Proteínas fibrosas e globulares ESTRUTURAS
FUNÇÕES
OBJETIVOS DA AULA – PROTEÍNAS FIBROSAS
• Conhecer a classificação das proteínas quanto à forma
• Estudar a estrutura das queratinas, bem como suas funções e
ocorrência no ser humano
• Conhecer os diferentes tipos de colágeno e a ocorrência nos seres
humanos
• Aprender sobre a estrutura molecular do colágeno do tipo I e sobre as forças químicas que mantém essa estrutura
• Entender a ocorrência de estruturas globulares em alguns tipos de
colágeno
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OBJETIVOS DA AULA – PROTEÍNAS FIBROSAS
• Entender o processo de síntese e as modificações pós-traducionais do
colágeno
• Conhecer a estrutura molecular da elastina, bem como os locais de
ocorrência dessa proteína
• Saber as principais diferenças entre colágeno e elastina
• Estudar as doenças genéticas que resultam da anormalidade na síntese
do colágeno (Ehlers Danlos, síndrome de Alport, epidermose bolhosa)
e da elastina (síndrome de Wiliams-Beuren).
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Classificação das proteínas quanto à forma
GLOBULARES
• 1 ou mais cadeiaspolipeptídicas
• Forma final aparentementeesférica e compacta
• Proporção axial < 3,0
• Funções variadas• Enzimas
• Proteínas de transporte
• Proteínas reguladoras
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Mioglobina
Hemoglobina
Nelson, Cox, 2011
Classificação das proteínas quanto à forma
FIBROSAS• 1 ou mais cadeias
polipeptídicas
• Cadeias muito longas
• Estrutura secundária regular
• Módulos repetitivos
• Forma final alongada
• Proporção axial > 10
• Geralmente são insolúveis
• Função estrutural
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Queratinas
• Tipo α
• 2 ou 3 cadeias em α-héliceassociadas lateralmente
• Estrutura helicoidal
• Protofilamento
• Protofibrila
• Ocorrência:
• Epiderme dos vertebrados
• epitélios oral e gengival
• Estruturas relacionadas à epiderme
• Cabelos, lã, chifres, unhas, cascos, penas
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Nelson, Cox, 2011
Pontes dissulfeto
Queratinas
• Tipo β
• Empilhamento de folhas
β pregueadas
• Ocorrência:
• Fios da seda
• Fios da teias da
aranha
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Nelson, Cox, 2011
Colágeno
• Principal componente da maioria dos tecidos conectivos
• 25% proteínas mamíferos
• Parte da estrutura extracelularde praticamente todos os tecidos
• Seres humanos
• 30 cadeias polipeptídicas codificadas por diferentes genes
• Diferentes associações das cadeias
• 28 tipos distintos de colágeno
• Alguns tipos estão presentes empequenas proporções
• Fundamentais nadeterminação das propriedades físicas dos tecidos
Tipo Genes Tecido
I COL1A1, COL1A2
maioria do tecidoconectivo, osso
II COL2A1 cartilagem
III COL3A1 pele, pulmões,gengiva
IV COL4A1, COL4A6
membrana basal
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Alguns tipos de colágenos, seus genes e ocorrência
Adaptado de Murray et al., 2014
Classificação do colágeno com base nasestruturas formadas
Classe Tipo
Formação de fibrilas I, II, III, V e XI
Semelhante a rede IV, VIII, X
FACIT* IX, XII, XIV, XVI, XIX
Filamentos em esferas VI
Fibrilas de ancoragem VII
Domíniostransmembrana
XIII, XVII
Outras XV, XVIII
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Adaptado de Murray et al., 2014
*FACIT colágenos associados às fibrilas, com tripla hélice interrompida
Classificação do colágeno com base nasestruturas formadas
Classe Tipo
Formação de fibrilas I, II, III, V e XI
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Estrutura encontrado no osso, cartilage, pele, pulmões
Classificação do colágeno com base nasestruturas formadas
Classe Tipo
Semelhante a rede IV, VIII, X
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Ausência da repetição de Gly – X – Y
Interrupção da triplas hélice
Áreas com estruturas globulares
Rede de colágenotipo IV(Membrana basal)
(Hudson et al., 2003)
Classificação do colágeno com base nas estruturasformadas
Classe Tipo
Fibrilas de ancoragem VII
Domínios transmembrana XIII, XVII
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Junção derme-epiderme
(Adaptado de Oliveira et al., 2010)
Colágeno tipo I
• Cadeias helicoidais típicas
• 1000 aminoácidos/cadeia
• Repetições de Gly – X – Y
• X pode ser prolina
• Y hidroxilisina ou hidroxiprolina
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Colágeno tipo I
• Tripla hélice (tropocolágeno)
• Giro à direita
• Pontes de hidrogênio
• Resíduos de hidroxi-prolina
• Ligações cruzadas covalentes
• Resíduos de hidroxilisina
• Lisil oxidase
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Matriz óssea colágeno tipo 1
Tipos de colágeno presentes na gengiva
• Tipo I• ↓ de CH OHLys
• Tipo III • ↓ CH, ↑ OH-Pro e
Gly, contém Cys
• Tipo IV• ↑OHPro, ↑ OHLys
• Membrana basal
• Tipo V• ↑ CH, ↑ OHLys e
Gly
• Tipo VI• ↑ Cys, Tyr; M
relativamente baixa
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Início da síntese do colágeno
• Proteína com sequência sinalizadora
• 13-36 aa, predomínio de aa hidrofóbicos, porção N-terminal
• Reconhecimento pela partícula de reconhecimento de sinal (PRS)
• PRS liga-se a um receptor na superfície do retículo endoplasmático rugoso
• Reinício da síntese do colágeno
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Processamento do colágeno- intracelular18
Processamento do colágeno– extracelular19
Ligações cruzadas(Lisil-oxidase)
Degradação do colágeno
• Qual o objetivo?• Renovação da matriz extracelular
• Desenvolvimento
• Remodelação tecidual
• Crescimento
• Diferenciação celular
• Enzimas envolvidas:• Metaloproteinases (MMPs)
• Endopeptidases dependentes de Zn• Colagenases
• Gelatinases
• Estromelisina
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Colagenoses• Síndrome de Ehlers-Danlos
• Mutação do pró-peptídeo do colágeno
• Não há remoção do aminopropeptídeo• Pele elástica e frouxidão das articulações
• Osteogênese imperfeita• Cicatrização lenta
• Ossos mais frágeis
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Aumento da elasticidade da peleDentinogênese imperfeita
Elastina
• Proteína do tecido conectivo
• Propriedade mecânica:
extensibilidade
• Pulmões, grandes artérias, ligamentos
elásticos, cartilagem da orelha
• Monômero: tropoelastina
• Hidrolixação de prolina
• Meio extracellular
• Formação de ligações cruzadas
(desmosina)
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Bibliografia
• MURRAY, R.K.; BENDER, D.A.; BOTHAM, K.M.; et al. Bioquímica Ilustrada de Harper, 29ª ed., Ed. Artmed, 2014.
• MARZZOCO, A.; TORRES, B.B. Bioquímica Básica, 3ª ed., Ed. Guanabara Koogan, 2007.
• CHAMPE, P.C.; HARVEY, R.A.; FERRIER, D.R. BioquímicaIlustrada, 4ª ed., Artmed, 2009.