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http://slidepdf.com/reader/full/ito563db871550346aa9a93bad9 1/119

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Faculdade: Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa

Departamento: Departamento de Química e Bioquímica

Da autoria de João Coelho, com a colaboração de Madalena Pinto,

Margarida Quaresma, Leonor Rodrigues, Leonor Abrantes, Sília

A!eedo, Inês Cabrita, Diogo Reis

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ÍndiceAs c"lulas e as #undaç$es da bio%uímica &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& '

A c"lula && &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& '

A (gua como solente e reagente &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& )

Amino(cidos, P"*tidos e Proteínas &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& +Amino(cidos nas *roteínas &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& +

P"*tidos e *roteínas &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 12

n!imas &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& '+

Cin"tica en!im(tica &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& -1

Cin"tica Química &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& -2

Cin"ticas dos estados iniciais &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& -'

.nibição da Actiidade n!im(tica&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& -/

0os#orilação de *roteínas &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ))0olding de *roteínas e doença humana &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& )2

3l4cidos &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 21

5ses como agentes redutores && &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2-

Di6sidos &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2)

Poli6sidos&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 2+

Lí*idos && &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& +2

Membranas biol6gicas &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& +/

Proteínas membranas &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 78Modelo do mosaico #luido &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 71

5utros lí*idos&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 72

9ucle6tidos e (cidos nucleicos &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 7)

Química dos (cidos nucleicos &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 7/

:ranscrição &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //

:radução e síntese *roteica && &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 182

Síntese Proteica &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 18'

Ribossoma &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 18-tR9A &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 18)

Metabolismo &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 112

3lic6lise &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 11-

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Bioquímica I

As células e as fundações da bioquímica 5 %ue caracteri!a um organismo io;

1& leado grau de com*le<idade e organi!ação a níel microsc6*ico&2& Ca*acidade de e<trair, trans#ormar e utili!ar energia a *artir do meio ambiente&

'& Ca*acidade de re*rodução&

-& Mecanismo *ara =sentir> e res*onder a alteraç$es e<teriores&

)& 0unç$es de#inidas *ara cada com*onente e regulação das interacç$es&

A célula 94cleo organito mais comum, delimitado *or membrana du*la, comunica

com o cito*lasma atra"s de *oros, cont"m *raticamente toda o D9A, *ossui

nucl"olo %ue cont"m co*ias de D9A ribossomal e " a !ona em %ue se

constituem os ribossomas& Retículo ndo*lasm(tico síntese de lí*idos e *roteínas&

Com*le<o de 3olgi secreção e modi#icaç$es *6s?traducionais&

Citoes%ueleto *ossui microt4bulos @tubulina, #ilamentos interm"dios

@%ueratina e micro#ilamentos @actina&

Membrana *lasm(tica se*aração do meio intra do e<tracelular, bicamada

li*ídica&

Lisossoma comum nas c"lulas animais @nas egetais e%uiale aos acuolos, "

o sistema digestio da c"lula, cont"m en!imas hidrolíticas& A lubertação

descontrolada destas en!imas *ode lear B morte celular @o * *ode não

descer muito deido ao sistema tam*ão e<istente nas c"lulas& Mitocndrias #(brica de energia da c"lula, tamanho semelhante ao de uma

bact"ria, #orma ari(el, membrana du*la @a interna #orma cristas&

Cloro*lastos membrana du*la, *ossui cloro#ila @cor erde, " onde ocorre a

#otossíntese&

Eias metab6licas locais

ucariotas

o 0otossintese cloro*lastos&

o 3lic6lise e 0ermentação cito*lasma&o 5<idação do *iruato, Cadeia res*irat6ria e Ciclo do (cido cítrico

Mitocndrias&

Procariotas

o 3lic6lise, 0ermentação e Ciclo do Fcido cítrico cito*lasma&

o 5<idação do *iruato e cadeia res*irat6ria 0olheto interno da

membrana *lasm(tica&

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-

lementos e ligaç$es %uímicas nas biomol"culas

5, C, 9, G /)H

I P, S G /7H

3ru*os %uímicos nas biomol"culas

Con#iguraç$es G .s6meros geom"tricos

5s en!imas tm es*eci#icidade *ara is6meros geom"tricos es*ecí#icos&

Mol"culas Quirais @R e S

o Possuem o C ligado a %uatrosubstituintes di#erentes G o

carbono a*resenta?se como

centro %uiral&

o Cada mol"cula %uiral *ossui

dois enanti6meros @imagem

um do outro no es*elho&

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)

Mol"culas Quirais @L e D

o Com*ara?se a mol"cula %ue se *retende

classi#icar com a classi#icação do

gliceraldeído

A maior *arte dos AA estão em con#iguração L @com o gru*o amina B es%uerda e o

carbo<ilo *ara cima nas *roKecç$es de 0ischer& 9o entanto, AA>s de algumas *aredes

bacterianas encontram?se em con#iguração D, K( %ue e<iste uma en!ima es*ecí#ica

*ara este enanti6mero&

As oses encontram?se todas em con#ormação D&

Con#ormação de ligação sim*les C?C *or *roKecç$es de 9eman&

Anti I est(el, substituintes mais a#astados&

3auche ? st(el, substituintes demasiado Kuntos&

A água como solvente e reagente A (gua *ossui uma nature!a di*olar&

Permite a dissolução #(cil de solutos *olares, *or estabelecimento de noas ligaç$es

soluto?25 %ue são energeticamente mais #aor(eis %ue as interacç$es 25? 25&

ca*a! de #ormar ligaç$es de hidrog"nio no estado li%uido, cada 25 encontra?se

ligada a ',- outras 25N no gelo cada 25 liga?se a - mol"culas de 25&

5 gelo torna?se menos denso %ue a (gua lí%uida&

A (gua tamb"m #orma ligaç$es de hidrog"nio com solutos *olares, entre um ligado aum (tomo relatiamente electronegatio mais um 2º (tomo relatiamente

electronegatio&

stas ligaç$es são im*ortantes na estabili!ação da estrutura de *"*tidos e bases

a!otadas

A direccionalidade da ligação de hidrog"nio condiciona a sua #orça

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Con"m, *ortanto, haer direccionalidade entre os trs (tomos enolidos na ligação

@entre os dois 5>s e o no caso de cima&

A entro*ia aumenta %uando substOncias cristalinas se dissolem G a dissolução lea a

uma maior desorgani!ação&

Para a dissolução de 9aCl 3 ? :S

idratação dos com*onentes do sal, as cargas são *arcialmente neutrali!adas,

interacç$es electrost(ticas são en#ra%uecidas

3ases a*olares são *raticamente insol4eis em (gua %uando não ocorre a dissolução

em 25 im*lica um aumento de entro*iaN as mol"culas de 25 organi!am?se em

=gaiola> B olta do soluto a*olar e esta organi!ação lea a uma diminuição de entro*ia,

o %ue im*lica %ue 3˃8 ? não es*ontOneo

Ca*a! de #aorecer a #ormação do com*le<o n!ima?Substrato

o 1º n!ima isolado I Substrato isolado 25 organi!a?se B olta de cada um&

o 2º Ligação ?S libertação de algumas 25 aumento da desorgani!ação

@*rocesso #aor(el&

A 25 *ossui um *a*el im*ortante em algumas biomol"culas como a hemoglobulina e

o citocromo #&

A (gua como reagente Reacç$es de condensação G eliminação de 25 @re%uer

energiaN Reacç$es de hidr6lise G incor*oração de 25 @liberta energia&

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+

Aminoácidos, Péptidos e Proteínas 0unção das *roteínas

o n!imas @cat(lise Catalisam *raticamente todas as reacç$es celulares @<

hidr6lise de ligaç$es coalentes ? tri*to#ano sintetase, *e*sina, etc&&

o Proteínas estruturais Asseguram su*orte mecOnico Bs c"lulas e tecidos @<

com*ostos da MC, citoes%ueleto G colag"nio, elastina, tubulina, actina&o Proteínas de trans*orte :rans*ortam *e%uenas mol"culasi$es @<

hemoglobulina, TSA&

o Proteínas motoras Produ!em moimento nas c"lulas e tecidos @< miosina,

%uinesina, dineína&

o Proteínas de resera Arma!enam nutrientes essenciais @< #erritina,

albumina, caseína&

o Proteínas de sinali!ação Res*ons(eis *ela sinali!ação c"lula?c"lula @<

hormonas, neurotransmissores, #actores de crescimento&

o Rece*tores celulares Detectam sinais na membrana e transmitem U c"lula

@< rodo*sina, rece*tor de CoA, rece*tor de insulina&

o Proteínas de regulação g"nica Ligam?se ao D9A *ara ligardesligar a

e<*ressão dos genes @< rece*tor da lactose&

o Proteínas de *rotecção Actias na de#esa celular ou de um organismo @<

anticor*os, *roteínas de coagulação, to<inas&

o 0unç$es es*ecí#icas Altamente ari(eis @< 30P, *roteínas?colaV&

Aminoácidos nas proteínas

A numeração dos carbonos num amino(cido #a!?se a *artir do carbono do gru*o

carbonilo e segue *ara a cadeia R& <em*lo

Com a e<ce*ção da glicina @%ue *ossui R, todos os amino(cidos são o*ticamente

actios, *ossuindo enanti6meros

o nanti6meros LD

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5s amino(cidos *odem ser classi#icados de acordo com o seu gru*o R&

o Crit"rios :amanho, Polaridade, Carga, Acide!Tasicidade, Reactiidade

Química

1& Amino(cidos a*olares ali#(ticos

Alanina, alina, leucina e isoleucina tendem a aglomerar?se contribuindo *ara a

estabili!ação da estrutura *roteica *or interacç$es hidr6#obas&

3licina G estrutura mais sim*les, demasiado *e%ueno *ara contribuir *ara o e#eito

hidr6#obo&

Metionina G um dos 2 AA com en<o#re&

Prolina G tem #le<ibilidade estrutural redu!ida deido B ligação do gru*o 9 B cadeia R&

2& Amino(cidos com cadeias laterais arom(ticas

Relatiamente a*olares&

5 5 da tirosina *ode estabelecer ligaç$es de hidrog"nio em alguns en!imas&

Absorem *re#erencialmente a 278 nm, #acto este usado *ara os m"todos de

doseamento de *roteínas @#enilalanina absore menos %ue os outros dois aa&

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'& Amino(cidos com cadeias laterais *olares sem carga

idro#ílicas&

Serina e treonina tm *olaridade deido ao 5& Cisteína *ossui S&

As*aragina e glutamina *ossuem 92&

-& Amino(cidos com cadeias laterais com carga *ositia b(sicos

Podem serir como dadoresrece*tores de *rot$es em reacç$es catalisadas *or

en!imas

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)& Amino(cidos com cadeias laterais com carga negatia (cidos

5s AA>s carregados ocorrem geralmente na *eri#eria da *roteína& 9o entanto, tamb"m

se *odem encontrar no interior desta, estabelecendo ligaç$es com outro AA

carregado& Mutaç$es *odem lear B re*ulsão de cargas, destabili!ando a estrutura da

*roteína&

AA>s *ouco comuns tamb"m *ossuem im*ortantes #unç$es

o Para al"m de 28 AA WstandardX, as *roteínas *odem conter outros AA

deriados de algum AA standard %ue so#reu modi#icação *6s?traducional

%uando incor*orado na *roteína&

o <em*los

-?hidro<i*rolina @*aredes celulares, colag"nio

)?hidro<ilisina @colag"nio

2?9?metilisina @miosina

?carbo<iglutamato @*rotrombina, *roteínas %ue ligam Ca2I

Desmosina @deriada de - lisinas G encontra?se na elastina

Selenocisteína G introdu!ido durante síntese em o*osição a

modi#icação *6s?traducional @cont"m Se, sel"nio em e! de S, en<o#reN

raro

Algumas modi#icaç$es *6s?traducionais reersíeis, como a #os#orilação, estão

enolidas na regulação da actiidade *roteica @metilação tamb"m " um e<em*lo&

Alguns AA>s modi#icados não se encontram *resentes nas *roteínas& < ornitina

@intermedi(rio na biossíntese da arginina e citrulina @enolida no ciclo da ureia&

Pro*riedades (cido?base dos amino(cidos G *onto isoel"ctrico e curas de titulação

Quando um amino(cido " mantido numa solução a%uosa a * neutro, não

*ossuindo uma cadeia R ioni!(el, este amino(cido encontra?se na #orma de um

zwitterião @ião híbrido como ião di*olar, tendo a *ossibilidade *ara actuar como

(cido ou como base an#6teros&

5s amino(cidos tm curas de titulação características& < .oni!ação da 3licina

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Cura de titulação da 3licina

Yonas tam*ão *ara estes alores de *, o sistema #unciona como um tam*ãoN

Corres*ondem aos alores de *Za dos terminais carbo<ilo e amina&

Para cadeias R ioni!(eis

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Para o c(lculo do P. " necess(rio considerar %ue os alores de *Za utili!ados são os

%ue corres*ondem B carga ?1 e I1, K( %ue com **., o AA não a*resenta carga&

Para e#eitos de electro#orese, baseado na se*aração de AA com base na carga, o alor

de P. torna?se um dado im*ortante, *ois consoante o * do meio os AA ão dirigir?se

*ara o c(todo ou *ara o Onodo& sta t"cnica de*ende ainda do tamanhomassa, da

#orma e da carga do AA&

Péptidos e proteínas 0ormação da ligação *e*tídica&

12 G 28 amino(cidos G oligo*"*tidos

I 28 amino(cidos G *oli*"*tidos

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1'

9omenclatura

Ao considerar?se o *"*tido serina?glicina?tirosina?alanina?leucina , l?se do

terminal amina *ara o carbo<ilo Ser?3l[?:[r?Ala?Leu, S3\AL,

serilgliciltirosilalanilleucina&

5s *"*tidos *odem ser distinguidos *elo com*ortamento ioni!(el&

5s gru*os enolidos na ligação *e*tídica nunca estão enolidos na ioni!ação

@*erdem esse =*oder> %uando #ormam a ligação& 5s 4nicos gru*os ioni!ados são os

terminais amina e carbo<ilo e as cadeias laterais&

5s amino(cidos com cadeiras laterais ioni!(eis são :[r, C[s, L[s, is, Arg, As*,

3lu&

P"*tidos de interesse

As*artame @adoçante arti#icial& ormonas G :R @hormona da libertação da tirotro*ina, #orma?se no hi*ot(lamo a

*artir de 3lu?is?Pro, o<itocina, bradicinina, insulina, glucagina, corticotro*ia&

Eenenos G amanitina, antibi6ticos&

Mon6meros G *roteínas constituídas *or uma 4nica cadeia *e*tídica&

5lig6meros, Multímeros G *roteínas com mais de uma cadeiaN as (rias cadeias

encontram?se ligadas não coalentemente& As unidades constituintes são

designadas *rot6meros&

A*o*roteína I gru*o *rost"tico @*arte não *roteica halo*roteína @*roteínaconKugada e #uncional&

M"todos de *uri#icação de *roteínas

As #ontes de *roteínas a *uri#icar são geralmente tecidos ou c"lulas microbianas& A

este material " necess(rio e<trair o seu conte4do celular atra"s de ru*tura e

*ossíel centri#ugação& Chama?se homogenatoe<tracto celular B =so*a> %ue se

encontra no interior das c"lulas a*6s ru*tura das membranas& sta ru*tura tem de

ser controlado com, *or e<, soluç$es tam*ão, inibidores de *roteases, inibidores

de desnaturação de *roteínas, etc& 5s *assos da centri#ugação *rendem?se com sucessias centri#ugaç$es com

maiores r*m>s& ntre as (rias centri#ugaç$es " unicamente centri#ugado o

sobrenadante, e<traindo?se o pellet @centri#ugação di#erencial&

A*6s este *asso *ode #orçar?se a *reci*itação das *roteínas& Para isto *ode ariar?

se o * da solução, a #orça i6nica, usar solentes orgOnicos ou ainda *olímeros

orgOnicos& .sto ai lear a uma agregação das *roteínas, o %ue lea B *reci*itação

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*roteica& ste *rocesso tem como antagem diminuir o olume de e<tracto celular,

o %ue lea a um aumento da concentração da amostra&

Salting in ? usando concentraç$es bai<as de sais *e%uenos os ani$es e cati$es ão

conseguir ligar?se a !onas carregadas das *roteínas diminuição da interacção

entre cadeias *oli*e*tídicas aumento da solubilidade&

Salting out G usando concentraç$es altas de sais de grandes dimens$es@geralmente @9-2S5- os i$es #ormados, ao serem solatados, roubam a es#era

de solataçãohidratação das *roteínas *roteínas agregam?se atra"s das !onas

hidr6#obas *reci*itação&

o ste *rocesso de*ende do n4mero e do ti*o de AA>s na *roteína&

o 5 sul#ato de am6nia " usado em concentraç$es altas *ara *roteínas mais

*e%uenas e concentraç$es bai<as *ara *roteínas maiores&

o 5 salting?out " geralmente reali!ado a -ºCN não enole desnaturação

@*ro(el inactiação de *roteínas e enole agregação reersíel&

5 aKustamento do alor de * de uma solução *ara o alor de P. da *roteína *ode

contribuir *ara a sua *reci*itação selectia

o P. ] * ? ^ ? re*ulsão

o *. * I ^ ? agregação e *reci*itação

M"todos cromatogr(#icos

o Cromatogra#ia de troca i6nica @carga

Matri! *ossui ligados B resina gru*os carregados&

1& Cromatogra#ia de *ermuta cati6nica G #ase estacion(ria com carga negatia, os AA>s

carregados negatiamente eluem mais de*ressa&

2& Cromatogra#ia de *ermuta ani6nica G #ase estacion(ria com carga *ositia, os AA>s

carregados *ositiamente eluem mais de*ressa&

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o Cromatogra#ia de e<clusão molecular @tamanho#orma

Matri! *olímeros com ligaç$es cru!adas #ormam *oros, es#eras e

caidades&

1& As *roteínas mais *e%uenas eluem mais deagar ? tm a ca*acidade de =entrar> nas

es#eras, atrasando a sua eluição&

2& Proteínas maiores eluem mais de*ressa ? não entram nas es#eras, #a!endo um

caminho mais r(*ido *or entre estas&

o Cromatogra#ia de a#inidade @actiidade biol6gica

Matri! *ossui ligados ao *olímero ligandos

1& As *roteínas de interesse ligam?se aos ligandos, #icando retidas na matri!& As %ue não

se ligam @contaminantes eluem mais de*ressa&

2& Para eluir as *roteínas de interesse Kunta?se um sal com uma concentração eleada ou

então mais solução de ligando& 5 sal restabelece a interacção das *roteínas ao ligando

m6el& 5 ligando com*ete com os ligandos da matri! *ela ligação Bs *roteínas,

libertando?as da matri!&

o m *uri#icação *ode Kogar?se com di#erentes m"todos&

o Para aaliação da *uri#icação de uma amostra *ode recorrer?se a (rias

electro#orenses& Cada W*istaX do gel corres*onde a uma das #ases do

*rocedimento&

o 9ote?se %ue a minimi!ação dos *assos de um *rocesso de *uri#icação

contribui em muito *ara o aumento do rendimento deste mesmo *rocesso&

M"todos de #ragmentação e se%uenciação de *roteínas

M"todos de Sanger e dman

M"todos es*ecí#icos *ara #ragmentar cadeias longas

s*ectrometria de massa

Relação se%uncia G estrutura G #unção

5bKectio da se%uenciação de um *oli*"*tido

1& Com*reender os mecanismos moleculares subKacentes B #unção

desem*enhada *or cada *roteína

2& stabelecer relaç$es #ilogen"ticas entre organismos'& .denti#icar mutaç$es res*ons(eis *or doenças gen"ticas

