proteínas · 2014. 8. 20. · covalente 1,5 356 610 para ligação c=c ligação dissulfeto 2,2...
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Rafael Mesquita
Proteínas Estrutura
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Ligação peptídica
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Ligação peptídica
- Rígida e plana - Ligação simples com caráter de dupla ligação
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Ângulos Φ e Ψ
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Ligação peptídica – limitações estruturais
Limitações estruturais impostas pelas ligações peptídicas • Impedimento estérico
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Radical – limitações estruturais
Limitações estruturais impostas pelo radical • Volume (impedimento estérico) • Repulsões de carga
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A estrutura covalente das proteínas é chamada de estrutura primária e determina a estrutura tridimensional destas moléculas
Rafael Mesquita
A sequência de aminoácidos da proteína determina a estrutura tridimensional destas moléculas
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Estrutura secundária
• Proteínas enoveladas têm segmentos de conformação regular
• O que não é regular não é estrutura secundária
• O que não é regular é chamado de estrutura randômica
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Alfa hélice
Tripla hélice de colágeno
Parâmetros conformacionais de elementos helicoidais
Conformação Phi Psi Omega Resíduos/volta Distância/resíduo Hélice alfa Hélice 3-10 Hélice pi
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O grupamento R fica voltado para fora da hélice
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Sequência de aminoácidos de 3 hélices
CITRATO SINTASE
Leu - Ser - Phe - Ala - Ala - Ala - Met - Asn - Gly - Leu - Ala
ALCOOL DESIDROGENASE
Ile - Asn - Glu - Gly - Phe - Asp - Leu - Leu - Arg - Ser - Gly
TROPONINA C
Lis - Glu - Asp - Ala - Lis - Gli - Lis - Ser - Glu - Glu - Glu
Resíduos carregados resíduos polares resíduos hidrofóbicos
Agradecimento: Ana Paula Salerno
Rafael Mesquita
APOLAR POLAR/APOLAR POLAR PARA FORA PARA FORA
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Folha beta
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Loops ou Voltas
• conectam as α- hélices e as folhas β • em geral, estão na superfícies das proteínas
• em geral, são flexíveis
• sítios de clivagem para proteases
• loops que conectam fitas β adjacentes são ditos hairpin loops (voltas β)
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2AA 3AA
Voltas β
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Voltas β
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Os elementos de estrutura secundária são combinados em arranjos variados e em diferentes
proporções
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Em vermelho as combinações dos ângulos φ e ψ permitidas
Em rosa as combinações permitidas se alguma relaxação é considerada
Estrutura secundária: diagrama de Ramachandran
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Preferência conformacional dos aminoácidos
Predição de estrutura secundária
Freqüência normalizada de cada conformação.
Um valor maior que 1 indica a preferência por uma tipo de estrutura secundária em particular
Williams, R.W. et al.(1987) Biochim. Biophys. Acta 916:200-204
http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?pdbId=3l1l
>3L1L:a|pdbid|chain|sequence!MSSDADAHKVGLIPVTLMVSGAIMGSGVFLLPANLASTGGIAIYGWLVTIIGALGLSMVYAKMSFLDPSPGGSYAYARRC!FGPFLGYQTNVLYWLACWIGNIAMVVIGVGYLSYFFPILKDPWVLTITCVVVLWIFVLLNIVGPKMITRVQAVATVLALI!PIVGIAVFGWFWFRGETYMAAWNVSGLGTFGAIQSTLNVTLWSFIGVESASVAAGVVKNPKRNVPIATIGGVLIAAVCYV!LSTTAIMGMIPNAALRVSASPFGDAARMALGDTAGAIVSFCAAAGCLGSLGGWTLLAGQTAKAAADDGLFPPIFARVNKA!GTPVAGLIIVGILMTIFQLSSISPNATKEFGLVSSVSVIFTLVPYLYTCAALLLLGHGHFGKARPAYLAVTTIAFLYCIW!AVVGSGAKEVMWSFVTLMVITAMYALNYNRLHKNPYPLDAPISKD!
http://expasy.org/resources/search/querytext:secondary%20structure%20prediction
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Estrutura terciária
Triosefosfato isomerase e dihidrofolato reductase: elementos de estrutura secundária semelhantes, mas
estrutura terciária diferente.
A conformação enovelada de uma proteína é formada pela condensação de vários elementos de estrutura secundária e
estabilizada por interações fracas
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Dobras e alças conectam os segmentos de hélices e folhas beta.
Domínio V de uma cadeia leve de imunoglobulina. As alças formam sítios de ligação de antígenos
Moléculas de água na superfície de uma proteína enovelada são partes importantes da estrutura.
Elastase pancreática e a primeira camada de
hidratação.
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Interações que estabilizam proteínas
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Interações que estabilizam proteínas
Interação Distância Å
Energia livre kJ/mol
covalente 1,5 356 610 para ligação C=C
Ligação dissulfeto 2,2 167
Ponte salina 2,8 12,5 - 17
Ponte de hidrogênio 3,0 2 - 6 em água 12,5 – 21 se o doador ou receptor tem carga
van der Waals 3,5 4 (4-17 no interior da proteína)
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Domínios
• Proteínas globulares são formadas por domínios
• Cada domínio é capaz de enovelar-se independentemente • O domínio não necessariamente compreende um segmento
contínuo da cadeia peptídica • O número de enovelamentos possíveis é grande, mas
limitado
repressor Lac
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Domínios
• Muitos domínios tem sequencia de aminoácidos, sequencia de estruturas secundárias e estrutura tridimensional conservada entre diferentes proteínas
⇒ Domínios conservados ⇒ Mesma função
• Outros domínios não apresentam conservação na sequência de aminoácidos mas possuem na sequencia de estruturas secundárias e na estrutura tridimensional
⇒ Homólogo mais distante? ⇒ Possibilidade de função semelhante?
• Muitos outros domínios não apresentam conservação na sequência de aminoácidos nem na estrutura tridimensional, apenas na sequência de estruturas secundárias.
⇒ Ausência de homologia ⇒ Função diferente
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calmodulina subunidade β da proteína G
proteína Src proteína Sem5 PLC-δ
Exemplos de domínios conservados
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alfa
beta
Alfa/beta
Alfa + beta Cross-link
Exemplos de domínios não conservados
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Estruturas do príon
-> sequencia de estruturas secundárias e estrutura tridimensional nativa
-> sequencia de estruturas secundárias e estrutura tridimensional (doença)
Mesma sequencia de aminoácidos
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Estrutura quaternária
• Em um complexo proteico, o tipo e no de subunidades junto com a posição relativa constituem a estrutura quaternária
• Interações mantêm as subunidades juntas • Complementaridade favorece estas interações • Interação é alta e específica
homodímero: a2
heterodímero: ab
heterotetrâmero: a2b2
heteropentâmero: a2bcd
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Estrutura quaternária
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Rinovírus Proteasoma
Estrutura quaternária
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Agradecimentos: Glória Braz (grande parte dos slides) Ana Paula Salerno (Slides de α-helice e loops)