fisiologia molecular contração muscular e coagulação sanguínea

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  • Instituto de Qumica de So Carlos IQSC

    Universidade de So Paulo

    Fisiologia Molecular: Contrao muscular e Coagulao

    sangunea

    Disciplina: Bioqumica II

    Docente: Profa. Dra. Fernanda Canduri

  • O Tecido Muscular

  • Os sarcmeros

    A unidade de repetio chamado sarcmero, que est ligado ao centro

    da banda I pelo linha Z.

    Um msculo contrado

    pode encurtar at um

    tero do comprimento que

    atinge quando relaxado.

    A contrao resultado de

    uma reduo no

    comprimento do

    sarcmero, causada por

    redues nos

    comprimentos das bandas

    I e da zona H o

    modelo de deslizamento.

  • Estrutura dos filamentos grossos (banda A)

    e finos (banda I)

    Os filamentos grossos dos vertebrados so compostos quase exclusivamente por um nico tipo de protena - a miosina.

    A miosina consiste de um longo segmento em forma de basto com 1600 e duas cabeas globulares.

    Consiste de seis cadeias polipeptdicas: duas cadeias pesadas de 220kDa e dois pares de cadeias leves diferentes, denominadas essenciais (CLE) e regulatrias (CLR).

    A miosina componente da banda A

    Cadeia

    pesada

    Cadeia

    leve

  • As subunidades CLE e CLR ligam-se regio N-

    terminal de cada cadeia pesada.

    A sequncia de aminocidos da regio da cauda em

    a-hlice possui uma pseudo-repetio de sete

    resduos a, b, c, d, e, f, g com predominncia de

    resduos apolares nas posies a e d.

    Cadeia

    pesada

    Cadeia

    leve

  • Estrutura do filamento grosso

    Sob condies fisiolgicas, centenas de molculas de miosina agregam-se para formar um filamento

    grosso.

    A cabea da miosina uma ATPase

  • A actina uma protena globular que forma uma fibra na regio central do

    filamento

    A tropomiosina formada por uma espiral-enrolada de duas cadeias de a-

    hlice.

    Cada tropomiosina liga-se a uma molcula heterotrimrica de troponina, a

    qual liga Ca2+

    Cada monmero de actina pode ligar uma cabea de miosina, provavelmente

    por pareamento inico e por associao

    das regies hidrofbicas nas duas

    protenas.

    Os filamentos finos consistem de trs

    protenas actina, tropomiosina e troponina

  • O complexo tropomiosina-

    troponina regula a

    contrao muscular por

    meio do controle do

    acesso das cabeas de

    miosina dos filamentos

    grossos a seus stios de

    ligao na actina dos

    filamentos finos.

    A miosina e a actina

    perfazem entre 60 a 95%

    do total das protenas

    musculares.

  • Mecanismo de contrao

    muscular

    Edwin Taylor elaborou um modelo para a hidrlise do ATP mediada por

    miosina.

    A ligao do ATP cabea da miosina promove a abertura do stio de ligao

    actina e a liberao desta.

    O stio ativo fecha-se ao redor do ATP. A hidrlise do ATP energiza a cabea da miosina, colocando-a quase

    perpendicular ao filamento grosso.

    A cabea da miosina liga-se a uma actina mais prxima do disco Z do que

    aquela a qual estava ligada

    anteriormente.

    A miosina libera Pi, causando uma mudana conformacional que aumenta

    a afinidade da miosina pela actina.

  • O estado transitrio seguido pela gerao de fora, uma mudana

    conformacional adicional que provoca o deslizamento da cauda C-

    terminal da cabea da miosina e em seguida, o ADP liberado.

  • Controle da contrao muscular

    A sensibilidade ao Ca2+ devida a uma subunidade da troponina, a troponina C.

    O estmulo de uma miofibrila por um impulso nervoso resulta na liberao de Ca2+, aumentando a sua concentrao

    Ento, o Ca2+ liga-se a troponina C, causando uma mudana de conformao no complexo troponina-tropomiosina.

    Quando a concentrao de Ca2+ na miofibrila for baixa, o complexo troponina-tropomiosina retornar sua conformao

    de repouso, bloqueando a ligao da miosina actina, e

    fazendo o msculo relaxar.

  • A importncia do clcio na funo muscular

    1. A acetilcolina liberada a partir de

    terminaes nervosas, causando a

    entrada de clcio nas clulas

    musculares

    2. O clcio ativa a enzima fosforilase

    quinase, que (3) fosforila outras

    fosforilases, ativando-as.

    4. O glicognio quebrado a

    glicose, e este metabolizado para

    gerar ATP

    5. O msculo requer energia na

    forma de ATP

    6. As clulas musculares ativam

    protenas especializadas para a

    contrao muscular

    7. Tais protenas musculares so

    ativadas pelo clcio e ATP

    (Nobelprize.org)

  • Coagulao sangunea

    Quando um vaso sanguneo rompido, h

    a formao de um cogulo, resultado da

    agregao de plaquetas e da formao da

    fibrina.

  • Mecanismo de formao de um cogulo

    As plaquetas (trombcitos)

    so clulas anucleadas

    presente no sangue,

    produzidas na medula ssea.

    So responsveis pela

    formao de cogulos.

  • A vitamina K necessria na sntese heptica de

    protrombina e dos fatores de

    coagulao do sangue VII,

    VIII, IX, X e XI.

    A vitamina K tem funo na modificao ps-traducional

    dessas protenas, onde serve

    como uma coenzima na

    carboxilao de certos

    resduos de cido glutmico

    presentes nestas protenas

    Coagulao sangunea

  • A Vitamina K age na formao de

    resduos de g-carboxiglutamato (Gla), que

    tem funo essencial na interao da

    protrombina com as plaquetas por serem

    quelantes de ons clcio

    O complexo protrombina-clcio liga-se a

    fosfolipdeos da membrana das plaquetas

    A adeso aumenta a velocidade de

    converso proteoltica de protrombina para

    trombina, que ir atuar na coagulao

    formao de rede de fibrina

    A trombina produzida pela clivagem

    enzimtica de dois stios da protrombina,

    ativada pelo fator Xa.

    Coagulao sangunea

    Membrana das

    plaquetas

  • A protrombina modificada pela

    vitamina K (carboxilao de

    resduos Glu Gla).

    Na presena do clcio, Gla

    promove a ligao de trombina

    aos fosfolipdeos de membrana

    das plaquetas.

    A trombina ativa converte

    fibrinognio (protena solvel) em

    fibrina (insolvel), responsvel

    pela formao de cogulos.

    A retro-alimentao positiva

    acelera a produo de trombina, e

    consequentemente, fibrina.

    Coagulao sangunea