Se%uenciação de um *oli*"*tido *e%ueno

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o Para o m"todo de dman

o 5 *"*tido com n?1 amino(cidos reentra no ciclo&

o :amb"m identi#ica o 9 terminal&

Se%uenciação de *"*tidos grandes

o Para *oli*"*tidos maiores a estrat"gia de se%uenciação *assa *or %uebrar

este *"*tido noutros mais *e%uenos&1& Se*arar e *uri#icar cada uma das cadeias *oli*e*tídicas %ue constituem a

*roteína&

2& Redu!ir ligação *ersul#ureto intracadeia&

'& Determinar a com*osição em resíduos de amino(cidos de cada cadeia

*oli*e*tídica&

-& .denti#icar os resíduos do 9 e C terminal&

)& Cliar cada cadeia em segmentos mais *e%uenos e determinar a sua

se%uncia *elo m"todo de dman&

2& Re*etir )& usando o m"todo de cliagem di#erente&

+& Sobre*or os (rios segmentos obtidos %uando se usaram m"todos de

cliagem di#erentes, determinando a se%uncia de amino(cidos na cadeia

original&

7& Locali!ar a *osição das *ontes *ersul#ureto no *oli*"*tido&

o Passo 2

5<idação de um resíduo de cisteína com (cido *er#6rmico&

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1+

Redução com D:: ou _?merca*toetanol, #ormando resíduos de

cisteína G de seguida acetilação com iodoacetato, *reenindo

re#ormação das ligaç$es&

o Passo '

Por hidr6lise (cida Cl 2M, 118ºC, 2-h -7h +2h

9este *rocesso :r* " destruído&

:orna?se di#icil a distinção entre As* Asn e 3ln 3lu

o Passo -

.denti#icação do 9?terminal

M"todo de Sanger&

.denti#icação do C?terminal

Leada a cabo *ela degradação da ligação *e*tídica do

W4ltimoX AA com o *en4ltimo *elo carbo<i*e*tidase&

o Passo ) Certos reagentes reconecem AA>s es*ecí#icos e cliam a ligação

*e*tídica& <em*lo da actuação da tri*sina

Clia L[s, Arg @C

s*ectrometria de massa

1& a*orar e ioni!ar as mol"culas sob (cuo, criando i$es na #ase gasosa @#ase I

di#ícil G não *ode ocorrer degradação das biomol"culas&

2& Se*arar os i$es tendo *or base a sua ra!ão m2&

o `m m"todo alternatio " o de conhecer a se%uncia de um gene e a *artir daí

e<trair a se%uncia de AA de um *"*tido&

o 9odi#icaç$es *6s?traducionais e e<istncia de, *or e<em*lo, ligaç$es

*ersul#ureto não são indicadas *or este m"todo&

o A determinação da se%uncia de uma *roteína não *ermite conhecer a 188H a sua

estrutura, K( %ue e<iste sem*re uma certa #le<ibilidade nesta Proteínas

*olim6r#icas&

Proteínas hom6logaso Desem*enham a mesma #unção&

o A*resentam, em geral, uma grande semelhança nas suas se%uncias&

o Proteínas com estruturas idnticas não tm necessariamente #unção

idnticas&

<em*lo de eolução diergente @*roteínas com #unç$es

di#erentes *odem *artilhar uma origem eolucion(ria comum

distante G _?lactalbumina liso!ima&

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o A #unção de uma *roteína não *ermite conhecer directamente a

sua estrutura&

<em*lo de eolução conergente G subtilisina %uimiotri*sina

Síntese %uímica de *"*tidoso 0a!?se atra"s da t"cnica da matri! s6lida de Merri#ieldN tem como *roblema a

interacção de cadeias laterais %ue não se deiam combinar&

o stas reacç$es indeseKadas são im*edidas atra"s da introdução de gru*os

*rotectores&

o <iste uma matri! s6lida %ue garante a se*aração da *roteína a crescer dos

AA>s lires&

o 5 crescimento da cadeia " do terminal C *ara o 9&

o Protege?se o gru*o amina Kuntado?o ao 0moc&

o Protecção de gru*os amina

1 Liga?se o AA 1 *rotegido a um gru*o reactio da coluna

2 Remoe?se *rotecção com base diluída

' AA 2 com 0moc " actiado com DDC, *ara %ue se *ossa ligar ao AA 1

- 9 do AA 1 ataca o gru*o actiado do AA 2 ) Remoe?se 0moc @base diluída

2 idr6lise da ligação B resina @com 0

9íeis de estrutura das *roteínas

1 & Se%uncia de resíduos de AA>s

2 & 3eometria local

' & Cadeia *oli*e*tídica enrolada

- & ArranKo das subunidades

Ligação *e*tídica

o Deido a e#eitos de ressonOncia e<iste um *lano %ue cont"m os 2 (tomos %ue

WestabelecemX a ligação *e*tídica&

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1/

o Deido ao W*ossíelX car(cter du*lo da ligação C?9, esta não so#re rotação

lire&

o ngulos de rotação

G 9?C nem todos os Ongulos são *ossíeis

G C?C @deido a im*edimentos estero%uímicos

5 gr(#ico de Ramachandra d( a estabilidade da ligação *ara os (rios e &

o 9o caso da glicina, *or ser mais *e%uena e<istem mais Ongulos *ermitidos&

o 9o caso da *rolina, *elo #acto do 9?terminal estar ligado ao R, são *ermitidos

menos Ongulos&

9íel secund(rio de estrutura

o "lice

o Con#ormação @#olhas _

1 "lice

o i<o imagin(rio no seu centro&

o "lice direita&

o Ligação intracadeia

Carbonilo VVV resíduo i o carbonilo e a amina AminaVVVVresíduo iI- do mesmo AA

o ', 2 resíduos olta&

o ), - entre resíduos no mesmo local da

olta&

o f )+º N f -+º

o ngulo 188º

o As h"lices *odem ser an#i*(ticas tendo

#aces *olares e outras a*olares&

o 5s gru*os R estão locali!ados *ara o

e<terior da h"lice G minimi!ação deim*edimentos estereo%uímicos&

o As h"lices não são ocas @considerando o

raio de Ean der alls&

o Pode haer destabili!ação da h"lice com

base na

1 & Re*ulsão atracção de AA

carregados

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2 & Dimensão de R>s

' & .nteracção entre R>s

o A *rolina e a 3l[ não #aorecem as h"lices

Prolina G rom*e a h"lice @#ormando um WinX

3l[ G con#ere demasiada rotação

o 9os terminais das h"lices e<istem interacç$es dos resíduos dos terminais do

segmento helicoidal com o di*olo da h"lice

:erminal carbonilo G resíduos *ositios

:erminal amina G resíduos negatios

2 Con#ormação _

o <iste interacção entre cadeias laterais @ligaç$es de &

o Con#ormação de cada cadeia em !igue?!ague&

o R>s *ara cima e *ara bai<o&

o Anti?*aralela N *aralela&

9 C 9 C

C 9 9 C

o Pode ocorrer entre gl6bulos *roteícos de *roteínas di#erentes @de estrutura

%uatern(ria G *ode lear a graes doenças deido B interacção entre*roteínas @interacção %ue não deeria acontecer&

o Mais comuns no interior da *roteína&

o Anti?*aralela mais rígida est(el %ue a *aralela G ligação de mais

direccionadas&

2&1 Dobras _

o lementos de ligação&

o :i*o . G Pro como 2º resíduo&

o :i*o .. G 3l[ como 'º resíduo&

o Ligaç$es de garantem a dobra G entre o 1º e o -º AA da dobraN os 2 do meio

não #a!em ligação *ara a dobra&

o 5s restantes AA>s com *ro*ensão *ara a ligação de #a!em?nos com o

solente&

o m termos de isomeria, 2H das Pro encontra?se na con#iguração cis, %ue

garante a dobra @note?se %ue //,/)H das ligaç$es, e<cluindo a da Pro,

encontram?se na trans&

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21

9íel terci(rio de estrutura

o ArranKo tridimensional dos AA>s numa *roteína&

o A con#ormação de uma *roteína " o arranKo natio @mínimo de energia lire de

3ibbs dos (tomos dessa mesma *roteína&

o Con#iguração ] con#ormação&

o <istem m4lti*los estados con#ormacionais necess(rios *ara estabelecer

intercç$es com outras mol"culas, #unção, regulação&

o Proteínas #ibrosas

Cadeia *oli*"*tidica organi!ada em longas #ai<as #olhas, geralmente de

estrutura mais sim*les, e geralmente , com a*enas um ti*o de estrutura

secund(ria&

0unção de estrutura

.nsol4eis @maior *arte

o Proteínas globulares

Cadeia *oli*e*tídica organi!ada numa #orma es#"rica globularN mais do

%ue um ti*o de estrutura secund(ria& 0unção reguladora @entre outras

Sol4eis em 25

1 Proteínas #ibrosas

?%ueratina

Colag"nio

0ibroína

?Queratinao ncontrada no cabelo, *enas, unhas, chi#res, lã, *ele, etc& @no entanto s6 "

encontrada em animais&

o Pertencem B #amília dos #ilamentos interm"dios&

o "lice direita&

o 2 h"lices encontram?se enroladas @enrolamento es%uerdo, g"nero corda, com

orientação *aralela @com os seus terminais do mesmo lado&

o ste enrolamento garante o aumento da rigide!&

o *rinci*almente constituída *or AA hidr6#obos %ue se aglomeram na

estrutura&

o <istem ligaç$es coalentes a #orti#icar a *roteína @*or e<em*lo ligaç$es

*ersul#ureto nos cross?lins&o 17H dos AA no corno de rinoceronte são C[s&

o 9o caso do cabelo

A redução das ligaç$es *ersul#ureto lea B #ormação de 2 resíduos de

C[s @*resentes na ?%ueratina&

Procede?se ao enrolamento do cabelo&

5<ida?se as C[s #ormação de noas ligaç$es *ersul#ureto&

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Colag"nio

o :amb"m enolido em dar #orça&

o ncontrado em tecido conKuntio, como tend$es, cartilagens, matri! 6ssea,

c6rnea ocular, etc&

o A h"lice *resente no colag"nio " 4nica @sendo semelhante B h"lice e os seus

Ongulos são ?)1º e 1)'º&

o "lice es%uerda, com ' AA *or olta&

o ' cadeias @]h"lice N cada cadeia f188 res aa enroladas como corda& 5enrolamento " direito&

o Possui *oucos AA>s essenciais B dieta humana&

o strutura b(sica 3l[??\

G #re%uentemente Pro garantem a acentuada

\ G #re%uentemente -?hidro<i*rolina @-?[Pro dobra da cadeia

o As ' cadeias de colag"nio enroladas são denominadas, no seu conKunto, *or

tro*ocolag"nio&

o <iste cross?lin garantido *or AA @e< L[s, [L[s nas *osiç$es e \& <istem

*ortanto (rios ti*os di#erentes de cross?lin @intraintermoleculares

resistncia B tracção ari(el&

o 5 di#erente arranKoassociação su*ramolecular lea a di#erentes *ro*riedades,

contradas em sítios di#erentes&

o 5 aumento de cross?lins @com o enelhecimento do tecido conKuntio

garante uma maior rigide! e maior %uebra #(cil&

scorbuto

Doença causada *ela #alta de itamina C&

Causa degeneração do tecido conKuntio&

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2'

Quase todos os animais *rodu!em (cido asc6rbico @essencial

*ara a hidro<ilação da Pro e L[s no colag"nio e<e*to o

omem&

0ibroína @a *roteína da seda

o Cadeias *oli*"*tidicas *redominantemente em #olhas _&

o Rica em Ala e 3l[ *ermite o em*acotamento das #olhas _ @anti*aralelas&

o Ligaç$es de entre os gru*os das ligaç$es *e*tídicas& estabili!ação

o .nteracç$es de an der alls entre #olhas @camadas da estrutura

o Seda não estica não " el(stica #olhas _ K( estão distendidas te<tura suae,

o Seda " #le<íel estrutura mantida *or interacç$es #racas #ilamentos

#le<íeis

2 Proteínas globulares

Mioglobina

Citocromo c

Ribonuclease

Liso!ima

o A *rinci*al #orça matri! *ara o #olding de *roteínas acaba *or ser o e#eito

hidr6#obo, no %ual AA hidr6#obos se matm no centro da *roteína e os

hidr6#ilos se mantm na sua *eri#eria&

o Com o #olding #ica a e<istir uma menor (rea su*er#icial acessíel ao

solenteN *ara al"m disso #orma?se um nº mais eleado de *ontes de

hidrog"nio&

o <iste, de*ois do #olding um em*acotamento mesmo e#iciente dos (tomos

no interior da *roteína& Quais%uer caidades resultam de de#eitos de

em*acotamento e garantem a #le<ibilidade da *roteína&o A *ro<imidade dos (tomos lea a %ue as #orças *redominantes e de maior

im*ortOncia são as de curto alcance, as de an der alls&

Mioglobina

o Presente do m4sculo @arma!ena 52&

o 1)' res aa I gru*o heme&

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2-

o Possui uma *roto*or#irina #"rrica @#erro ligado a -9 no mesmo *lanoN I 19

W*ara cimaX? da histidinaN I 52 *ara bai<o&

o 7 segmentos em h"lice @+8H I dobras _&

o 3ru*o heme @enterrado no meio da *roteína *ossuí resíduos hidr6#obos @Leu,

.le, Eal, Phe&

o 5 gru*o heme @*or estar no meio da *roteína *rotege o 0e2I da o<idação *ara

0e'I não se ligaria ao 52&

o uma *roteína intracelular&

o :odas as ligaç$es *e*tídicas estão na con#iguração trans *lanar&

o A mioglobina - Pro ' *resentes na dobra _&

o 5utras dobras _ com resíduos *olares&

Citocromo C

o Com*onete da cadeia trans*ortadora de electr$es do mitocndrio&

o Proteína h"mica&

o 18- res AA>s&o -8H jhelices &

o Sem #olhas _&

Liso!ima

o Abundante na clara de oo, l(grimas humanas, salia&

o Agente bactericida @hidr6lise das *aredes celulares bacterianas&

o 12/ res aa&

o -8H h"lices &

o Algumas #olhas _&

o Com caidade *ara substrato&

o - ligaç$es S?S e<tracelular *recisa destas ligaç$es *ara não so#rer

desnaturação&

o n!ima e<tracelular&

Ribonuclease

o n!ima *ancre(tico e actio no intestino delgado&

o 12- res aa>s&

o Poucas h"lices &

o Muitas #olhas _&

o - ligaç$es S?S&

9estas *roteínas as ligaç$es *ersul#ureto ou ligaç$es ao gru*o heme serem *ara

estabili!ar a sua estrutura @deido ao seu redu!ido tamanho não tm su#icientes

interacç$es não coalentes *ara se estabili!arem a Wsi *r6*riasX&

Para *roteínas globulares WgrandesX h( Kusta*osição de m4lti*los elementos de níel

secund(rio de estrutura&

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2)

Loo*s

Longos segmentos de resíduos de aa %ue não a*resentam uma estrutura regular&

Presentes na su*er#ície das *roteínas&

Centros de

1& Reconhecimento entre *roteínas&

2&

Ligação de ligandos&'& Ligação a membranas&

Como não contribuem muito *ara a estabili!ação global da *roteína, toleram

melhor a ocorrncia de mutaç$es G *ermite a eolução de noas #unç$es&

Motio estruturalstruturas su*ersecund(ria

o ArranKo es*acial característico de (rias estruturas secund(rias&

Motio h"lice?loo*?h"lice

o Ligação ao D9Ac(lcio&

Motio em gancho _

o 2 ou mais con#ormaç$es _ adKacentes ligadas entre si *or loo* curto&

o .nibidor da tri*sina do boino erabuto<ina do eneno da cobra&

Motio chae?grega

Motio loo* _??_

o 2 con#ormaç$es _ adKacentes ligadas entre si *or uma h"lice %ue ai do

terminal C da con#ormação _1 at" ao terminal 9 da con#ormação _2&

Motios com*le<oso <em*lo arranKo do motio loo* _??_ de modo a %ue as #olhas _ #ormem

um barril _ G motio *articulamente est(el e comum, *resente em muitas

en!imas @local de ligação do co#actor ou substrato ao en!ima&

Padr$es de #olding de (rias *roteínas

1& A contribuição das interacç$es hidr6#obas *ara a estabilidade de uma *roteína

" muito eleada&

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22

2& A *rotecção dos gru*os R hidr6#obos do contacto com o solente re%uer, em

geral, 2 níeis de estrutura secund(ria @e< loo* _??_&

'& Quando ocorrem simultaneamente numa *roteína, as h"lices e as #olhas _

estão, geralmente, em di#erentes WcamadasX estruturais&

-& Segmentos adKacentes na se%uncia de AA>s estão geralmente *r6<imos entre

si na estrutura #olded , sendo %ue tamb"m *oder( haer *ro<imidade entre

AA>s mais distantes na estrutura *rim(ria&

)& As ligaç$es entre os elementos da estrutura secund(ria não #ormam n6s, nem

ligaç$es cru!adas&

2& As con#ormaç$es _ são mais est(eis %uando os segmentos indiiduais estão

ligeiramente torcidos *ara a direita&

Cru!amento B direita entre #olhas _ G Cru!amento B es%uerda @raro

Domínios

o Segmentos dentro da cadeia *oli*e*tídica %ue *odem ad%uirir a sua

con#ormação correcta inde*endentemente do resto da cadeia&

o Di#erentes domínios tm di#erentes #unç$es dentro da *roteína&o 5 n4mero de #olds dos domínios não " ilimitado&

o stes são usados re*etidamente, numa combinação di#erente, dando origem B

grande ariedade de *roteínas&

o A *roteína *ode ser descrita com base nos domínios %ue a constituem e *elo

modo como estes se ligam interactuam entre si&

o Muitas *roteínas são constituídas de #orma modular a *artir de 2 ou mais

domínios&

Classi#icação estrutural das *roteínas de acordo com os seus elementos de estrutura

secund(ria

:em como antagens

1& Crit"rios *ara #acilitar a organi!ação das bases de dados&

2& stabelecimentos de relaç$es eolutias entre as *roteínas&

Classes

o S6 estrutura

o S6 estrutura _

o _ @segmentos estão alternados

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2+

o I _ @segmentos segregados

o S6 estrutura

Citocr6mo b)22

ormona do crescimento humano

Mioglobina

o S6 estrutura _

Tarris *roteína %ue liga retinol

Sandichs #old das imunoglobulinas G *elo motio da chae grega

o _

Presente em f18H dos en!imas

Local de ligação *ara um co#actor ou substrato

o I _

30P

n!ima da conKugação da ubi%uitina

9íel %uatern(rio de estrutura

o Muitas *roteínas são constituídas *or mais do %ue uma cadeia *oli*e*tídica

o 0unção reguladora

A ligação de *e%uenas mol"culas *or a#ectar a interacção entre

subunidades, alterando a actiidade da *roteína como um todo&

o 0unç$es distintas

`ma subunidade tem como #unção a cat(lise e outra a regulação&

o 0unç$es estruturais

Proteínas #ibrosas ou *roteínas do reestimento dos írus&

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27

o 5utras #unç$es

3rande com*le<o *roteíco enolido na síntese *roteíca @ribossoma&

o A associação entre (rias unidades *ode ocorrer

1& Com*lementariedade es*acial

2& Pontes salinas *or interacção de carga

'& .nteracç$es hidr6#ocas G aumentos da %uantidade de 25 desorgani!ada

-& Ligaç$es de

)& Pontes *ersul#ureto

o Conceitos do níel %uatern(rio

omodímero a2

eterodímero ab

eterotetrOmero a2b2

etero*entOmero a2bcd

A emoglobina tanto *ode ser considerada um tetrOmero a2b2, como

um dímero de dímeros, ou ainda como o dímero @ab2& 1 subunidade com 1 local de ligação *ode a*enas #ormar dímeros&

