m. RNA; ü fatores de alongamento; ü o 2º aminoacil se liga no sítio A, o que é acompanhado pela hidrólise de GTP a GDP e Pi. Ligação do próximo aminoacil -t. RNA

ALONGAMENTO f. Met-t. RNAf. Met Aminoacilt. RNA 2 ü Formação da ligação peptídica; ü Peptidil transferase: ribozima; ü dipeptidil-t. RNA no sítio A e o t. RNA(met) descarregado ligado ao sítio P. Formação da ligação peptídica t. RNAf. Met deacilado Dipeptidil t. RNA 2

ALONGAMENTO t. RNAf. Met deacilado ü Translocação: ribossomo movese 1 códon na direção da extremidade 3’; ü O 3º códon do m. RNA agora está no sítio A e o 2º códon no sítio P; ü Movimento do ribossomo ao longo do m. RNA requer a energia fornecida pela hidrólise de outra molécula de GTP. Dipeptidil t. RNA 2 Translocação próximo aminoacil-t. RNA ü Cadeia polipeptídica sempre permanece ligada ao t. RNA do último aa que foi inserido; Direção do movimento do ribossomo

TERMINAÇÃO – ESTÁGIO 4 Fator de liberação se liga ü Término da síntese do polipeptídio requer um sinal especial; ü sinalizada por um dos 3 códons de terminação no m. RNA; ü fatores terminação; de liberação União polipeptidilt. RNA hidrolisada ou ü hidrólise da ligação peptidilt. RNA terminal; ü liberação do polipeptídio livre e do último t. RNA; ü dissociação do ribossomo 70 S nas 2 subunidades. Dissociação dos componentes

Subunidades ribossomais que chegam POLISSOMOS ü Agregados de 10 a 100 ribossomos; ü vários ribossomos podem traduzir um único m. RNA, permitindo um uso altamente eficiente do mesmo. Cadeia polipeptídica em crescimento Direção da tradução

Nas bactérias, há um acoplamento muito estreito entre a transcrição e a tradução; inicia-se a tradução antes que a transcrição se complete.

Enrolamento e Processamento ü Modificações carboxilaterminal; nos grupos amino e ü Perda da seqüência sinalizadora; ü Modificações de aminoácidos individuais; ü Ligação de cadeias laterais de carboidratos; ü Adição de grupo isoprenil; ü Adição de grupos prostéticos; ü Formação das ligações cruzadas de dissulfeto.

ü Síntese proteica é uma função central na fisiologia celular e o alvo primário de antibióticos e toxinas. Sítio P peptidil-t. RNA Sítio P puromicina üA puromicina inibe a translocação através da formação da peptidilpuromicina. Peptidil transferase

ü A tetraciclina bloqueia o sítio A.

ü A cicloheximida é uma toxina que bloqueia a transferência do peptídio dos ribossomos 80 S (ribossomos eucarióticos) mas não do 70 S (ribossomos bacterianos).

ü O cloranfenicol bloqueia a transferência do peptídio.

ü A estreptomicina em baixas concentrações leva a erro de leitura e em altas concentrações inibe a iniciação da síntese protéica.

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