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ProteínasProteína como um polímero: versatilidade

Funções diversas

Evolução

Diferentes formas (estruturas) è função

Dogma Central da Biologia

DNA è RNA è Proteína

Dogma Central da Biologia Estrutural

Sequência de aminoácidos è estrutura è função

Importância da água na forma das proteínas

• Propriedades da água– Alto ponto de fusão, ponto de condensão, calor de vaporização,

tensão superficial– Pontes H (4 pontes por água)

Algumas propriedades da água

-Íons são sempre hidratados em água e carregam uma “camada de hidratação”

-águas formam pontes de H com solutos polares

-Interações hidrofóbicas – o “segredo da vida”

Interações hidrofóbicas

-Soluto não-polar “organiza” a água

-A rede de pontes de H se reorganiza para acomodar o soluto não polar

- Aumento da ordem da água

- Aumento ou diminuição da entropia?

Moléculas anfifílica (ou amfipáticas)

-moléculas que contêm ambos os grupos polar e apolar (são atraídas por

-um bom exemplo: lipídios

pH = -log10 [H+] (Sørensen ) se [H+] = 1 x 10 -7 M, então pH = 7ácido fraco: HA è H+ + A- Ka = [H+] [A-]

[HA]

pH = pKa + log10 [A- ] / [HA] (Eq. Hendersson-Hasselbalch)

Aminoácidos-“Tijolos” das proteínas

- Sequência não ramificada que formam estruturas 3D è função

20 aminoácidos mais comuns

Não polaresPolares, não carregadosÁcidosBásicos

Não polares

Polares não carregados

Ácidos (carregados)

Básicos (carregados)

pKa

Arginine, Arg, R: pKa(guanidino group) = 12.5

Aspartic Acid, Asp, D: pKa = 3.9

Cysteine, Cys, C: pKa = 8.3

Glutamic Acid, Glu, E: pKa = 4.3

Histidine, His, H: pKa = 6.0

Lysine, Lys, K: pKa = 10.5

Serine, Ser, S: pKa = 13

Threonine, Thr, T: pKa = 13

Tyrosine, Tyr, Y: pKa = 10.1

Estereoquímica de aminoácidos

- Todos os aminoácidos com exceção da Glicina são quirais

- L-aminoácidos são predominantes na natureza

- nomenclatura D,L são baseados no D- e L- do gliceroaldeídoenantiômeros

[ ]25 rotação observada (graus)Caminho ótico (dm) concentração (g/ml)D

α =×

Atividade ótica

- destrorotatória

- levorotatória

Propriedades espectroscópicas

-Todos os aminoácidos absorvem na região do infravermelho

-Somente F, Y e W absorvem no UV

-Absorbância em 280 nm é um meio de diagnóstico de aminoácidos

-Cada aminoácido tem um espectros espectros de RMN característico; e RMN de alta resolução pode ser utilizada para elucidar a estrutura 3D de proteínas

As Proteínas

As proteínas observadas na natureza evoluíram pela pressão selectivapara efetuar funções específicas.

As propriedades funcionais das proteínas dependem da sua estruturatridimensional.

A estrutura tridimensional surge porque seqüências de aminoácidosem cadeias polipeptídicas se enovelam a partir de uma cadeia linear emdomínios compactos com estruturas tridimensionais específicas.

Estes domínios servem como módulos para a construção de grandeagregados como partículas virais ou fibras musculares, podem formarsítios catalíticos ou de interação encontrados em enzimas e tambémproteínas que carregam oxigênio ou que regulam a função do DNA.

Sequência com 100 aminoácidos (PARA PRÓXIMA AULA):

- Quantas sequências diferentes é possível construir com 20 aminoácidos?

-Assumindo que cada aminoácido pode assumir apenas 3 conformaçõesdistintas, quantas conformações diferentes pode ter essa sequência?

-Assumindo que o tempo de transição conformacional leva 1 picosegundo, quanto tempo leva para que todos os estados conformacionais sejam visitados?

-Qualquer sequência teria uma tridimensional estável?