1 subunidade com 2 locais de ligação *ode tanto #ormar h"lices como

*ode #ormar an"is&

o Limite *ara a dimensão de *roteínas

Maior dimensão maior com*le<idade #uncional&

0actores limitantes *ara o aumento da dimensão

1& Ca*acidade codi#icante do D9A G uma estrutura de grandes dimens$es

#ormada a *artir de uma 4nica @ou a*enas algumas unidade@s

re*etitia@s re%uer muito *ouca in#ormação gen"tica&

2& Precisão do *rocesso de tradução

a& Tai<a #re%uncia de erro 118888 res AA&

b& Quanto maior a *roteína, maior a *robabilidade de ocorrncia

de um erro&

o Eantagens #uncionais e estruturais do níel de estrutura %uatern(rio

stabilidade

Diminuição da ra!ão (rea su*er#icial olume acessíel ao

solente&

conomia gen"tica e e#icincia

liminação de erros na síntese *roteica& 0ormação de noos centros catalíticos

Regulação da actiidade

.nteracç$es coo*eratias entre as subunidades&

Ra*ide! do #olding

( (rios domínios %ue ad%uirem o #olding correcto mais

lentamente %uando estão *resentes na mesma cadeia

*oli*e*tídica do %ue %uando isolados&

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2/

9ote?se %ue h( associação de (rias unidades G síntese de

unidades *e%uenas diminuição de erros na síntese&

0unç$es das *roteínas

Ca*acidade das *roteínas se ligarem a outras mol"culas

Anticor*os

o Ligam?se a írus e bact"rias, actiando de#esas celulares

n!imas

o Ligam?se aos substratos e catalisam as reacç$es entre eles

Actina

o Liga?se a outras actinas, #ormando #ilamentos

o Ligandos

Qual%uer substOncia %ue se liga reersielmente a uma *roteína @ião, mol"culas

*e%uenas, macromol"culas&

Ligaç$es não coalentes e em grande n4mero

o Centros de ligação a ligandos

5s centros de ligação a ligandos são geralmente encontrados em #endas

caidades #ormadas *or um arranKo es*ecí#ico de AA>s&

<iste com*lementaridade entre o ligando e o centro de reacção

1& :amanho

2& 0orma

'& Carga

-& Car(cter hidr6#obo hidr6#ilo

o Anticor*osimunoglobinas

Classe de *roteínas *rodu!idas *elo sistema imunit(rio @lin#6citos T %ue

#uncionam como um mecanismo de de#esa do nosso organismo&

Cada mecanismo interactua como uma e s6 uma mol"cula estranha ao organismo&

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'8

norme diersidade de anticor*os&

Cada anticor*o liga?se a uma mol"cula alo, designada *or antig"nio&

A região do antig"nio reconhecida *elo anticor*o designa?se *or e*íto*e ou

determinante antig"nico&

A ligação do antig"nio ao anticor*o lea B sua inactiação ou marcação *ara

*osterior degradação& A grande diersidade #uncional dos anticor*os dee?se aos di#erentes locais de

ligação do antig"nio&

5 *a*aína @en!ima actua nas ligaç$es assinaladas com e lea B

#ormação dos #ragmentos 0ab @WabX *or antigen?binding e 0c @WcX *ela

#acilidade em cristali!ar&

A #le<ibilidade da estrutura terci(ria *ermite a uma *roteína ada*tar?

se ao seu ligando ligação mais #orte&

Desnaturação das *roteínas e #olding

A se%uncia te6rica de uma *roteína " determinada *ela sua se%uncia de AA>s& o

e#eito hidr6#obo " o %ue mais contribui *ara o #olding *roteico& <istem (rias

maneiras e caminhos *ara uma *roteína chegar ao seu estado #olded&

Algumas das teorias de #olding são

1& Modelo do n4cleo de condensação interacção entre AA>s ? #ormação deestruturas secund(rias locais ? cola*so hidr6#obo&

2& Modelo do cola*so hidr6#obo cola*so hidr6#obo ? #ormação de estrutura

secund(ria&

.nteracç$es #racas na estabili!ação da con#ormação de uma *roteína

1& .nteracç$es de Ean der alls

2& Ligaç$es de hidrog"nio

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'1

'& .nteracç$es electrost(ticas

-& .nteracç$es com mol"culas de 25

)& #eito hidr6#obo

2& ntro*ia con#ormacional

A*6s ocorrer o #olding, ainda se *odem #ormar ligaç$es *ersul#ureto e ligaç$es a i$es

met(licos&

9ote?se ainda %ue os estados natios das *roteínas não são com*letamente est(eis&

9os *rocessos de desnaturação ocorre coo*eratiidade& .sto #a! com %ue, a*6s

determinado alor, a *ercentagem de *roteínas desnaturadas cresça mais de*ressa

o sta coo*eratiidade *rende?se com o #acto de, a*6s uma *roteína estar

desnaturada, esta noa con#ormação destabili!a outras *roteínas ainda #olded,

#orçando a sua desnaturação&

Pelo #acto de a energia de 3ibbs no estado #olded ser relatiamente *erto de !ero,

uma alteração no meio no %ual a *roteína se encontra inserida, lea #acilmente ao

un#olding @desnaturação&

#eitos desnaturantes

1& Aumento da tem*eratura aumento da ibração %uebra de interacç$es #racas

@< ligaç$es de , K( %ue estas necessitam de direccionalidade& 9o caso de

mecanismos term6#ilos, a não desnaturação de *roteínas a tem*eraturas eleadas

dee?se a uma maior resistncia das cadeias&

2& Desnaturação *or solutos interacção do soluto com gru*os %ue se encontram a

estabelecer ligaç$es, a#ectando interacç$es #racas& Por e<em*lo, a ureia *erturba

as interacç$es hidr6#obas est(eis, =libertando> o *"*tido da sua con#ormação

#olded&'& * altera a carga global de AA>s destabili!a interacç$es electrost(ticas

-& Solentes orgOnicos *erturbam as interacç$es hidr6#obas %ue constituem o

=cone> est(el das *roteínas

)& Detergentes *erturbam as interacç$es hidr6#obas %ue constituem o =cone>

est(el das *roteínas& 9o caso do SDS desnatura e liga?se B olta das *roteínas,

#ormando um g"nero de micelas, como detergente %ue "&

A desnaturação não im*lica %uebra de ligaç$es constantes tal *ode no entanto

ocorrer recorrendo a (cidos #ortes @k2M e tem*eraturas altas @k118ºC&

Pode ocorrer renaturação de *roteínas, K( %ue a se%uncia de AA>s de uma *roteínacont"m toda a in#ormação necess(ria ao #olding&

Parado<o de Leianthal G o tem*o de #olding não corres*onde ao es*erado, K( %ue

e<iste a*enas uma estrutura natia o *rocesso não *ode ser =ao calhas>&

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'2

0olding in io

Au<iliado *or cha*erones G #acilitam o #olding correcto, #ornecem microambientes

no %ual o #olding *ode ocorrer, *reine a agregação *roteica @em cadeias em

síntese mais cadeias *arcialmente desnaturadas&

:amb"m *odem estar enolidas no re?arranKo de ligaç$es *ersul#ureto não

natias @PP.&

Se houer alguma *roteína com #olding incorrecto, ocorre uma das seguintes

o*ç$es

1& Degradação no cito*lasma *elo com*le<o en!im(tico *roteossoma, com

reciclagem dos AA>s&

2& Agregação doença&

%uilíbrio da ligação ligando?*roteína

P I L PL

Constante de e%uilíbrio @associação

Menores alores de Zd im*licam Maior a#inidade e ice?ersa& 5 Zd *ode ser de#inido

como a concentração de ligando na %ual metade dos centros de ligação dis*oníeis

estão ocu*ados&

Proteínas %ue ligam o o<ig"nio

1& Mioglobina

Arma!ena 52 nos m4sculos& 5 52 liga?se a um gru*o

heme&

3ru*o heme G estrutura orgOnica em anel ao %ual de liga um ião de 0e @..& ste

ião *ossui nº de coordenação 2& Liga?se a - a!otos @do anel, a uma mol"cula

de 52 e a um resíduo de histidina&

5 #acto de e<istirem *roteínas %ue trans*ortam o o<ig"nio dee?se ao #acto de

este ser *ouco sol4el em solução a%uosa&

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''

A mioglobina " constituída *or 7 h"lices , identi#icadas de A a &

5 gru*o heme encontra?se enterrado entre as h"lices e 0 im*ede a

o<idação de 0e2I a 0e'I, o %ue iria im*ossibilitar a ligação do 52&

5 resíduo de is ao %ual o 0e2I se liga " o 07 @h"lice 0, AA 7

5 0e tamb"m se *ode ligar a C5 e 95&

:anto a e<istncia de 0e lire no *lasma como 52 *ode ter e#eitos nocios& 50e ligar?se?ia ao 52 #ormando radicais *reKudiciais @R5S&

a #le<ibilidade da mioglobina %ue *ermite ao 52 chegar ao centro de ligação&

Com as (rias con#ormaç$es resultantes desta #le<ibilidade criam?se

=caminhos> *ara o 52 iaKar&

A ligação da mioglobina com o C5 " diminuída *elo #acto de não haer tanta

estabilidade na *roteína com C5&

Mioglobina I C5 Mioglobina I 52

Para o caso da mioglobinahemoglobina, geralmente usa?se

2& emoglobina

0a! o trans*orte de 52 *elo sangue& :em uma sensibilidade eleada a

*e%uenas ariaç$es na 52], deido B e<istncia de (rias subunidades&

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'-

Proteína tetram"rica, com - gru*os heme&

9o adulto 2 cadeias e 2 cadeias , cada uma muito semelhante a

mioglobina&

.denti#icação das h"lices igual a Mb& 9o entanto, no caso da b, esta não

*ossui h"lice D *e%uena&

5 gru*o heme encontra?se na mesma entre as h"lices e 0&

0orte ligação entre 1 1 @e 2 2& Mais #raca entre 2 1 e 1 2&

Pode ser considerada um tetrOmero @1 12 2 ou um dímero @2&

Possui 2 estados *redominantes

: G tenso G mais est(el na ausncia de 52& G Com *ares i6nicos característicos,

*rinci*almente entre 2 1 e 1 2& 9a *resença de 52, o *ar desli!a em

relação ao outro, rodando tamb"m G #ormam?se noos *ares i6nicos&

R G rela<ado G a#inidade *ara ligar o 52&

5utra di#erença estrutural entre : e R " %ue

o : *ossui anel *or#irínico ligeiramente dobrado

o R *ossui anel *or#irínico mais *lanar&

A hemoglobina liga o o<ig"nio coo*eratiamente

o Proteínas com muita a#inidade *ara 52 não o largariam nos tecidos

o Proteínas com *ouca a#inidade não o ca*turariam nos tecidos&

A b resole o *roblema *assando de um estado de menor a#inidade @estado : *ara

um estado de maior a#inidade @estado R B medida %ue se ligam mais mol"culas de 5 2&

Proteínas com 1 centro de ligação G cura hi*erb6lica @as ligaç$es de cada ligando são

inde*endentes&

9a b a ligação de um 52 B b no estado : indu! uma alteração nas outras

subunidades, #acilitando a ligação do 52&

5 -º 52 a ligar?se K( se liga B b no estado R cura

sigm6ide&

:em de ocorrer trans#erncia e#ica! de 52 da b *ara a

Mb&

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')

A*6s a #i<ação o #erro desloca?se con#ormação *lanar arrasta is 07 arrasta

cadeia 7 toda a estrutura altera?se os (tomos a*ro<imam?se&

<istem dois modelos *ara a transição : R

1& Modelo de Monod?[man?Changeu< @MC G modelo de transição concertada

5u todas as subunidades estão tensas ou rela<adas @e<istindo e%uilíbrio&

2& Modelo de Zoshland?9"meth[?0ilmer @Z90 G modelo se%uencial

<iste *assagem *rogressia de subunidades : em R

b tamb"m trans*orta I& 5s eritr6citos *ossuem estruturas @2,'?bis#os#oglicosato G

e#ector alost"reo %ue in#luenciam a ligação do 52 B b, #acto *elo %ual a b *uri#icada

liga menos o<ig"nio %ue a *resente no sangue&

A diminuição do * do meio diminui a ligação de 5 2 B b @Pso cresce ? e#eito de

Tohr&

Pelo #acto de na Anemia 0alci#orme haer #ormação de #ibras *ouco #le<íeis, não

ocorre a mudança con#ormacional habitual a*6s a #i<ação de 52&

Alosteria e coo*eratiidade

o Pro*riedade das *roteínas *oderem e<istir em dois estados estruturais com

actiidade di#erente& 5 e%uilíbrio entre estados estacion(rios ( modulado *ela

ligação de ligandos&

o .nteracç$es entre dois centros de uma *roteína de tal modo %ue o %ue acontece

num centro re*ercute?se nas *ro*riedades do segmento&

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'2

o Moduladores G mol"culas %ue indu!em alteraç$es con#ormacionais nas *roteínas,

interconertendo?as entre #ormais mais ou menos actias&

o #eito homotr6*ico G modelador ligando normal da *roteína&

o #eito heterotr6*ico G modelaror ] ligando normal da *roteína&

%uação de ill

m altitudes eleadas @menos *o2, a TP3] sobe, aumentando o Pso&

A ligação do 2,'?TP3 estabili!a a b na sua con#ormação deso<i @estado :,

#aorecendo a dissociação do 52 &

Quando o 52 est( ligado, o centro de ligação da b ao TP3 desa*arece&

5 52 e o TP3 são e#ectores alost"reos e<clusios da b, embora os seus centros de

ligação seKam distintos na b&

b #etal 2_ G b #etal tem menor a#inidade *ara TP3, logo #i<a melhor o 5 2

b adulta 2 2

Anemia #alci#orme

o Substituição de um glutamato @hidro#ílico *ela colina @hidr6#oba&

o 0orma *rotuberOncia *olimeri!ação #ormação de #ibras menos

#le<ibilidade *ouca tendncia *ara alteração con#ormacional&

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'+

Enzimas A maior *arte são *roteínas&

Alguns en!imas re%uerem co#actores

Coen!imas

.$es met(licos

Coen!imaso Mol"culas orgOnicas com*le<as ou organomet(licas %ue trans#erem (tomos

es*ecí#icos ou gru*os #uncionais *ara o substrato&

o São #re%uentemente deriados de itaminas ou cont"m itaminas na sua

estrutura&

o WSubstrato es*eciali!adoX regenerado noutra reacção @com outro en!ima&

`m coen!ima ou ião met(lico ligado muito #ortemente ao en!ima " chamado gru*o

*rost"tico&

5L59Y.MA AP5PR5:9AAP59Y.MA I 3R`P5 PR5S::.C5

Parte *roteica do en!ima *roteína

A diisão de en!imas *or classes *rende?se com a reacção %ue ão catalisar

2 classes

1& 5<idorredutases G reacção de redo< @em geral designados *or desidrogerases ou

redutasesN alguns *odem ainda ser designados *or o<idases e o<igerases&

2& :rans#erases G reacç$es de trans#erncia de (tomos ou gru*os %uímicos&

'& idrolases G reacç$es de hidr6lise @*oderiam ser considerados um subgru*o dos

trans#erases&

-& Liases G reacç$es de eliminação não hidrolíticas nem o<idaticas, isto ", a lise de

substrato com #ormação de ligação du*la& 9a reacção inersa um liase catali!a a

adição de um substrato a uma ligação du*la de outro substrato& 9esta situação "

comum designar o liase *or sintase&

)& .somerases G reacç$es de isomeri!ação&

2& Ligases @sintetases G reacç$es de #ormação de ligaç$es entre 2 substratos

aco*oladas B hidr6lise de uma ligação num com*osto com eleada energia de

3ibbs @e< A:P&

A designação sistem(tica de um en!ima " #eita da seguinte maneira

C & & & &

classe subclasse sub?subclasse nº da s"rie na res*ectia sub?subclasse

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'7

<em*lo e<ocinase

C 2 & + & 1 & 2

trans#erase trans#ere gru*os gru*o aceitador 5 mol"cula aceitadora glucose

contendo #os#ato

Como #uncionam os en!imas;

o Aceleram as reacç$es sem inter#erir no seu e%uilíbrio&

Com ou sem en!ima a P] #inal ai ser igual&

o I S S P I P

com*ostos interm"dios

o As reacç$es catalisadas *or en!imas a*resentam

1& s*eci#icidade G deriada das características do centro actio&

a& 0enda ou caidade na estrutura 'D @microambiente 4nicoN

e<clusão de 25&b& Re*resenta a*enas uma *e%uena ligação ao S

i& 0ormação de m4lti*las ligaç$es #racas

ii& :amanho

iii& 0orma

i& Carga

& Car(cter hidr6#obo hidr6#ilo

A ideia de %ue se #orma um com*le<o S *rende?se com o #acto de haer saturação do

en!ima %uando se aumenta a S]& ste com*le<o @estado de transição " um com*le<o

com eleada energia&

9o centro actio d(?se geralmente o em*arelhamento de gru*os hidr6#obos

hidr6#ilos na #ormação do S&

Para a #ormação do S o substrato tem de se Wer lireX da sua es#era de hidratação&

5 resto do en!ima @grande *arte sere geralmente *ara manter os gru*os %ue

#ormam o centro actio na sua *osição ade%uada G note?se %ue, AA>s %ue constituam,

lado a lado, o centro actio não são necessariamente Wi!inhosX na estrutura *rim(ria

0olding

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'/

Para al"m disto o WrestoX do en!ima sere *ara ligaç$es a

co#actoresinibidorese#ectores&

:amb"m *oder( haer, nestes locais, ligaç$es a membranas&

A constituição em AA do centro actio determina o ti*o de substrato

<em*lo

o

Quimotri*sina @centro actio com resíduos hidr6#obos S com resíduos hidr6#obos @Phe, :[r, :r*, Met

o :ri*sina @centro actio com as*artato ? carregado negatiamente

S com resíduos carregados *ositiamente @Arg, L[s

o lastase @centro actio *e%ueno

S com resíduos *e%uenos @Ala, Ser

studos de mutag"nese dirigida au<iliam na com*reensão de %ue AA>s #a!em *arte do

centro actio&

o Modelos *ara a #ormação do com*le<o S

1& Chae #echadura @0isher

2& ncai<e indu!ido aKuste @Zoshland G mais realista

#icincia catalítica

p3jo qR: ln Z e%

se p3 8 G reacção e<eg6nia

substrato trans#orma?se no *roduto e não

o contr(rio

se p3 8 G reacção enderg6nia

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-8

A elocidade com %ue S P relaciona?se com a energia de 3ibbs

Z A

@ta<a de reacção

5s en!imas diminuem a energia de actiação

5 centro actio tem de ser com*lementar ao estado de transição e não ao substrato

Princí*ios da cat(lise en!im(tica

1& A*ro<imação e orientação dos S

2& <clusão de 25

'& stabili!ação do estado de transição

-& :rans#erncia de gru*os @cat(lise coalente

:eorias sobre o *or%u da cat(lise

1& 3ru*os #uncionais catalíticos do en!ima *odem #ormar ligaç$es coalentes

transientes com o substrato, actiando?o&

a& stas ligaç$es ão diminuir a energia de actiação K( %ue #ornecem um

Wcaminho de reacçãoX di#erente&

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-1

2& .nteracç$es não?coalentes G muita da energia re%uerida *ara bai<ar energias de

actiação " deriada da interacç$es #racas entre o substrato e o en!ima @o %ue

distingue en!imas dos catalisadores habituais " a #ormação de um com*le<o S

es*ecí#ico& A #ormação das interacç$es #racas resulta na libertação de *e%uenas

%uantidades de energia estabili!ando a interacção& Assim

a& .nteraç$es #racas entre o en!ima e o substrato são o*timi!adas no estado de

transição&

Regulação

1 Condiç$es reaccionais suaes

2 9ão h( #ormação de *rodutos secund(rios

o .nteracç$es de (rios en!imas *ara um W#im comumX

9em todos os en!imas são obrigatoriamente *roteínas

o Ribo!imas

Mol"culas de R9A catalíticas&

nolidos no *rocessamento *6s?transcri*cional das mol"culas de

R9A&

A sua e#icincia catalítica não " tão grande como a dos en!imas

*roteicos&

o Ab!imas

Anticor*os catalíticos&

5s antig"nios são os an(logos ao estado de transição&

5s anticor*os %ue ligam os an(logos do estado de transição muito

#ortemente @tight binding são ca*a!es de acelerar as reacç$es dehidr6lise dos res*ectios "steres ou carbonatos de um #actor 18' G 18-&

Cinética enzimática Reacção de 1 ordem irreersíel

A P

k – constante de elocidade de 1 ordem @s?1

elocidade ai de*ender da concentração inicial desubstrato

Reacç$es de 2 ordem irreersíeis

2A P

2

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-2

G constante de elocidade de 2 ordem @M?1s?1

A + B P

G constante de elocidade de 2 ordem @M?1s?1

Cinética Química 5rdem 5

5rdem 1

1

5rdem 2

2

9o entanto, na cin"tica en!im(tica

S I P

*asso de *asso

ligação catalítico

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-'

Cinéticas dos estados iniciais m e! de se considerar uma elocidade, considera?se uma elocidade inicial, E8

Com a re*resentação WhabitualX da #unção %ue nos d( a P] ou de substrato, em

#unção do tem*oN 8 " o declie na cura %uando &

i*6tese do e%uilíbrio r(*ido

n!ima combina?se com o substrato num *asso r(*ido e reersíel

1& Com*le<o S origina I P num *asso mais lento, no entanto irreersíel

a& 9este caso a 2 reacção " o *asso limitante, logo

Em(< Z2]t 8 Z2]

! "

E8 Z2 #$%&'$ E8

()*$%)'$

%uação de Michaelis?Menten

E8 ()*$

%)'$

]t ] I S]

S]t S] I S]

9um ensaio tí*ico

]t f nM

S]t ]t S]t f S]

i*6tese do estado estacion(rio

I S S I P

Quando S]t 18' ]t , a elocidade inicial re#lecte um estado estacion(rio no

%ual S] " a*ro<imadamente constante&

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--

aendo manutenção do com*le<o S] como uma constante, então da%ui se tira %ue

a ta<a de #ormação e degradação do com*le<o " igual

Z1]S] Z G1S] I Z2S]

0ormação de S Consumo de S

Z1 @]t G S]S] @Z1 I Z2]

Z1]tS] Z1S] I @Z?1 I Z2S]

S] %+#$

%+$' !%+' %,"

E8 Z2]

E8 %+%,#$%+$' %+'%,

E8 %,#$

$' -./-0-.

%uação de Michaelis?Menten

E8 ()*$%)'$

0unção da e%uação de Michaelis?Menten

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-)

Casos limite

o S] Zm G Eo (

%)

Reacção de 1 ordem

o S] Zm G E8 E

o Reacção de ordem !ero

Mesmo *ara mecanismos com maior com*le<idade cin"tica micheliana continua a

a*licar?se&

o Zm G S] *ara %ual E8 +,

o A elocidade limite @E " dada *or E Z cat&#

o Zm de*ende de *, #orças i6nicas, substrato, etc&

9o entanto *ara uma mesma reacção nas mesmas condiç$es o Zm torna?

se constante

m termos celulares geralmente tradu! a ordem de grande!a da S ] na

c"lula

Se Z2 Z ?1, Zm constante de dissociação

9este caso Zm torna?se um bom indicador da a#inidade do en!ima

ao substrato&

o Zm alto G ea?binding

o Zm bai<o G strong?binding

Em(< @E

o De*ende da ]t

o Se S] Zm G Eo f E Zcat]t

Actiidade en!im(tica G n4mero de moles de S consumido *roduto #ormado, *orunidade de tem*o, %uando S] Zm @S] saturante em determinadas condiç$es @*,

tem*eratura, etc&

A&& E < olume reaccional

Zcat @constante catalítica, n4mero de turnoer G n4mero de moles de substrato

%uando S] Zm, *or mole de en!ima&

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-2

Zcat (

# nº de turnoer Zcat Z2

E8 G *ara o seu c(lculo e<*erimental

o aria?se a S]

o em casos de multisubstrato bai<a?se a*enas a concentração de um dos substratos,

os outros são mantidos constantes

o a reacção tem de ser irreersíel

o S] ]t ? constante

A reacção catalisada *or en!imas *ode começar a estagnar se

o ouer menos substrato&

o 5corrncia de reacção inersa&

o .nibição do en!ima *elo *roduto&

o .nactiação @desnaturação gradual do en!ima&

Constante de es*eci#icidade

1%23

%) 4

o Constante %ue multicada *or S]&] *ermite conhecer Eo @%uando S] Zm&

o 5 seu limite su*erior " o alor de Z1&

o 5s en!imas atingem a W*er#eição catalíticaX %uando atingem os alores m(<imos

da constante de es*eci#idade&

o 9estes casos @em %ue tamb"m Z2 Z ?1 e<iste geralmente, no centro actio

cargas o*ostas ao do substrato, haendo *ortanto ligaç$es electrost(ticas&

:rans#ormaç$es lineares da e%uação Michaelis?Menten

1& M"todo de Lineeaer?Tur

2& M"todo de anes anes?ool#

'& M"todo de adie?o#stee

-& M"todo linear directo

)& Regressão não?linear

1 M"todo de Lineeaer?Tur @tamb"m conhecido como du*lo recí*roco

Calcula?se E8 e S] G obt"m?se (rios *rodutos G regressão linear G obt"m?se m e b

o m ?%)

(

o

b ?

+(

Desantagens

o Com o c(lculo do inerso altera?se *or com*leto a distribuição dos erros

e<*erimentais, K( %ue a recta de calibração toma como certos esses

alores dis*ares&

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-+

2 M"todo de anesanes?ool#

Multi*lica?se a e%uação de Lineeaer *or S]

o $(5 $

( %)( !" $

(5 1+(4 %)

( 6 7

' M"todo de adie?o#stee

Multi*lica?se a e%uação de Lineeaer *or Eo

((5 8 %)

$ (5$ 6

5s *roblemas com os erros associados aos inersos *ode ser resolido usando um

maior nº de re*licados *ara alores de Eo bai<os&

5 m"todo de adie?o#stee " 4til %uando se %uerem detectar desios B e%uação

de Michaelis?Menten @ob"m?se curas cncaas ou come<as o #acto de Eo

a*arecer em ambas as coordenadas im*lica %ue o erro de Eo a#ecte ambas as

coordenadas&

ste m"todo tem a *articularidade de reelar %ual%uer desio, em *articular se #or

sistem(tico&

- M"todo linear directo

%uação de Michaelis?Menten rearranKando E (5$ [ m< I b

A*6s a determinação e<*erimental de Eo e S, estes *assam a ser tratados como

constantes&

5 c(lculo de E e Zm " o *ar %ue satis#a! todos os resultados&

Deido aos erros e<*erimentais raramente se obt"m um 4nico *onto de

intersecção&

A escolha dos Walores certosX *ara E e Zm são dados *ela mediana dos (rios*ontos de intersecção&

o sta escolha lea B habitual e<clusão dos alores e<*erimentais %ue se

a#astam do deido @outliers&

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-7

) Regressão não?linear

o Determinação da e%uação de Michaelis?Menten *elo m"todo do mínimo dos

%uadrados

n!imas %ue não obedecem B cin"tica Michaeliana

o n!imas alost"reos

Com curas sigmoides

Reacção multisubstrato

o E(rios mol"culas de substrato ligam?se ao en!ima&

o `so de cin"tica Michaeliana *ara determinação do Zm de cada S

2 m"todos

o Se%uencial ligação de 2 substratos ao en!ima&

0ormação do com*le<o tern(rio&

o 9ão?se%uencial liga?se 1º a um substrato @*ing?*ong&

ste sai, liga?se o 2º substrato ao en!ima&

o Channeling G consiste na ligação de um substrato a um centro actio do

en!ima G o *roduto desta reacção ai ser o substrato de uma noa reacção da

mesma ia metab6lica& ste *roduto *assa *or canais do en!ima *ara um 2º

centro actio, onde saí o susbtrato da 2 reacção&

o 5 m"todo se%uencial *ode ocorrer

Ao acaso @não interessando a ordem de entrada de substrato&

De #orma ordenada @onde tm de e<istir 2 centros de ligação&

o Cin"tica *ara reacção multisubstrato @ariando S1 e mantendo constante o S2&

o A intersecção das(rias linhas indica a #ormação de um

com*le<o terci(rio @modo

se%uencial

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-/

o Linhas *aralelas indicam o

sistema *ing?*ong @não

se%uencial&

.n#luncia do meio na actiidade en!im(tica

1& *

a& 5s en!imas *ossuem um alor @ou uma gama de alores de * no %ual a

sua actiidade " 6*tima G alores mais altos ou mais bai<os #a!em

decrescer a sua actiidade&b& stes alores *odem #ornecer W*istasX sobre %ue resíduos de amino(cidos

constituem o en!ima, K( %ue os amino(cidos #uncionam como (cidos e

bases #racas @e<em*lo uma alteração na actiidade com o * f +,8

costuma indicara *resença de is&

c& m alguns microambientes en!im(ticos G uma carga *ositia *erto de uma

L[s *ode bai<ar o seu alor de *ZaN uma carga negatia *ode aument(?lo&

i& e<em*lo no acetoacetato descarbo<ilase um resíduo de L[s tem

*Za 2,2 sendo %ue o seu alor habitual de *Za 18,)&

2& :em*eratura

a& 5s en!imas tamb"m *ossuem uma gama de tem*eraturas 6*timas

i& :em*eraturas muito bai<as inactiam?os&

ii& :em*eraturas altas *odem acelerar a reacção *or aumento cN no

entanto tamb"m *odem começar a desnaturar o en!ima&

Inibição da Actividade Enzimática A desnaturação de um en!ima não " considerada inibição, K( %ue a *erda da actiidade

" conse%uncia da *erda da estrutura& 5s inibidores são com*ostos %ue diminuem aelocidade de uma reacção en!im(tica&

5 *rotão I *ode ser considerado inibidor, K( %ue o * tem in#luncia na actiidade

en!im(tica&

<istem dois ti*os *rinci*ais de inibição

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)8

o Reersíel G estabelecimento de ligaç$es #racas entre o inibidor e o en!ima, a

actiidade en!im(tica " recu*erada *ela diminuição da concentração de

inibidor&

o .rreersíel G o inibidor liga?se coalentemente no centro actio da en!ima,

im*edindo a cat(lise&

Permite o esclarecimento acerca dos mecanismos das reacç$es en!im(ticas e

elucidação das ias metab6licasN desenolimento de agentes #armacuticos&

1 .nibição Reersíel

.& .nibição com*etitia

:i*o de inibição mais comumN o inibidor com*ete com o substrato *elo centro

actio do en!imaN os inibidores são geralmente semelhantes ao substratoN com

inibidor com*etitio

..& .nibição anti?com*etitia

5 inibidor s6 se liga ao en!ima %uando este se encontra ligado ao substrato, num

sitio di#erente do centro actio&

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)1

Em(< ai descer a concentraç$es muito altas de S] Eo Ema< cresce&

Zm cresce, K( %ue S] *ara igual Eo12 Em(< ai aumentar&

...& .nibição mista

5 inibidor liga?se a um centro de ligação distinto do centro actio, %uer o en!ima

tenha ou não ligado o substrato&

.E& .nibição não com*etitia

Raramente encontrada e<*erimentalmente& 5corre %uando >&

9este caso

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)2

#eito dos inibidores reersíeis

!m "!m

#em inibidor E Zm EZm

Competitivo E Zm 1Zm @diminui

Anti$competitivo > Zm> EZm

%isto > Zm> EZm @diminui

2 .nibição irreersíel

5 inibidor

1& Liga?se coalentemente ao en!ima, não =desligando>&

2& 9ão coalentemente, mas de #orma não est(el&

'& Destruindo um gru*o #uncional do c&a& do en!ima, inactiando?o&

A actiidade do en!ima ai *rogressiamente diminuindo at" ser nula&

Metais *esados são e<em*lo de inibidores irreersíeis& A =*uri#icação> do en!ima *ode

ser #eita com D:A %ue com*le<a os metais *esados, *uri#icando o meio&

:i*os de inibidores irreersíeis

1& Reagentes com es*eci#icidade de gru*o&

2& Marcadores de a#inidade&

'& .nibidores suicida&

1& Reagentes com es*eci#icidade de gru*o&

Podem ser usados *ara elucidar sobre os gru*os #uncionais *resentes nocentro actio do en!ima @ D.P0 im*lica resíduos de serina& 9o entanto

*ode não ser totalmente es*eci#ico a e<istncia de resíduos de Ser

noutras !onas do en!ima *ode lear B não?inactiação&

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)'

2& Marcadores de a#inidade&

A*resentam semelhança estrutural

eleada com o substrato e ligam?se

coalentemente aos resíduos do c&a&

@mais es*eci#ico %ue mol"culas com

es*eci#icidade de gru*o&

'& .nibidores suicidas

Ligam?se ao en!ima, so#rem reacção de cat(lise *roduto #ormado

@intermedi(rio torna?se e<tremamente reactio inactiação do en!ima

de #orma coalente& Deste modo, o en!ima contribui *ara a sua *r6*ria

inactiação irreersíel&

'&1& Antibi6ticos de *enicilina

Possuem um es*ectro de acção muito ariadoN o seu tem*o de meia?

ida " su#icientemente alto *ara actuarem como se *retendeN

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)-

Actuam a níel do trans*e*tidase @%ue catalisa as lig cru!adas nos

*e*tidoglicanos sem crosslins, com o aumento da *ressão

osmotica, rebentamentoN este en!ima *ossui um resíduo de serina %ue

ai rom*er o anel ?lactOmico da *enicilina @anel de - membros muito

inst(el #orma?se um com*le<a est(el com o en!ima inactiadoN

A resistncia de algumas bact"rias B *enicilina *rende?se com ae<istncia do ?lactamase bacteriano este en!ima degrada o anel ?

lactOmico comum a todos os ti*os de *enicilinaN

`ma estrat"gia entre isto " a síntese de inibidores do ?lactamase&

Regulação da Actiidade n!im(tica

A actiidade celular " regulada *ara se conseguir um e%uilíbrio

dinOmicohomeostase& 9ão h( gastos su*"r#luos de energia nem consumo

desnecess(rio de substratos& <iste coordenação es*acial e tem*oral da actiidadeen!im(tica&

A com*artimentali!ação celular torna?se muito im*ortante *ara a regulação ? os

en!imas enolidos em reacç$es de anabolismo e catabolismo celular, geralmente

encontram?se em di#erentes com*artimentos celulares&

A actiidade do en!ima " regulada directamente *or mol"culas es*eci#icas %ue

com eles interatuam&

9as ias metab6licas com*le<as e<istem m4lti*los *ostos de controlo e<ercidos

*or di#erentes *rodutos #inais, cada um dos %uais regula a sua síntese @inibição *or

#eedbac G um en!ima " inibido *or um *roduto mais aançado da ia %ue

catalisa&

n!imas Alost"ricos

Mol"culas reguladoras com estrutura di#erente da do substrato *re a

e<istncia de centros de ligação reguladores di#erentes dos centros actios& stes

centros, no entanto, tm a ca*acidade de =comunicar> com o c&a&

A ligação de mol"culas reguladoras lea a uma alteração con#ormacional&

<iste, *ortanto, um centro alost"reo

1& 5u na subunidade catalítica&

2&

5u numa subunidade reguladora %ue in#luencia a catalítica& < o as*artato *ossui 2 unidades catalíticas e 2 reguladoras&

Colando modulador substrato homotr6*ico ] substrato heterotr6*ico&

A cin"tica dos en!imas alost"reos " re*resentada *or uma cura sigm6ide&

n!imas heterotr6*icos

1& Sistema Z G não h( mudança de Em(<,, mas h( decr"scimo de Z8,)&

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))

2& Sistema E G incremento de Em(< com *ouca mudança de Z8,)&

o A mudança de com*ortamento dee?se ao ti*o de modulador alguns são

moduladores de inactiação, outros de actiação, outros mistos&

Modi#icaç$es coalentes reersíeis 0os#orilação @:[r, Serm tr, is *elos cinases @#os#atoses des#os#orilam&

Adenilisação @:[r G adição de adenina&

Acetilação @L[s, terminais amina&

`bi%uitinação @L[s&

ADP?ribosilação @Arg, 3ln, C[s&

Metilação @3lu&

Fosforilação de proteínas

A adição de #os#ato @%ue tra! consigo carga negatia lea geralmente B alteraçãocon#ormacional da *roteína&

5s #os#atos são adicionados a gru*os 5& A #os#orilação ocorre como res*osta a um

sinal e<terior&

3eralmente e<iste um *ar cinase#os#atase *ara cada *roteína no gru*o de *roteínas&

5s *rocessos de #os#orilação e des#os#orilação são %uase sem*re cíclicos

A degradação do glicog"nio no m4sculo es%uel"tico e no #ígado " regulada *ela

%uantidade relatia de duas #ormas de en!ima

o 0os#orilase A G mais actia

o 0os#orilase T G menos actia

Alguns en!imas são sinteti!ados na sua #orma inactia e a sua actiação *rende?se coma cisão de ligaç$es no en!ima inactio& o caso das *roteases a sua inactiação

*rende?se com a ligação do en!ima a inibidores com *e%uenos alores de Zd

ligação muito #orte&

5s en!imas inactios chamam?se

1& Yimog"nio

2& Pro*roteina

'& Proen!ima

As cascatas de am*li#icação en!im(ticas são #re%uentemente em*regues *elos

sistemas bio%uímicos *ara se obter uma res*osta r(*ida, sendo o sinal am*li#icado a

cada *asso, usada na

1& Digestão de *roteínas no intestino actiação de (rios *roteases com

es*eci#icidade *ara alguns AA>s&

2& Coagulação Sanguínea G A trombina catalisa a hidr6lise de - ligaç$es

*e*tídicas Arg?3l[ no #ibrog"nio, libertando?se - #ibrino*e*tidos #ormação

de ligaç$es amida entre mon6meros de #ibrina estabili!ação do co(gulo&

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)2

Folding de proteínas e doença humana:`ma *roteína *ode a*resentar con#ormaç$es es*aciais di#erentes do estado natio& stes

estados con#ormacionais corres*ondem a mínimos energ"ticos no W#unil de #oldingX&

A estrutura das *roteínas " #le<íel e dinOmica

→ Sem %ue haKa alteração da estrutura *rim(ria, e<iste alteração da estrutura secund(ria

e terci(ria&

→ A mudança na estrutura terci(ria, geralmente im*lica mudança de #unção&

Proteínas mis#olded *odem assim se encontrar deido a

1 Mutação @#ormas #amiliares&

2 rro no *rocesso de #olding @es*or(dico&

→ 3eralmente ocorre o seu reconhecimento e *osterior degradação

1 Cha*erones&

2 Sistema ubi%uitina?*roteossoma&

→ Mecanismos *ara ganho de doença con#ormacional @como o mis#olding causa doença

1 3anho de to<icidade

A *roteína mis#olded tem uma noa #unção t6<ica&

Doenças neurodegeneratias @Al!heimer, Parinson, untington&

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)+

Caracteri!am?se *ela acumulação de *roteínas mis#olded associadas tamb"m B

#ormação de agregados @amil6ides&

2 Perda de #unção A *roteína não atinge a sua locali!ação correcta na c"lula ou não "

#uncional ou " degradada *rematuramente&

' Acumulação

5s agregados são muitas e!es conertidos em estruturas em #ibrilha& As #ibrasnão são t6<icas mas são insol4eis&

A acumulação *ode causar danos aos tecidos @amiloidoses&

→ Amiloidoses

<iste uma *roteína numa con#ormação actia, *or e<em*lo rica em h"lices & `ma

mudança con#ormacional lea ao enri%uecimento da estrutura em #olhas _ @estrutura

mis#olded associada B doença& ste *rocesso " lento @sintomas tardios, 5 *rocesso

*ode ser acelerado com a *resença de uma mutação&

A #ormação de #ibras amil6ides dee?se geralmente B interacção entre #olhas _

insol4eis *er*endiculares ao ei<o da #ibra& A #ibra não " rami#icada&

Doença de Al!heimer Doença neurodegeneratia *rogressia&

Dee?se B de*osição e<tracelular de _?amil6ide @A?_&

A #ormação de _? amil6ide @A?_ re%uer uma se%uncia de eentos *roteolíticos *elas

_ e ? secretases numa !ona hidr6#oba da *roteína *recursora de amil6ide @APP&

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)7

`ma *roteína tau tem in#luncia na doença de Al!heimer ? a sua #orma #os#orilada

nas dendrites *otencia a to<icidade dos agregados de _?amil6ide&

Doença de Parinson

9eurodegeneração *rogressia associada B demncia& 0orma es*or(dica mais comum %ue a #amiliar @mutaç$es no gene %ue codi#ica *ara a

?sinucleína&

Mais de /8H dos casos estão associados B #ormação de agregados de ?sinucleína&

A ? sinucleína inibe o tirosina hidro<ilase com *a*el na síntese da do*amina

@neurotransmissor&

`m dos tratamentos enole a administração de L?Do*a @*recurssor da do*amina, K(

sinteti!ado de*ois da acção do tirosina hidro<ilase, leando assim B #ormação da

do*amina não so#rendo da acção da ? sinucleína&

nce#alo*atias es*ongi#ormes

TS G ence#alo*atia es*ongi#orme boina&

Zuru e Creu!#eldt?Jaob em humano&

A*arecimento de de*6sitos acuolares de agregados *roteicos&

De*6sitos intracelulares em *rocessos *r" e *6s?sin(*ticos nos neur6nios&

Percebe?se %ue o agente in#eccioso não tem material gen"tico @*ouco comum G "

uma *roteína? *rião @*roteinaceous in#ectious onl[&

Potenciamento do grau de adesão celular de substratosN

Promoção do crescimentoN

Pro*riedades de neuro*rotecçãoN

Cont"m uma região de resíduos hidr6#obos @Kunto ao terminal c

%ue #unciona como Oncora em membranas celulares internas ?

cliagem *rote6lica desta !ona ? *roteína solubili!a ? #orma?seuma cadeia *oli*e*tídica su#icientemente com*rida *ara

cliagem *ela _ e ?secretase ? #ormação do A?_ ?A?_

*olimeri!a *or nucleação&

Proteína com 1-8 resíduos de amino(cidos&

Abundante no cito*lasma de neur6nios&

Proteína intrinsecamente desestruturada&

Locali!ada nos terminais *r"?sin(*ticos do S9C&

Mutaç$es *ontuais ou #actores ambientais *romoema agregação&

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)/

<iste conersão estrutural da #orma celular da *roteína PrP& @PrPc na #orma

con#ormacional, in#ecciosa& @PrPSc a %ual " resistente a *rot"ases e cont"m

*redominantemente #olha _ na sua estrutura&

<*ansão das *oliglutaminas

3ru*o de doenças caracteri!adas *or agregação de *roteínas com mesmo mecanismob(sico& < Doença de untigton, atro#ia muscular es*inobulbar, atro#iaes*inhocerebelar, atro#ia dentatorubral?*alidoluisiana&

`ma *roteína #uncional cont"m uma !ona com re*etição de resíduos de glutamina@codão CA3&

A e<*ansão destas re*etiç$es na !ona codi#icante de (rios genes, tem conse%uncias*atol6gicas&

5corre *rocessamento *roteolítico da !ona com a e<*ansão ? agregação ? to<icidadecelular@Alteração na transcriçãoN Alteraç$es metab6licasN De#icincia no *roteassoma,Alteração na res*osta ao stress&

0ibrose Quística Doença autoss6mica recessia letal mais comum na *o*ulação caucasiana&

0en6ti*o clínico

1 Pele @Cl?]28 mmolL

2 Pulm$es @in#ecç$es recorrentes

' 0ígado

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28

- POncreas @insu#icincia en!im(tica 7)H

@estado de m( nutrição

@diabetes melitos

) .ntestino delgado

2 Sistema re*rodutor @in#ertilidade masculina

@ausncia cong"nita dos asos de#erentes

Proteína C0:R não #uncional

Classes de mutação

.& Ausncia da síntese

..& :r(#ego de#iciente

...& Regulação de#iciente

.E& Alteração da condutOncia

E& Redução na síntese

→ MADD @de#icincia m4lti*la em desidrogenases acil?CoA

.n#luncia num *asso essencial na ia de degradação @_?o<idação dos (cidos gordos&

Di#erentes mutaç$es originam di#erentes #en6ti*os&

Mutação na :0:0Q o<irredutase *roocam

1 De#eitos no #olding eou estabilidade con#ormacional da *roteína&

2 Alteraç$es na actiidade en!im(tica e interacç$es com o co#actor 0AD ou

os desidrogenases de acil?CoA&

→ i*ercolesterol"mia #amiliar

Mutação nos rece*tores das LDL&

:rans*ortador ATC com (rios domínios característicos&

Quando não #uncional altera a *ermeabilidade ao Cl? ? alteração da

com*osição do muco ? obstrução dos brn%uios ? in#ecç$es bacterianas

recorrentes&

0lao*roteínas de trans#erncia de electr$es

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21

Glúcidos Tiomol"culas mais abundantes na :erra, deriadas da #otossíntese&

Alguns 6sidos @amido, sacarose são essenciais na dieta&

m organismos não #otossint"ticos, a o<idação " a *rinci*al #onte de energia&

Alguns, insol4eis, são estruturais e *rotectores nas *aredes das c"lulas bacterianas,

nas *lantas, nos tecidos conKuntios dos animais& Poli6sidos são lubri#icantes em articulaç$es e *artici*am no reconhecimento e adesão

de c"lulas&

Poli6sidos com*le<os ligam?se coalentemente a *roteínas e lí*idos actuando como

sinais %ue determinam a locali!ação intracelular ou o destino metab6lico desses

híbridos @glicoconKugados&

Quimicamente são *olihidro<ialdeídos ou *olihidro<icetonas&

Por e!es tm #orma @C25n N alguns contm ainda 9, P e S&

→ Monossacarídeososes

`ma 4nica *olihidro<icetona @aldeído&

D?glucose→ mais abundante @tamb"m chamada de de<trose&

Com - carbonos tendem a #ormar ciclos&

→ 5ligossacarídeos5lig6sidos

Cadeias curtas de monossac(ridos unidas *or ligaç$es glicosídicas&

5s dissac(ridos são os mais abundantes& < Sacarose&

9as c"lulas, os oligossac(ridos com ' ou mais oses geralmente não ocorrem

indiidualmente → encontram?se ligados a mol"culas não?glicosídicas

@lí*idos*roteínas englicoconKugados&

→ Polissac(ridosPoli6sidos

Cadeias com 28 ou mais oses&

<istem sob a #orma ? Linear celulose& Rami#icada glicog"nio&

5ses

S6lidos cristalinos incolores&

Polímeros de D?glucose

Ligaç$es di#erentes → *ro*riedades e *a*el

biol6gico di#erentes

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22

Sol4eis em 25&

Alguns com sabor doce&

Cadeia não rami#icada&

Ligação C?C, C?5, C5, C?, 5?&

Com a e<ce*ção da dihidro<icetona todas as oses tm certas %uirais&

5 mais sim*les " o gliceraldeído, com um centro %uiral e dois enanti6meros

A classi#icação de oses em enanti6meros D ou L *rende?se com a classi#icação docarbono %uiral mais longe do gru*o carbonilo da mol"cula&

A %uase totalidade das oses encontra?se na #orma do seu enanti6mero D&

5ses %ue di#erem a*enas na estereometria em #oco de um carbono são e*ímeros

o D?manose I D?glusose @C?2

o D?glucose I D?galactose @C?-

A numeração dos carbonos #a!?se a *artir do carbono com o gru*o carbonilo&

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2'

0ormas cíclicas

9a cicli!ação da glusose

o Reacção do hidro<ilo em C?) com a #unção aldeído em C?1&

o `m noo carbono assim"trico em C?1 G dois estereois6meros e _&

o An6meros ? di#erem a*enas no carbono da cicli!ação @carbono anom"rico&

o Anel de 2 membros G *iranose&

o A W classi#icaçãoX em ou _ *rende?se com se o gru*o 5 no carbono

anom"rico est( na mesma *osição do gru*o 5 do carbono mais longe&

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2-

o 5s an"is de 2 membros recebem a denominação de *iranose *or

semelhança ao *irano&

o 5s de ) membros recebem a denominação de #uranose *or

semelhança ao #urano&

o A interconersão das 2 #ormas e _ em solução a%uosa denomina?se

mutarrotação&

<istem (rios deriados da glucose com im*ortOncia biol6gica& Por e<em*lo

o _?D?glucosina

o 9?acetil?_?D?glusosamina

o Fcido 9?acetilmurOmico

A necessidade de #os#orilar a glucose *rende?se com o #acto de, com a noa carga

negatia a glucose não *ossua membrana→ sai da c"lula&

Oses como agentes redutores: 5<idação do gru*o carbonilo a carbo<ilo Redução de i$es 0e 'I ou Cu2I

5s eritr6citos *ermitem a entrada da glucose& sta glucose *ode reagir com a b

@glicação& Reacção não en!im(tica&

o sta reacção não en!im(tica causa *roblemas associados a níeis eleados de

glucose no sangue&

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2)

Disidos stabelecimento de ligação 5?glicosídica entre duas oses 5corre com a reacção

do gru*o 5 de uma ose com o carbono anom"rico de outra&

Re*resenta a #ormação de um acetal a *artir de um hemiacetal e de um (lcool&

As ligaç$es glucosídicas são r(*idas, hidrolisadas *or cat(lise (cida, mas resistem a

hidr6lise b(sica& As ligaç$es 9?glucosídicas estabelecem a ligação entre um (tomo de a!oto @de *or

e<em*lo uma *roteína ou um (cido nucleico e o carbono anom"rico&

5corre o<idação dos gl4cidos *elos i$es cobre na #orma linear&

Quando o carbono anom"rico est( enolido na ligação este não lineari!a& 5

di6sido não " redutor& @5 carbono anom"rico " o res*ons(el *ela ca*acidade

redutora&

o Maltose G Redutora

o Lactose G Redutora

o Sacarose G 9ão redutora

→ 9omenclatura de di6sidos

5 nome descree o di6sido com a e<tremidade não redutora B es%uerda&

.ndicar

1 A con#iguração @ ou _ do carbono anom"rico %ue Kunta a ose mais Bes%uerda B segunda ose&

2 5 nome do resíduo de ose não redutor @inserindo a designação #orano ou

*irano

' ntre *arntesis %uais os (tomos do carbono enolidos na reacção&

- 5 nome do segundo resíduo&

) 9a mesma se%uncia, caso haKa mais do %ue dois resíduos&

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22

→ Maltose

G D G gluco*iranosil @1 - G D G gluco*iranose&

3lc @ 1 - 3lc

Como abreiaturas tamb"m se *odem denominar gl4cidos @assim como símbolos com

cores&

< Arabinose Ara

0rutose 0ru

3alactose 3al

3lucose 3lc

Manose Man

→ Di6sidos mais comuns

Lactose

o v G D G galacto*iranosil @1 - G _ G D G gluco*iranose

o 3al _ @1 - 3lc

o Di6sido redutor&

o <iste no leite&

Sacarose

o 0ru @2_ 1 3lc ??? 3lc @1 2_ 0ru

o 9ão redutor&

o 0ormado *or *lantas e não *or animais&

o .ntermedi(rio na #otossíntese&

:realose

o 3lc @1 1 3lc

o Constituinte maiorit(rio na hemolin#a, serindo *ara

acumulação de energia&

9a nomenclatura a designação ou _ *rende?se com a orientação do carbono

anom"rico na ligação& 9o caso da glucose ambos os carbonos anom"ricos estão a estabelecer

a ligação e<istem @no caso 1 _ e 1 e a ordem com %ue se colocam as oses não im*orta&

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2+

Polisidos etero*oli6sidos homo*oli6sidos

Mais do %ue um ti*o de ose S6 um ti*o de ose

Parte estrutural @su*orte e<tracelular Arma!enamentoN alguns estruturais

m termos de com*rimento da cadeia dos *oli6sidos, este " controlado *or regulação

e#ectuada nos en!imas %ue actuam sobre a síntese destes *oli6sidos&

→ omo*oli6sidos de arma!enamento

1 Amido

2 3licog"nio

' De<tranos

- .nulinas

1 Amido

Cadeias longas não rami#icadas de resíduos de D?glucose com ligação @1-

Cont"m dois ti*os de *olímeros de 3lc @amilose e amilo*ectina

Amilose cadeia não rami#icada de resíduos de D?glucose ligados *or @1-N

uma e<tremidade redutora&

Amilo*ectina altamente rami#icadaN ligação @1-N as rami#icaç$es ocorrem

de 2-?'8 resíduos em 2-?'8 resíduos e são @12N uma e<tremidade

redutoraN muitas %ue não o são&

As e<tremidades redutoras são as %ue são remoidas en!imaticamente

%uando o amido " mobili!ado *ara a *rodução de energia&

strutura helicoidal entre os dois *oli6sidos&

2 3licog"nio

Princi*al *olissac(rido de arma!enamentos nos animais&

strutura semelhante B da amilo*ectina mas mais com*acta @rami#icação @

@12 a cada 7?12 resíduos&

s*ecialmente abundante no #ígado @+H de massa seca e no m4sculo

es%uel"tico&

`ma 4nica e<tremidade redutora @um glicog"nio com n rami#icaç$es tem nI1

não redutoras&

A degradação em glucose " #eita nas e<tremidades não redutoras&

Arma!ena?se na #orma de glicog"nio e não de glucose K( %ue

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27

glucog"nio]he*at6cito 8,81 M e%uiale a glucose]he*at6cito 8,- M como

glucose]e<tracelular ) mM glucose saia da c"lula ou entrada de 25

rebentamento&

' De<tranos Poli6sidos bacterianos e de leeduras&

Poli?D?glucose em ligação @12 e ramos em @1', @1- ou @12&

<istem na *laca bacteriana dent(ria&

0a! *arte da matri! s6lida usada em cromatogra#ia de e<clusão molecular

@baseada no tamanho das macromol"culas

- .nulinas

Poli6sido de arma!enamento em egetais @sobretudo nas raí!es&

Poli?D?#rutose em ligação _ @21 e um resíduo de D?glucose terminal&

→ omo*oli6sidos de estrutura

1 Celulose

2 Quitina

1 Celulose

.nsol4el em 25 ligaç$es de hidrog"nio intracadeia&

Parede celular de *lantas @caules, troncos e mais *artes lenhosas& ( semelhança com a amilose linear, sem rami#icação&

Di#erente da amilose todos os resíduos se encontram na #olha _&

Ligação _@1- isto lea a %ue a celulose não *ossa ser degradada

en!imaticamente&

o 5 glicog"nio e o amido ingeridos são digeridos *elos G amilases e

glicosidases @com ligação @1-&

:"rmitas conseguem digerir celulose deido unicamente B *resença de

microorganismos com os %uais se encontram em simbiose&

o Possuem celulase ca*a! de degradar a celulose e ligação _@1-&

2 Quitina

Linear, com*osto *or resíduos de 9?acetilglucosamina em _@1-&

:amb"m não *ode ser digerida *or ertebrados&

s%ueleto duro de muitos artr6*odes&

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2/

→ 0olding de homo*oli6sidos

1 Ligaç$es coalente @osídicas entre oses níel *rim(rio&

2 stabili!ação *or interaç$es #racas intra e intermoleculares ligaç$es de hidrog"nio

com es*ecial *a*el deido B %uantidade de gru*os G5&

<iste rotação em torno da ligação C?5 na ligação glucosídica, haendo no

entando *osiç$es *roibidas&

Continuam a haer Ongulos característicos e , an(logos aos da ligação

*e*tídica&

o 9a amilose os Ongulos de são de tal ordem %ue e<istem seis resíduos

*or olta o centro das WoltasX tem o tamanho a*ro*riado *ara

acomodar i$es .'? e .)

? , #ormando um com*le<o a!ul&

o 9a celulose a estrutura mais est(el " a linear, com todos os gru*os ?

5 enolidos em ligaç$es de hidrog"nio com ligaç$es de hidrog"nio

com cadeias Kusta*ostas #ibra com grande #orça tensora, ausncia de

25&

→ etero*oli6sidos estruturais

1 Pe*tidoglicanos

2 Agar

' 3licosaminoglicanos

1 P"*tidoglicanos

Presentes nas *aredes celulares bacterianas& Polímero de 9A3 @9?acetilglucosamina e 9AM @(cido 9?acetilmurOmico com

_@1-&

0a!em ligação com *e%uenos *"*tidos %ue serem de cross?lin entre cadeias

de 9A3I9AM *reine inchamento e lise celular ligaç$es cru!adas são

hidroli!adas *elo li!osima e são im*edidas de se #ormarem *ela *enicilina %ue

actua no trans*e*tidase, ca*a! de #ormar estes cross?lins&

2 Agar

Mistura de hetero*olissac(ridos sul#atados de D?galactose e L?galactose&

_@1-&

strutura em gel com 25 usado *ara electro#orese de (cidos nucleicos&

' 3licosaminoglicanos

0amília de *olímeros lineares #ormados *or re*etiç$es de resíduos de

di6sidos&

o 1 ose @obrigat6ria 9A3 ou 9AM

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+8

o 2 ose (cido acetilmuramico

Alguns gru*os 5? estão esteri#icados com sul#ato carga negatia #i<a

cati$es met(licos #ormando gel @*resente *or e<em*lo nas articulaç$es&

0a!em *arte da MC @em conKunto com algumas *roteínas su*orte *oroso

*ara di#usão de nutrientes e 52&

5s mais curtos e %ue se encontram ligados coalentemente a *roteínas tm o

nome de *roteoglicanos&

o <s - G sul#ato de condroitina @28?28 resíduos

o Sul#ato de %ueratano @k2) resíduos

o e*arina @1)?/8 resíduos

→ 3licoconKungados @transdução de sinal e reconhecimento e<tracelular

1 Proteoglicanos @!ona glicidica !ona *roteica&

Macromol"culas da su*er#ície ou matri! celular&

Cadeias de glucosaminoglicanos sul#atados ligados coalentemente a

*roteínas da membrana ou secretadas&2 3lico*roteínas @(rias *e%uenas cadeias osídicas ligam?se a *roteínas

Cadeias de olig6sidos de com*le<idade ari(el ligadas

conalentemente a *roteínas&

Presentes na #ace e<terna da membrana *lasm(tica, na MC&

.ntracelularmente encontram?se no C3, nos grOnulosesículas de

secreção e nos lisossomas&

' 3licolí*idos @determinantes de gru*os sanguíneos&

s#ingolí*idos da membrana, em %ue as cabeças *olares são lí*idos&

9o c"rebro e nos neur6nios e<istem em maior concentração&

1 Proteoglicanos

Macromol"culas da su*er#ície celular os matri! e<tracelular com uma ou mais

cadeias de glicosaminoglicanos ligados coalentemente a uma *roteína da

membrana ou secretada&

5 glicosaminoglicano " muito maior %ue o resíduo *roteico e " o centro *rinci*al

de #unção&

<iste no tecido conKuntio @cartilagem&

Proteoglicanos na membrana&

o ncora *e*tídica e *resença de sul#ato de condroitina&

o ncora li*ídica&

2 3lico*roteínas

Associação coalente de um ou mais olig6sidos @de com*le<idade ari(el a uma

*roteína

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+1

5s olig6sidos são #onte de ariabilidade @ao contr(rio dos glicosaminoglicanos

locais de reconhecimento e es*eci#icidade de ligação dão mais in#ormação Bs

*roteínas

5?glicosilação ligadas a um gru*o 5 de Ser ou :hr

9?glicosilação num gru*o 92 de Asn

ncontram?se

o 9a #ace e<terna da membrana *lasm(tica

o 9a matri! e<tracelular

o 9o sangue

o m organitos es*eciali!ados @C3, grOnulos de secreção, lisossomas

' 3licolí*idos

Li*idos da membrana cuKas cabeças hidr6#ilas são olig6sidos

0unção semelhante Bs glico*roteinas @reconhecimento

As !onas glicídicas de alguns es#ingoli*idos determinam o gru*o sanguíneo

R 8 antig"nio 5

3ru*o comum ??? R R 3al9Ac antig"nio A

R 3al antig"nio T

→ Lectinas

Proteínas ubí%uas %ue usam glícidos com eleada ca*acidade de es*eci#icidade&

nolidas nos *rocessos de reconhecimento e na sinali!ação e adesão celular e no

targeting intracelular de *roteínas rec"m sinteti!adas&

Alguns agentes *atog"nicos microbianos *ossuem lectinas %ue medeiam a adesãobacteriana Bs c"lulas do hos*edeiro&

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+2

Lípidos .nsol4eis em 25 @são a*olares ou #racamente *olares

Sol4eis em solentes orgOnicos

steres de (cidos gordos @de#inição não absoluta

0unção

o Arma!enamento :riacilglicer6is

o strutura membranar 0os#olí*idos s#ingolí*idos colesterol

o Regulação hormonas

Fcidos gordos

Constituintes #undamentais dos lí*idos

Fcidos carbo<ílicos com longas cadeias de carbono

Cadeias em geral lineares com nº *ar @mais comum deido ao Acetil?CoA ou

ím*ar de carbonos

m alguns casos e<istem an"is de ' carbonos, gru*os metilo e gru*os hidro<ilo

<istem mais comummente cadeias com nº *ar de carbonos deido B sua

*r6*ria síntese @*elo Acetil?CoA

As ligaç$es du*las de (cidos gordos *olinsaturados raramente são conKugadas,

mas sim se*aradas *or um gru*o metileno&

Por regra as ligaç$es du*las estão na #orma cis&

As ligaç$es du*las estão habitualmente entre os C/?C18 e, no caso de serem

m4lti*las, tamb"m em C12 e C1)&

9omenclatura de (cidos gordos

o Su#i<os Anoico ? saturado

noico ? insaturado

Reacção de (cidos gordos I Flcool

m bai<a concentração

Rece*tores es*ecí#icosN

Cascatas de am*li#icação&

?CC?C2?CC??CC?CC?

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+'

o Fcido he&adecanoico 12 8

o Fcidos cis?/?octadecenoico 17 1 @p/

o Fcido ara%uid6nico 28 - @p),7,-,11

o A numeração dos (tomos de C " #eita a *artir do gru*o carbo<ilo @C1 at"ao gru*o metilo terminal @Cn&

o A (cidos gordos *olinsaturados @P`0A " atribuída a letra w ao gru*o C' no #inal da cadeia e a *osição das du*las " indicada em relação ao Cw&

o < (cidos gordos ?' @6mega?'

5 omem tem a necessidade, mas não consegue, sinteti!ar um P`0A w?'

im*ortante *ara a sua nutrição, tendo de o obter a *artir da alimentação& steP`0A @ALAN 17 ' @p/,12,1)" ainda ca*a! de interir na síntese de outros 2 P`0A>s

im*ortantes *ara o #uncionamento celular&

m*acotamento dos (cidos gordos

o As ligaç$es saturadas tm #le<ibilidade m(<ima

@rotação lire em torno de ligaç$es sim*les&

o A *resença de uma ligação du*la do ti*o cis

introdu! uma dobra na mol"cula de (cidos gordos ? o em*acotamento

torna?se menos e#iciente&

o stas di#erenças nos em*acotamentos

in#luenciam as *ro*riedades #ísicas dos (cidos gordos @nomeadamente o

*onto de #usão

12 Carbonos Saturado 9º de carbonos

9º de du*las

17 Carbonos .nsaturado 9º de carbonos

9º de du*las

Du*las no carbono /

?'

5 seu grau de em*acotamento " m(<imo,

#ormando uma rede cristalina %uase

*er#eita&

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+-

5corrncia de (cidos gordos in io&

o Eertebrados os (cidos gordos lires @não

esteri#icados, com o gru*o carbo<ilo lire circulam na

corrente sanguínea ligadas não?coalentemente B

albumina s"rica @trans*ortador *roteico&

o 9o entanto os (cidos gordos estão, em regra, *resentes

no *lasma sanguíneo *rinci*al, como "steres ou amidas

como não *ossuem o carbo<ilo des*rotonado @como

nos (cidos gordos lires são ainda menos sol4eis %ue

os (cidos gordos lires&

Auto?organi!ação dos com*ostos an#i*(ticos&

o 5 e#eito hidr6#obo lea B #ormação de micelas&

o Associação de mol"culas a*olares libertação de

mol"culas de 25 entro*ia aumenta *rocesso

#aor(el&

Lí*idos de resera ? triacilglicer6is

Lí*idos mais sim*les #ormados *or ' mol"culas de (cidos gordos esteri#icadas

na mesma mol"cula de glicerol&

:riacilglicer6is sim*les

o As ' mol"culas de (cidos gordos são iguais

:riacilglicer6is mistos

o Pelo menos 2 mol"culas de (cidos gordos são di#erentes

9os ertebrados c"lulas es*eciali!adas @adi*6citos ? os adi*6citos contm

lí*ases, en!imas %ue catalisam a hidr6lise de :riacilglicer6is arma!enados&

sta hidr6lise tanto " catalisada *or en!imas, como *or hidr6lise b(sica

@sa*oni#icação ou (cida&

A acumulação de :riacilglicer6is d(?se no tecido adi*oso @caidade abdominal e

debai<o da *ele&

:m como #unção

o Resera de energia&

o .solamento t"rmico&

Cadeias maiores mais *olari!abilidade mais

interacção maior *onto de #usão&

<istncia de du*las menor em*acotamento

menor *onto de #usão

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+)

o 9as baleias, %uando estas iaKam *ara bai<as *ro#undidades, a densidade

da (gua tem de ser igual B dos :riacilglicer6is estes WcongelamX,

aumentando a sua densidade baleia não gasta energia a manter?se a

grandes *ro#undidades&

Dis*onibilidade dos :riacilglicer6is nos alimentos

o Quando alimentos ricos em lí*idos são e<*ostos durante demasiado

tem*o ao o<ig"nio começa a haer o<idação das ligaç$es du*las nas

cadeias insaturadas dos (cidos gordos #ormação de aldeídos e (cidos

carbo<ílicos de cadeia mais *e%uena&

o Para eitar isto, estas mol"culas são *arcialmente hidrogenadas

ligaç$es cis são hidrogenadas&

#eito WnocioX algumas cis são conertidas em trans

enolidas em *roblemas cardioasculares&

Ceras

steres de longas cadeias @C1- a C'2 de (cidos gordos saturadosinsaturadoscom alco6is de cadeia longa @C12 at" C78&

Ponto de #usão geralmente mais altos %ue os triacilglicer6is&

São a *rinci*al #onte de arma!enamento de energia no *lOncton&

stão *resentes nas #olhas de algumas *lantas, nas *enas dos *(ssaros, na *ele

de alguns animais G tm *ro*riedades im*erme(eis&

Lí*idos estruturais nas membranas biol6gicas

strutura b(sica da membrana&

o Ticamada li*ídica %ue sere de barreira B *assagem de i$es emol"culas *olares&

o 5s lí*idos membranares são an#i*(ticos&

Cinco lí*idos membranares

*rinci*ais

1 3licero#os#olí*idos

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+2

A região hidr6#oba " com*osta *or duas cadeias de (cidos gordos unidas

*or um glicerol& 5 glicerol tamb"m se encontra ligado a um gru*o *olar

carregado @ligação #os#odiester&

5s glicero#os#olí*idos #ormam esículas&

:m tem*eraturas de transição características,

haendo coo*eratiidade na transição da #ase gel

B #luida& 5 aumento da %uantidade de ligaç$es du*las

diminui este alor da tem*eratura de transição

de #ase& As c"lulas regulam a sua com*osição li*ídica de

modo a %ue as membranas biol6gicas se

mantenham #luidas sob di#erentes condiç$es de crescimento e<iste

maior %uantidade de insaturados %uando as tem*eraturas de crescimento

são mais bai<as 5s #os#olí*idos tanto *odem ser renoados *ela adição de liso#os#oli*ases

como hidrolisados *ela adição de #os#oli*ases ? A1

? A2

? C

A1 e A2 ? actuam na ligação do glicerol com (cidos gordos& C G actua na

ligação do glicerol com #os#ato&

<em*los de 0os#oli*ases originam diacilglicerol I tri#os#ato de inositol

mensageiros secund(rios&

5s enenos de ser*ente cont"m grandes %uantidades de #os#oli*ases A2

a sua actuação origina liso#os#oli*ases %ue actuam como detergentes na

membrana dos eritr6citos causando a sua lise& Podem ocorrer ligaç$es "ter em glicero#os#oli*idos

o Particularmente no tecido cardíaco @*lasmalog"neos ligação

du*la em C1C2&

o 5utros e<em*los de lí*idos de "steres são os #actores de actiação

das *la%uetas G *otentes sinali!adores moleculares& Libertados

*elos bas6#ilos *ara estimular a agregação das *la%uetas e a

libertação de serotonina @um asoconstrictorN o acetato usado em

C2 con#ere maior solubilidade em (gua tornando *ossíel %ue esta

mol"cula actue como mensageiro sol4el&

o :amb"m se encontram *resentes no #ígado, *ulm$esV

2 3alactolí*idos I sul#olí*idos G 1 ou 2 resíduos de galactose estão ligados ao C'

do 1?2?diacilglicerol&

Locali!ados na membrana interna dos tilac6ides&

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++

9ão contm contm *ouco #os#ato nutriente limitante no solo o

#os#ato " substituído *or en<o#re @%ue *ossui cargas negatias, B

semelhança do #os#ato&

stes lí*idos %ue contm en<o#re chamam?se sul#olí*idos *ossuem um

resíduo sul#onado de glucose na *osição C' do 1?2?diacilglicerol&

As archaeobacterias contm lí*idos membranares 4nicos

o Eiem em nichos ecol6gicos sob condiç$es e<tremas

tem*eraturas eleadas, * bai<o, eleada #orça i6nica&

o 5s seus lí*idos membranares contm longas cadeias @C'2

rami#icadas&

o Ligadas ao glicerol *or ligação "ter est(eis *erante a hidr6lise a

* bai<o&

o 9a sua #orma totalmente estendida tm o dobro do com*rimento

de #os#olí*idos e es#ingoli*idos conseguindo atraessar toda a

membrana&

o 9as duas e<tremidades *ossuem uma mol"cula de glicerol, o %uelhes con#ere *olaridade&

' s#ingolí*idos

Cabeça *olar e duas caudas a*olares&

9ão contm glicerol mas sim es#ingolina como unidade base @a es#ingolina "

um (lcool insaturado com 1) carbonos e 1 gru*o amina&

5s carbonos 2 e ' são semelhantes ao glicerol&

' classes de es#ingoli*idos @todos são deriados da ceramida G com 5 no C1 e

com (cido gordo ligado ao 92 do C2&

s#ingomielina

o Contm #os#ocolina ou #os#oetanolamina na cabeça *olar @C1&

o Semelhantes Bs #os#otildicolinas nas suas *ro*riedadesN arranKo

tridimensional e *elo #acto de não terem carga na sua cabeça&

o São um com*onente abundante nas membranas *lasm(ticas

de c"lulas animais em *articular na bainha de mielina %ue

rodeia e isola os a<6nios de alguns neur6nios&

3licoes#ingoli*idos

o Abundantes na membrana e<terior&

o Possuem um ou mais oses ligadas ao 5 no C1 da ceramida&

o 9ão contm #os#ato&

1 Cerebr6sidos tm um 4nico glícido ligado B ceramida&

5s %ue contm galactose são encontrados na membrana

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+7

*lasm(tica de c"lulas nerosas& 5s %ue contm glucose, na

membrana de celulas não nerosas&

2 3lob6sidos mais de uma ose ligada ao 5 da ceramida

Ambos são chamados glicolí*idos neutros K( %ue não

*ossuem carga a *+&

3angli6sidos

o As suas cabeças *olares *ossuem oligossac(ridos ligados ao

5 da ceramida *or um resíduo de glucose&

o stes *ossuem um ou mais resíduos de (cido si(lico&

Pa*el biol6gico dos es#ingolí*idos

o Abundantes nas membranas&

o Centros de reconhecimento de mol"culas&

o A *arte glicídica de alguns es#ingolí*idos determina o ti*o de sangue

de cada indiíduo a *resença ou ausncia de determinado ti*oglucosiltrans#erase @A ou T determina o ti*o sanguíneo este

en!ima " res*ons(el *ela introdução das oses %ue determinam o ti*o

sanguíneo&

o 0alhas no metabolismo de es#ingolí*idos *odem lear a graes

*roblemas mentais ou mesmo B morte&

Degradação de en#ingolí*idos e #os#olí*idos

o Para cada ligação hidrolis(el num glicero#os#olí*ido e<iste um en!ima

es*ecí#ico no lisossoma&o 5s gangli6sidos são degradados *or um conKunto de en!imas

lisossomais %ue catalisam a remoção, *asso?a?*asso, de unidades de

glícido, originando no #im, a ceramida&

o `ma mutação em %ual%uer destes en!imas *ode lear B acumulação

de gangli6sidos na c"lula, com graes conse%uncias mentais&

- ster6ides

Com n4cleo característico - an"is @' com 2 carbonos e 1

com ) carbonos& ste n4cleo e *raticamente *lanar, não

*ermitindo rotação em torno das ligaç$es C?C&

Percursores de uma grande ariedade de *rodutos com

actiidades biol6gicas es*ecí#icas

o Fcidos biliares

o ormonas se<uais

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+/

o Eitamina D

ster6is

o ster6ides com 5 no C' do n4cleo&

o Cadeia ali#(tica no C1+&

Colesterol

o Mol"culas an#i*(ticas&

o A sua *lanaridade e rigide! *ermite controlar a #luide! das

membranas *lasm(ticas das c"lulas animais obriga a %ue a

cadeia acil dos #os#olí*idos @entre outros tome uma estrutura

mais alongada&

o :amb"m tem #unção em termos de *ermeabilidade @o

aumento de colesterol causa a diminuição da *ermeabilidade&

5 ti*o de esterol *resente nas membranas *lasm(ticas de*ende

do ti*o de organismo&

Tact"rias não conseguem sinteti!ar ester6is, *odendo no entanto

incor*orar ester6is e<6genos na sua membrana&

Membranas biolgicas 0unção

o Com*artimentali!ação

o Comunicação entre o meio e<terno e o interior da c"lula&

o Comunicação c"lula?c"lula&

o 0orma celular e mobilidade&

o Com*osição e ar%uitectura&

A sua constituição *roteica e li*ídica aria de organismo *ara organismo e de c"lula

*ara c"lula&

9as bact"rias, *or e<em*lo, e<iste uma eleada %uantidade de *roteínas& ste #acto

*rende?se com a #alta de com*artimentali!ação celular&

Por e<em*lo, e<iste uma maior %uantidade de lí*idos carregados negatiamente na

camada interna e ice?ersa&

A #os#atidilserina @geralmente na #ace interna %uando se encontra na camada e<terna

causa a a*o*tose celular&

A *assagem de lí*idos de uma #ace *ara a outra tem de ser catalisada *or en!imas,

consumindo?se energia, K( %ue cabeças *olares tm de atraessar uma !ona a*olar

@di#usão transersal& 5 moimento lateral de #os#olí*idos ocorre com elocidade eleada e não necessita de

cat(lise&

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78

Proteínas membranas Peri#"ricase<trínsecas&

.ntegraisintrínsecas&

Com Oncoras li*ídicas&

An#itr6*icas&

Puri#icação de *roteínas *eri#"ricas

Associadas B membrana *or

ligaç$es electrost(ticas e

ligaç$es de hidrog"nio&

Podem ser remoidas

inter#erindo com as ligaç$es

electrost(ticas ou com as

ligaç$es de hidrog"nio&o 9aCl @1 M

o D:A

o `reia

o :am*$es com * (cido ou b(sico

:amb"m se *odem encontrar associadadas com os domínios hidr6#ilos de

*roteínas integrais ou com a cabeça *olar de lí*idos membranares&

Puri#icação de *roteínas integrais

0irmemente associadas com a bicamada li*ídica&

Remoidas com com*ostos %ue inter#erem com as interacç$es hidr6#obas

o Detergentes

o Solentes orgOnicos

o Agentes desnaturantes

ncoras li*ídicas

Algumas *roteínas membranares *ossuem um ou mais lí*idos ligados a si

coalentemente&

stes lí*idos garantem uma Oncora hidr6#oba %ue se insere na bicamada e

mant"m a *roteína na su*er#ície da membrana& A ancoragem *ode ser #raca e em alguns casos reersíel&

Proteínas an#itr6*icas

ncontram?se tanto no citosol como ligadas B membrana&

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71

A sua a#inidade B membrana resulta, em alguns casos, das interacç$es não

coalentes com *roteínas ou lí*idos membranares, ou ainda da ligação

coalente de um ou mais lí*idos B *roteína&

Proteínas integrais

Classes

o 0ei<es de h"lices

o Tarris _

Presentes na membrana e<terna de 3ram negatio&

Porinas *ermitem a *assagem de solutos *olares&

Por norma as regi$es hidr6#obas da *roteína encontram?se a atraessar a

membrana&

Resíduos de amino(cidos arom(ticos @:r*, :[r, Phe encontram?se na #ronteira

entre os lí*idos e o meio a%uoso as cadeias laterais actuam

simultaneamente com a #ase li*ídica e a%uosa&

Resíduos carregados negatiamente encontram?se geralmente em contacto

com a #ase a%uosa&

Modelo do mosaico fluido strutura dinOmica as *roteínas di#undem?se liremente no *lano lateral da

membrana&

<istncia de assimetria transersal de lí*idos e *roteínas&

<istncia de heterogeneidade lateral *resença de domínios laterais nas

membranas com com*osição li*ídica e *roteica di#erenciada @Kangadas li*ídicas&

.m*ortOncia do citos%ueleto e do glicoc(lice resíduos de gl4cidos ligados a

*roteínas ou a lí*idos %ue reestem a membrana e se ligam B matri! e<tracelular&

Presença de ondulaç$escuratura nas membranas&

Eariação da es*essura da bicamada *erto das *roteínas integrais&

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72

Jangadas li*ídicas @ra#ts

3licoes#ingolí*idos com cadeias longas #ormam agregados transientes com

estabilidade e com*atibilidade eleada deido B acção do n4cleo arom(tico do

colesterol&

stão *resentes na membrana e<terna, tm es*essura su*erior ao resto da

membrana e são mais #luidosN tamb"m " mais di#ícil a sua dissociação com

detergentes i6nicos&

stas !onas são enri%uecidas em *roteínas ancoradas com 3P. e *roteínas

ancoradas ia dois ou mais gru*os acilo&

:m *a*el na sinali!ação&

Outros lípidos 3eralmente em %uantidades estigiais&

Com *a*el no metabolismo&

0unç$eso Sinali!ação

1& Mensageiros intracelulares&

2& ormonas&

o Co#actores en!im(ticos

1& Cadeia trans*ortadora de electr$es em mitocndrios e

cloro*lastos&

2& Processos de trans#erncia de resíduos glicídicos&

o Pigmentos

1& Lí*idos com sistemas de ligaç$es du*las conKugadas&

icosan6ides

Deriados de (cidos gordos %ue actuam como hormonas *ar(crinas @acção a

curta distOncia&

nolidos em *rocessos como a #unção re*rodutora, in#lamação, #ebre, dor

associada a um trauma ou doença, etc&

Deriados do (cido ara%uid6nico 28- @), 7, 11, 1- *rodu!ido *or hidr6lise de

#os#olí*idos de membrana em res*osta a sinais e<ternos&

A degradação dos #os#olí*idos " assegurada *elo #os#oli*ase A 2&

Classes1 Prostaglandinas

o Regulam a síntese de cAMP @mensageiro secund(rio

2 :rombo<anos

o Produ!idos *elas *la%uetas

o .ndu!em a constrição dos asos sanguíneos e a agregação das

*la%uetas&

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7'

' Leucotrienos

o Res*ons(eis *or cho%ues ana#il(ticos&

ormonas ester6ides

Deriados o<idados dos ester6is&

Possuem o n4cleo esterol mas não a cadeia ali#(tica ligada ao anel D, *elo %ue

são com*ostos mais *olares&

São trans*ortadas na corrente sanguínea @ligadas a *roteínas desde o seu

local de *rodução at" ao 6rgão alo&

Ligam?se a rece*tores no n4cleo, desencadeando alteraç$es ao níel da

e<*ressão g"nica e, logo, no metabolismo&

<em*los

o Androg"nios

o strog"nios

o 3lucocortic6ides

o Mineralocortic6ides&

Eitaminas

D

o Regula a absorção de Ca2I no intestino bem como os níeis de Ca2I nos

ossos e nos rins&

o De#icincia ra%uitismo&

A

o Retinol&o 5btida a *artir do _?caroteno&

o Percursos do (cido retin6ico *igmento isual *resente na retina dos

ertebrados e %ue est( enolido na res*osta B lu!&

o 3ru*o de lí*idos %ue contm anel arom(tico substituído e uma longa

cadeia lateral iso*ren6ide&

o Poderosos antio<idantes&

Z

o Co#actor na *rodução de *rotrombina actia @essencial no *rocesso de

coagulação&

:rans*ortadores electr6nicos

:rans*ortadores electr6nicos iso*ren6ides enolidos nas reacç$es de

o<idação?redução %ue condu!em B síntese de A:P&

`bi%uinona @ou coen!ima Q mitocndrios&

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7-

Plasto%uinona cloro*lastos&

Pigmentos

Longos sistemas de ligaç$es du*las conKugadas res*ons(eis *ela absorção de

radiação na região isíel do es*ectro electromagn"tico, o %ue lhes con#ere asua cor característica&

stão *resentes nas *lantas e nas *enas dos *(ssaros&

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7)

Nucletidos e ácidos nucleicos 0unção

o D9A→ arma!enamento e transmissão da in#ormação biol6gica&

o R9A→ rR9A→ com*osição dos ribossomas

mR9A→ intermedi(rio da in#ormação gen"tica

tR9A→

mol"culasada*tadoras enolidas

na síntese *roteica

9ucle6tido *entose @deso<irribose] I

base a!otada @*4rica ou *irimídica I

#os#ato&

9ucle6sido *entose I base a!otada&

A ligação da base B *entose d(?se no C1

da *entose @ligação ti*o _ com o a!oto 1

das bases *irimidicas ou o a!oto / das

bases *4ricas&

A ligação da *entose com o #os#ato " no

carbono ) e " uma ligação "ster&

5s carbonos das bases são numerados de 1 a VN os das *entoses são

numerados com 1>, 2>, '>, etc&

Pode ocorrer @raramente uracilo no D9A e timina no R9A a grande distinção

entre o R9A e o D9A " *ois a *entose&

A di#erença entre as bases " a *resença de um gru*o 5 no carbono 2> na

ribose e a *resença de um s6 um no 2> da deso<irribose&

- dos ) (tomos da *entose estão no mesmo *lano o C2> ou o C'> ou estão

endo @na mesma *osição do C)> ou e<o @#ora do *lano*osição do C)>&

Pirimídicas→ *lanas& P4ricas→ %uase *lanas&

9íel *rim(rio de estrutura do D9A e do R9A&

o 5 gru*o #os#ato na *osição )> liga?se ao gru*o 5 do C'> G ligação

#os#odi"ster&

o 5 Wbac?boneX tanto do D9A como do R9A " hidr6#ilo → gru*os 5 das

*entoses #ormam ligaç$es de como a (gua&

o 5 gru*o #os#ato tem *a f 8→ ioni!ado a *+→ ligação a *roteínas

b(sicas @histonas, cati$es @Mg2I e *oliaminas @es*ermina&

o Conenção de escrita de )> *ara '>&

o 5 R9A " ra*idamente hidrolisado @na ligação #os#odi"ster em condiç$es

alcalinas, ao contr(rio do D9A @não *ossui 5 no C2>&

Tases nucleotídicas

o Tases #racas&

o Absorem na !ona do `E @f228nm deido ao car(cter *arcial das ligaç$es

du*las&

im*ortante *ara a estrutura terci(ria

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72

o São ca*a!es de tautomeri!ar em #unção do * do meio&

o idr6#obas→ em*acotam com ligaç$es de → A:, C3 G " mais di#ícil

WabrirX o D9A com uma maior concentração de C3&

o Tases *ara dentro da h"lice deido ao e#eito hidr6#obo&

strutura do D9A

9íel *rim(rio→ cadeia de *oli@deso<irribonucle6tidos @se%uncia de bases e

ligaç$es coalentes&

9íel secund(rio→ %ual%uer estrutura regular e est(el #ormada *or todos ou

alguns resíduos de nucle6tidos num (cido nucleico&

9iel terci(rio→

#olding @com*le<o de cromossomas na cromatina@eucariotas ou nos nucle6ides @bact"ria&

Du*la h"lice

o 5 anel da deso<irribose est( na con#ormação endo&

o "lices anti?*aralelas&

strutura 'D do D9A

Mol"cula muito #le<íel

Rotação em torno do es%ueleto ose?#os#ato

0lutuação t"rmica consegue *rodu!ir dobragem, esticagem edesem*arelhamento&

Rotação entre as ligaç$es do es%ueleto *entose?#os#ato&

:amb"m e<iste rotação em torno da ligação da *entose B base&

Deido a constrangimentos estereo%uímicos , as *urinas estão

restritas Bs con#ormaç$es s[n e antiN as *irimidinas estão

restritas Bs anti&

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7+

<istem ' ti*os de estrutura helicoidal

o A ? mais carga e com*actada @não encontrada in

io

o T ? mais est(el

o Y G mais distendida

A ocorre em meios com *ouca (gua&

Y encontrado em algumas bact"rias e eucariotasN *ode ter um *a*el im*ortante

na e<*ressão de alguns seres ou em recombinação g"nica&

5utras estruturas no D9A

Se%uncias AAAAAA Palindromas ? se%uncias de D9A de du*la cadeia com

simetria du*la&

Re*etição em es*elho&

Alguns *alindromas são autocom*lementares

"lice Direita

"lice s%uerda

Palindromas'epeti()o em espelho

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77

Podem ocorrer em*arelhamentos tri*le< e tetra*le<, geralmente mais est(eis a *

bai<o com *rotonação das bases& <em*lo

D9A? *odem ocorrer !onas com tri*la h"lice %ue *rodu!em uma dobra no D9A&

stas !onas são geralmente !onas de ligação a *roteínas&

São regi$es *articularmente enolidas na regulação da e<*ressão g"nica&

strutura do R9A

5 R9A começou a ser *ensado como o intermedi(rio entre *roteínas e

D9A *or%ue

1& <iste tanto no n4cleo como no citosol&

2& 5 aumento na síntese *roteica aumento na sintese de R9A

aumento da ta<a de turnoer&

D9A :ranscrição R9A

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7/

R9A monocistr6nico @mR9A em eucariotas cada mR9A lea a

mensagem de um s6 gene *olicistr6nico@ mais do %ue um gene&

5s mR9A>s transcritos são sem*re maiores %ue o necess(rio *ara a síntese

de *oli*"*tidos %ue codi#icam as outras !onas serem, *or e<em*lo*ara !onas de ligação a en!imas&

m regra o R9A @*rinci*al, o obtido a *artir da transcrição e<iste em

cadeias sim*les, em h"lice direita #acto garantido *elo

em*arelhamento das bases& A interacção entre *urinas " maior K( %ue

*ossuem uma rai! estrutural&

o Se%uncias autocom*lementares *odem estabili!ar as mol"culas

@ou determinadas regi$es&

o As regras e em*arelhamento são iguais Bs do D9A&

o Pode em*arelhar com !onas com*lementares de D9A ou R9A&

o Pode ocorrer em*arelhamento 3`&

o 5 R9A não *ossui estrutura secund(ria est(el&

o As estruturas terci(rias são com*le<as e 4nicas

m condiç$es com*lementares *redomina a #orma A @du*la h"lice G ou h"lice Y

em condiç$es e<tremas de salinidade ou tem*eratura&

5utras estruturas no R9A

Loo* interno

air*in

Química dos ácidos nucleicos Desnaturação reersíel do D9A

5 D9A " iscoso a * + e a uma tem*eratura de 2)ºC& Eariaç$es no * e na

tem*eratura leam B desnaturação @o *rocesso contr(rio tem o nome de

renaturação G annealing&

9o *rocesso de desnaturação as duas cadeiras se*aram?se cliagem das

ligaç$es de hidrog"nioN as ligaç$es coalentes não são a#ectadas&

5 D9A desnaturado a*resenta hi*ercromicidade absore melhor a radiação

nos `EN %uando se encontra na sua #orma em cadeia du*la a*resenta

hi*ocromicidade dei<a de absorer tão bem nos `E @as bases K( não estão

isoladas&

mR9A em rocariotas

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/8

5 *onto de #usão " tanto maior %uando maior #or a concentração de 3IC&

o De*ende ainda do * e da #orça i6nica @maior #orça i6nica, mais #(cil a

desnaturação&

Pode ocorrer desnaturação *arcial do D9A %ue começa em !onas mais ricas

em A:→ *ermite desem*arelhamento do D9A&

:rans#ormaç$es não en!im(ticas no D9A

Desaminação das bases @*or e<em*lo de citosina a uracilo → ra!ão *ossíel

*ara o D9A não ter uracilo → este era reconhecido como estranho →

correcção do erro&

idr6lise da ligação ᵦ?9?glicosídica

o 5corre mais #re%uentemente em *urinas&

#eito da radiação

o Lu! `E indu! a condensação de gru*os etileno *ara #ormar um anel de

ciclobutano&

o 0ormação de dímeros de *irimidinas entre bases adKacentes&o 0ormação de dímeros de timina na mesma cadeia → indu! dobra no

D9A&

Agentes %uímicos

o Agentes de desaminação @*articularmente (cido nitroso ou com*ostos

%ue *ossam ser metaboli!ados a (cido nitroso @ou nitritos&

o Agentes al%uilantes

Leam *or e<em*lo B metilação&

Lesão o<idatia

o A*6s irradiação ou metabolismo aer6bio, surgem es*"cies reactias de

o<ig"nio @R5S&o A c"lula *ossui sistemas de destruição das es*"cies reactias de

o<ig"nio como o catalase e o su*er6<ido dismutase %ue conertem

R5S em es*"cies @V&

Metilaç$es en!im(ticas

o :rans#ormaç$es en!im(ticas mais comuns&

o Metilação das bases&

o A e C metiladas mais #re%uentemente %ue 3 e :&

o &coli marca o seu *r6*rio D9A metilando?o → destr6i D9A não

marcado&

o 5s D9A?metilases usam o S?adenosilmetionina como dador&

o 9os eucariotas cerca de )H de resíduos de C são metilados → eita a

migração dos trans*os$es&

stes são se%uncias de D9A ca*a!es de se moimentar de

uma região do genoma *ara outra&

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/1

Como se%uenciar um (cido nucleico

o strat"gia b(sica semelhante B das *roteínas&

1 Degradação es*eci#ica e #raccionamento de *olinucle6tido de interesse

em #ragmentos com tamanho su#icientemente *e%ueno *ara serem

se%uenciados&

2 Se%uenciação dos #ragmentos indiiduais&

' 5rdenamento dos #ragmentos @atra"s da re*etição do *rocedimento com

estrat"gias de degradação di#erentes&

o :anto nos m"todos de Sanger como de Ma<am?3illbert o *rinci*io geral " o de

redu!ir o D9A a %uatro conKuntos de #ragmentos marcados&

o São obtidos #ragmentos marcados radioactiamente na e<tremidade )>&

o 5s seus tamanhos relatios *ermitem a determinação da se%uncia&

o Adicionam?se dideso<irribonucle6tidos %ue se ão ligar a uma cadeia molde

o acaso lea a %ue se #ormem os (rios #ragmentos com di#erentes tamanhos&

o 5 *rimer @ou um dos nucle6tidos " #luorescente&

o 5 D9A a se%uenciar " o molde @tem*late&

o Quando os dideso<irribonucle6tidos se ligam a outro nucle6tido, *aram asíntese&

o Actualmente usam?se dd9:S #luorescentes automati!ação do m"todo de

Sanger&

Síntese %uímica do D9A

o Leada a cabo com o crescimento da cadeia ligada a uma matri! s6lida&

o 5 oligonucle6tido " sinteti!ado de #orma cíclica e re*etida @um nucle6tido *or

*asso&

1 9ucle6tido *reso ao su*orte de sílica *elo '>N C)> " *rotegido com DM:N

outros gru*os reactios tamb"m são *rotegidos&

2 DM: remoido, laando?se a coluna com (cido&' Pr6<imo nucle6tido tem C'> *rotegido reacção com C)> e C'> su*orte

*rotector eliminado&

- A ligação #os#ito " o<idade com iodo *ara %ue se #orme a ligação

#os#odi"ster&

Re*etir os *assos de 2 a -

) Remoção dos restantes gru*os *rotectores&

2 5ligonucle6tido se*arado da matri! e *uri#icado&

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/2

A síntese de R9A " mais com*le<a dee?se B necessidade de *roteger o 5 no C2>&

9ucle6tidos #uncionais

1 :rans*ortadores de energia

o 5 #os#ato ligado coalentemente ao C)> de um ribonucle6tido *ode ter

mais um ou dois #os#atos ligados a si @#os#atos , _, &

o A hidr6lise destas ligaç$es #ornece bastante energia&

o 5 maior e<em*lo " a adenosina tri#os#ato @A:P&

o Pode tamb"m ocorrer na #orma de 3:P, `:P e C:P&

o As ligaç$es entre #os#atos são #os#oanidrido&

o A ligação do #os#ato com o C)> da ribose são ligaç$es "ster&

2

Com*onentes de co#actores en!im(ticoso A adenosina tem um *a*el muito im*ortante&

o 5s co#actores en!im(ticos aos %uais ela se liga não a*resentam

semelhança estrutural, e<ce*tuando a sua *resença&

o A adenosina não *artici*a directamente na reacção mas a sua remoção #a!

com %ue a ta<a desta diminua acentuadamente&

o A remoção do nucle6tido de adenosina no '>?di#os#ato do acetoacetil?coA

redu! a sua reactiidade como substrato *ara o _?cetoacil?coA trans#erase

num #actor de 18H&

o mbora se desconheça o *a*el certo da adenosina esta *ode ter e#eitos na

*otenciação da ligação do substrato ao en!ima&

' Mensageiros %uímicoso 3eralmente o segundo mensageiro na sinali!ação celular " um nucle6tido&

o 5 mais comum " o '>, )>?mono#os#ato cíclico de adenosina, cAMP&

o 5 cAMP " #ormado a *artir do A:P numa reacção catalisada *elo adenilil

ciclase&

o 5 cAMP " regulador em %uase todas as c"lulas e<ce*to nas egetais&

o 5utros e<em*los c3MP, **3PP @*rodu!ido em bact"rias a%uando da #alta

de a&a& im*ede a síntese *roteica desnecess(ria&

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/'

:"cnica do D9A recombinante

ndonucleases G hidrolisam D9A no meio da cadeia

<onucleases G hidrolisam D9A a *artir da e<tremidade

o Tases da clonagem de D9A

1 idrolisar o D9A em locais es*ecí#icos @endonucleases de restrição&

2 Seleccionar uma *e%uena mol"cula de D9A com ca*acidade de

autore*licação ? ector de clonagem @*lasmídeo, D9A iral&

' Juntar conalentemente os dois #ragmentos de D9A @D9A ligases obtem?

se um D9A recombinante&

- Lear o D9A recombinante do tubo de ensaio *ara a c"lula @ma%uinaria

en!im(tica *ara re*licação&

) Seleccionar ou identi#icar as c"lulas hos*edeiras %ue comtm o D9A

recombinante&

Eantagens da clonagem de D9A em &coli

1 5 seu metabolismo de D9A " bem conhecido&

2 Caracteri!ados muitos ectores de clonagem naturais associados a &coli

@*lasmídeos e bacteri6#agos&

' Dis*onibilidade de t"cnicas *ara WmoerX de #orma e<*edita o D9A&

o Particularmente im*ortante *ara a t"cnica de D9A recombinante " o

conKunto de en!imas %ue se escolhe&1 9ão *odem reconhecer o *r6*rio D9A

2 9ão necessitam de A:P

' idrolisam o D9A na se%uencia %ue reconhecem

o Dois *rinci*ais ti*os de en!imas

1 ndonucleases de restrição G reconhecem e hidrolisam o D9A em

!onas es*ecí#icas, gerando um conKunto de #ragmentos de D9A

mais *e%uenos

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/-

2 D9A ligases G ligam as mol"culas de D9A, unindo?as&

1 ndonucleases de restrição

:i*o ., .., ... . e ... são geralmente maioresN são com*lementares

com endonucleases e metilases @im*edem a hidrolise do D9A do

*r6*rio

:i*o .. G não necessita de A:P e são mais *e%uenas

Alguns endonucleases criam Wstic[ endsX e outros Wblunt endsX

A*6s a #ormação destes #ragmentos o D9A do ector " hidrolisado

na mesma !ona e com o au<ilio das D9A ligases #orma?se o ector

com o gene de interesse

o Eectores

1 Plasmídeos

2 Tacteri6#agos

' Cromossomas arti#iciais bacterianos

1 Plasmídeos

Mol"culas circulares de D9A %ue se re*licam se*aradamente do resto do

cromossoma bacteriano&

Podem ser inseridas em bact"rias *or um *rocesso chamado trans#ormação Como nem todas as bact"rias #a!em o Wu*taeX do *lasmídeo inserido, este

normalmente *ossui tamb"m um gene com resistncia a um antibi6tico @ou

outra substancia necess(ria ao crescimento bacteriano em determinadas

condiç$es s6 as bact"rias com o *lasmídeo resistem a ambientes

antibi6ticos& ste gene " chamado mercador selectio&

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/)

2 Tacteri6#agos

`sados *ara mol"culas maiores de D9A&

Cerca de 1' do genoma do #ago não " essencial, *odendo ser substituído& .ntrodu!em?se no #ago ' W*edaçosX de D9A 2 essenciais e 1 W#illerX o W#illerX

@%ue se encontra entre os 2 essenciais " de*ois WignoradoX, Kuntando?se e

inserindo?se entre os 2 essenciais D9A W#oreignX *ara %ue o D9A *ossa ter

tamanho su#iciente& Com estes *edaços de D9A, os #agos são colocados em

contacto com um e<tracto bacteriano&

' Cromossomas arti#iciais bacterianos @TAC>s

Plasmídeos usados *ara clonagem de segmentos muito longos&

Possuem resistncia a antibi6ticos e um WoriX %ue mantm o *lasmídeo com 1

ou 2 c6*ias *or c"lula&

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/2

As bact"rias %ue recebem o *lasmídeo são tratadas de modo a %ue as suas

*aredes *ercam estrutura, *ermitindo o Wu*taeX da grande mol"cula de D9A

de interesse&

o PCR @*ol[merase chain reaction

2 oligonucle6tidos sint"ticos são *re*arados @*rimers&

As cadeias de D9A são se*aradas @/)ºC&

Adicionam?se os *rimers @arre#ecendo&

Adicionar um D9A *olimerase est(el a tem*eraturas eleadas @e< :a%

*olimerase %ue sinteti!a a cadeia recorrendo aos *rimers ligados Bs cadeiassim*les e recorrendo a d9:P>s do meio @)> '>&

Re*etindo os *assos consegue?se am*li#icar uma *arte da cadeia&

Com endonucleases e<trai?se o gene de interesse %ue #oi re*licado&

Re*licação de D9A

o Dogma central da biologia molecular @alguns írus *odem #ugir a este dogma

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/+

o 3ene *orção do cromossoma %ue determina ou a#ecta *ro*riedades

#enotí*icas

o 5 D9A so#re de su*er?enrolamento @su*er?coiling

o A re*licação do D9A " semi?conseratia

cada cadeia de D9A sere de molde *ara a síntese da

noa cadeia *rodu!indo duas noas mol"culas de

D9A @cada uma com uma cadeia noa e uma antiga

o sta hi*6tese #oi *ro*osta *or atson e Cric

e *roada *elos trabalhos de Meselson e Stahl

C"lulas de & Coli cresceram

em meio contendo 1)9 durante (rias geraç$es

5 D9A #oi e<traído e

centri#ugado em grandiente de densidade

As c"lulas são laadas e

*assam a crescer com 1-9

o As duas cadeias de D9A são re*licadas em simultOneoo m & Coli a re*licação do seu cromossoma circular origina uma estrutura em x

o As !onas onde começa a re*licação @origem são geralmente ricas em A:&

o 5s gar#os de re*licação originam?se sem*re no mesmo local&

o Quando se d( a se*aração das cadeias *ara %ue ocorra a re*licação as !onas

contíguas tm de se enrolar ainda mais&

o Cadeia molde lida *elo R9AN cadeia condi#icante a %ue não " lida&

o A noa cadeia de D9A " sinteti!ada de )>'> G assim a cadeia molde " lida de '>

)>&

o Como ambas as cadeias são lidas da mesma maneira a síntese " semi?descontinua uma cadeia " sinteti!ada continuamente, a outra Waos bocadosX

@#ragmentos de 5a!ai&

o 5 D9A " degradado *or nucleases @endo e e<o&

o 5 D9A " sinteti!ado *or D9A *olimerases&

:rans#erncia de um gru*o #os#orilo reacção entre o '>?5 na

e<tremidade da cadeia a ser sinteti!ada e o (tomo de #6s#oro do )> G

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/7

tri#os#ato de deso<inucle6tido a ser adicionado& <iste assim a libertação de

um *iro#os#ato inorgOnico @PPi&

A garantia de %ue 2 #os#atos são libertados e %ue o acido nucl"ico tem a

orientação *ara entrar na cadeia dee?se B constituição do centro actio do

D9A *olimerase %ue *ossui trs resíduos de As* I 2 Mg2I %ue são ca*a!es

de orientar os #os#atos&

Para al"m disso os *ares A: e C3 tm geometria semelhante e um

centro actio com um destes nucle6tidos geralmente Wacomoda?seX ao seu

*ar&

Se #or adicionado um nucle6tido errado " inibido o local onde entrariam

noos nucle6tidos& <iste, com esta inibição, a actiidade do e<onucleose

'> )>, remoendo o *ar mal em*arelhado e a *olimerase recomeça a sua

actiidade @*roo#reading ? esta Wtare#aX não *ode ser considerada como

sendo o contr(rio da *olimeri!ação, K( %ue não est( enolido o

*iro#os#ato& A actiidade de *olimeri!ação e a de *roo#reading estão

associadas a di#erentes centros actios do mesmo en!ima&

A *olimeri!ação enole a síntese inicial de um *rimer de R9A de*oisremoidoN na cadeia atrasada h( um R9A *rimer *or #ragmento de 5asai&

<istem *elo menos cinco ti*os de D9A *olimerases&

o Sistema D9A re*licase

A re*licação de D9A enole muitos en!imas e #actores *roteicos&

1 elicases se*aração das duas cadeias *ara %ue cada uma *ossa

serir de molde @com energia do A:P&

2 :o*oisomerase aliiam o stress to*ol6gico deriado do

enrolamento, %uando se se*ara a cadeia du*la&

' Primases sinteti!am os *rimers de R9A necess(rios ao início da

sínteseN em &Coli estes *rimers são remoidos *elo D9A *olimerase .&

- D9A liases ligação das mol"culas a*6s remoção dos *rimers&

o 0ases de re*licação

1 .niciação

2 longação

' :erminação

1& .niciação

Reconhecimento da origem de re*licação @!ona bem conserada rica em A:&

Ligação do D9AA @com*le<o *roteico&

Desnaturação da du*la h"lice&

Ligação do D9Ab e do D9Ac *ara manter a desnaturação&

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//

2& longação

Síntese de cadeias líder e atrasada&

.nterenção de D9A helicases, to*oisomerases e SST @*ara estabili!ação de cadeias

K( se*aradas&

Síntese do *rimer de R9A @18?28 nt *elo *rimase&

A síntese das cadeias " leada a cabo *or um dímero assim"trico de D9A

*olimerase ...&

'& :erminação

m & Coli os dois gar#os de re*aração eentualmente encontram?se num local

com 28 b* chamado :er &

5s ter serem de locais de ligação *ara a *roteína :us G o com*le<o :er G :us

*erde o *rimeiro gar#o de re*aração %ue chegar a si G im*ede %ue um gar#o

comece a re*etir de mais caso um outro se atrase @*or e<em*lo com *rocessos de

*roo# G reading& As duas mol"culas de D9A resultantes estão interligadas @catenanos&

5s catenanos são se*arados *elo to*oisomerase .E&

A re*licação em eucariotas " semelhante mas mais com*le<ao 5s cromossomas eucariotas são maiores&o A elocidade dos gar#os de re*aração " cerca de 28 < mais bai<a %ue a obserada

em & coli&o Cada cromossoma tem (rias origens de re*licação&o A terminação da re*licação enole a síntese de estruturas es*ecí#icas no #inal de

cada cromossoma G tel6meros&

Transcrição Rna

o Desem*enha as suas #unç$es em cadeias sim*les&

o Diersidade estrutural muito su*erior B do D9A&

o Arma!enamneto e transmissão de in#ormação gen"ticaN cat(lise

@ribo!imas&

o 5 *rocesso de transcrição @conersão da in#ormação contida no D9A

*ara o R9A " semelhante *ara os ' ti*os mais comuns de R9A&

Semelhanças entre transcrição e re*licação

o D( se de ) *ara '&

o 9ecessidade de um molde *ara síntese&

o Diisão dos *rocessos em ' #ases&

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188

Di#erenças entre transcrição e re*licação

o A transcrição " selectia&

o A*enas uma das cadeias de D9A sere de molde&

o 9ão necessita de um *rimer iniciador&

o 9a transcrição o *rocesso de ligação " mais com*le<o G ligação de en!imas ao

D9A G iniciação da síntese&

R9A *olimerase

9ecessita de

o Cadeia molde de D9A

o )? tri#os#atos de ribonucle6sidos @A:P, 3:P, C:P, `:P

o Mg 2I e Yn 2I

o 0unciona de maneira semelhante ao D9A *olimerase, elongando a cadeia

de R9A *ela adição sucessia na e<tremidade C' = @ com 5, sendo %ue

este #unciona como nucle6#ilo, atacando o #6s#oto do trio#os#ato

ribonucle6#ilo

o 5corre a libertação de PPi *piroosato inor,-nico.

o A cadeia molde " lida de '> )>

o A transcrição não começa com *rimers mas sim com *romotores

o 5 *rimeiro tri#os#ato ribonucle6tido não *erde um *iro#os#ato

o 0orma?se uma bolha de transcrição im*edindo a síntese de uma cadeia de

R9A com*lementar B cadeia de D9A errada @a bola tem 1+ b*

o 0orma?se um du*le< D9A?R9A com cerca de 7 b*

o Como o D9A tem #orma helicoidal a rotação normal %ue o D9A teria "

im*edida *or barreiras estruturaisN como resultado, o R9A *olimerase geraondas de su*erenrolamento *ositias B #rente da bolha de transcrição e

ondas de su*erenrolamento negatio atr(s G estes são alinhados *or

to*oisomerases

o A cadeia codi#icante acaba *or #icar com a mesma se%uncia %ue o R9A

sinteti!ado, e<ce*to no *ar :`

o 9ota *ositio G h"lice direita, negatio ? h"lice es%uerda

5 R9A *olimerase em & Coli " com*osto *or ) *rinci*ais subunidades @2__> e uma

subunidade ari(el y %ue aria em termos de tamanho&

ste en!ima não *ossui *roo# reading '>?)> leando *or isso a uma maior ta<a de errostamb"m deido ao #acto de se sinteti!arem (rias c6*ias de R9A *ara o mesmo gene&

Acontece *or e!es o *rocesso contr(rio ao *roo#reading, no entanto note?se %ue os

erros no R9A não são tão graes como so do D9A, K( %ue este 4ltimo " uma mol"cula

eterna&

A síntese de R9A começa no *romotor o *romotor " uma se%uncia no D9A ao %ual o

R9A *olimerase se liga&

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181

Reelaram?se, em & Coli, se%uncias semelhantes nas *osiç$es 18 e ') @o local onde

começa o R9A & stes locais serem *ara interacção com a desde y +8 @tamanho

o 18 @)> :A:AA: @'> 9a cadeia codi#icante e não na moldez

o ') @)> ::3ACA @'>

o A alteração destas se%uncias no *romotor com*romete a iniciação da

transcrição

o 5 início da transcrição " a #ase da transcrição mais regulada e tem duas #ases

*rinci*ais

1& Ligação

2& .niciação

1 Ligação

o 5 *olimerase, dirigido *ela sua subunidade , liga?se ao

*romotor , #orma?se um com*le<o #echado @no %ual o D9A

est( intacto e um aberto @onde o D9A est( intacto e

*arcialmente aberto, *erto da *osição ?18&

2 .niciação

o .nicia?se a transcrição dentro do com*le<o, leando a uma

alteração con#ormacional no mesmo& sta alteração " seguida

do moimento do com*le<o de transcrição, a#astando?se do

*romotor& Quando o *olimerase a entrar na #ase de

elongaçãoN a subunidade y dissocia?se&

o 9a #ase de elongação o centro actio o *olimerase encontra?se no interalo

entre as subunidades _ e _>&

o A *roteína sA liga?se ao *olimerase com*etitiamente com a subunidade &Assim %ue a transcrição acaba a 9usA desliga?se do *olimerase, ligando a

gama ? inicia?se noa transcrição ciclos gama

o A transcrição " regulada a (rios níeis

A regulação ocorre sobretudo na iniciação

1 Di#erenças nas se%uncias *romotoras

2 Ligação de *roteínas *erto ou longe do *romotor

9ota as *roteínas *odem ser actiadores @e< CRP ou re*ressores @e<

re*ressor lac

:erminação

o

5u " de*endente ou inde*endente do #actor *roteico *o P inde*endentes G lea B #ormação de uma região no R9A em hair*inN

se%uncias altamente *reseradas de ' aas na cadeia molde Kunto da

e<tremidade ? *olimerase *ara

o P de*endentes G *roteína * liga?se a uma !ona rica em Ca e en!ima de )>?'> at"

encontrar o com*le<o de transcrição, obtendo o R9A sinteti!ado

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182

R9A *olimerase em eucariotas

o 5s eucariotas tm ' R9A *olimerases @., .. e ...

o . G res*ons(el *ela síntese de um *recursor de R9A ribossomal 17),),))N27)

o ..? *rinci*al res*ons(el *ela síntese de mR9A e outros R9A es*eciali!ados

o ...? síntese de tR9A, rR9A ))N outros R9As es*eciali!ados&

Processamento de R9A

o 5s mR9As em eucariotas são modi#icados *ela adição de um resíduo de + G

metilguanosina na )> e uma cauda de *olia na '> G *reenção em relação B

acção de e<onucleases

o 9ão e<iste *rotecção em *rocariotas K( %ue a*6s a sua transcrição estes são

%uase imediatamente tradu!idos G não e<iste com*artimentação celular&

o 5s mR9As sinteti!ados contm intr$es, remoidos *or s*licing @com*le<o R9A

*roteína snR9Ps

o rR9As e tR9As são #ormados *or hidr6lise de mol"culas maiores @*elos

nucleases

o A eliminação de intr$es *rende?se com a *resença de se%uncias es*ecí#icasno seu início e no seu #im

Síntese de D9AR9A de*ende de R9A

Pelo transcri*tase reerso @*resente nalguns írus

5 transcri*tase reerso *ermite a síntese de cD9A a um molde

de R9A

Tradução e síntese proteica Codão de iniciação G A`3

Codão de #inali!ação G `AAN `A3N A3A

Características do c6digo gen"tico

1 5 c6digo " uniersal @a*esar de *e%uenos desios na mitocndria e em

organismos unicelulares

2 5 c6digo " degenerado mas não ambíguo

o Cada aa " re*resentado *or mais do %ue um codão mas cada

codão s6 codi#ica 1 aa&

i*6tese de obble

o

Quando (rios cod$es tm mesmo aa a di#erença entre eles " geralmente o ' º ribonucle6tido na *osição '

o 5 tR9A em*arelha com o mR9A atra"s de uma se%uncia de ' bases G

anticodão& A *rimeira base do codão em*arelha com a terceira base do anti codão&

o Se #ossem seguidas as regras de em*arelhamento de atson e cricZ deeria e<istir

um tR9A *ara cada codão G não " o casoz

o 5s anticod$es de alguns tR9as contm o nucle6tido inosinato @coma base

hi*o<antina

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18'

o ste inosinato tem a ca*acidade de #ormar ligação com A, ` e 3, se bem %ue estas

ligaç$es seKam mais #racas %ue as *reistas *or atson e Cric&

o Assim, a *rimeira base de um anti?codão #orma uma ligação baloiçante @obble

coma terceira base do codão

o i*6tese de obble

1 As duas *rimeiras bases do codão #ormam em*arelhamentos #ortes atson?Cric

2 A *rimeira *osição do anti?codão determina o n4mero de cod$es reconhecidos

*elo tR9A& Se aa da *rimeira *osição se encontar

a CNA G em*arelhamento es*ecí#ico, s6 um codão reconhecido

b `N 3 G em*arelhamento menos es*ecí#ico e dois cod$es *odem ser

reconhecidos

c . G *odem ser reconhecidos ' cod$es

' Quando um aa " es*eci#icado *or di#erentes cod$es, os cod$es %ue di#erem em

%ual%uer das 2 *rimeiras bases re%uerem di#erentes tR9As

- `m mínimo de '1 tR9As são necess(rios *ara reconhecer os 21 cod$es @'1 *ara

aas mais um *ara iniciar

9ota como o terceiro codão est( ligado leemente B corres*ondente base do

anticodão a ta<a de síntese *roteica " maior K( %ue h( uma r(*ida dissociação

do tR9A

Síntese Proteica ) *assos

1 Actiação de aas

2 .niciação

' longação

- :ranscrição e reciclagem ribossomal

) 0olding e *rocessamento *6s?traducional

1 Actiação de aas

a 5 gru*o carbo<ilo dos aas tem de ser actiado *ara #acilitar a #ormação de

ligação *e*tídica

b :em de ser criada uma ligação entre cada noo aa e a in#ormação %ue o

codi#ica ao níel do mR9A

o Ambos os re%uisitos são conseguidos ligando o aa a um tR9A no

*rimeiro *asso da síntese *roteica @no citosol G cada aa encontra?se

ligado coalentemente a um tR9A es*ecí#ico B custa de A:P, e usando

en!imas de*endentes de Mg 2I @aminoacil G tR9A sintetases

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18-

o Quando os tR9As se encontram ligados ao =seu> aa estes di!em?se

carregados

2 .niciação

o 5 R9A mensageiro liga?se B subunidade ribossomal mais *e%uena e aoaminoacil G tR9A iniciador& Liga?se de*ois B subunidade maior *ara a

#ormação do com*le<o de iniciação G o aminoacil G tR9A em*arelha

com o codão A`3&

o ste *rocesso necessita de A:P e " *romoido *or *roteínas citos6licas

chamadas #actores de iniciação @.0

' longação

o 5 *"*tido ai sendo #ormado *ela ligação coalente entre os (rios aas,

cada um dos %uais leado at" ao ribossoma correctamente *osicionado

graças ao seu tR9A %ue em*arelha com o codão certo de mR9A&

o A elongação necessita de outras *roteínas citos6licas @#actores de

elongação

o A ligação de cada aminoacil tR9A e o moimento do ribossoma são

*rocessos #acilitados *ela hidr6lise do A:P

- :erminação e reciclagem ribossomal

o A terminação da síntese " identi#icada *elos cod$es de terminação no

mR9A G o *"*tido solta?se do ribossoma @#actores de libertação e o

ribossoma " reciclado *ara outra síntese


o Antes ou de*ois do #olding, o *"*tido *ode so#rer *rocessamento

en!im(tico, incluindo a remoção de 1 ou mais aas @geralmente do terminal

amina N adição de gru*os #uncionaisN cliagem *roteolíticaN ligação a

oligossac(ridos ou gru*os *rost"ticos

Ribossoma Cont"m cerca de 2)H de R9A e ')H de *roteínas

m & Coli? 2 subunidades @'8s I )8s

Combinadas +8S

o Ambas as subunidades contm de!enas de *roteínas ribossomais mais

uma grande mol"cula de rR9A

o 9a subunidade de )8 S @maior os R9As )) e 2'S #ormam o core

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18)

o 9ão e<istem *roteínas na *ro<imidade @17A do c& a& @centro actio;

com*roa a actiidade catalítica do ribossoma

o As duas subunidades irregulares encai!am, #ormando um t4nel *or onde o

mR9A *assa a%uando da moimentação do ribossoma

o 5 ribossoma bacteriana cont"m )8 S I '8 S

o J( o ribossoma eucarionte )8S 28S I -8S

t RN A Relatiamente *e%uenos

`ma cadeia de R9A num #olding 'D @+' G /' nucle6tidos

7 ou mais bases ou aç4cares são modi#icadas @e<& metilação

A maior *arte *ossui um guanilato @*3 na e<tremidade )> e tem a se%uncia CCA na

e<tremidade '>&

strutura em treo de - #olhas G deido Bs ligaç$es de 5s mais longos *ossuem um )º braço

2 das bases tm *a*el crucial na #unção ada*tadora braça do aa @lea um aa

esteri#icado *elo gru*o carbo<ilo no 2> ou '> do tR9A bastante a#astados

Traço do anticodão antes o anticodão @+ nucle6tidos desem*arelhados

? Traço D G cont"m nucle6tido *ouco comum dihidrouridina

? Traço : C ? cont"m ribotimidina @: *seudouridina @ N com residuidade&

9ota braços d e t&& G im*ortantes *ara a estrutura 'D do tR9A

)) rR9A I

2'S rR9A I

'2

*roteínas

12S

rR9AI 21

)S I 27S I ),7 S I

a*ro<imadamente

-/ roteínas

17S I

a*ro<imadamente

'' roteínas

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182

1 Actiação dos aas 9o citosol o aminoacil? tR9A sintetase esteri#ica um dos 28 aas aos seus tR9A

corres*ondente @cada en!ima a*resenta es*eci#icidade& sta es*eci#icidade

*rende?se com as di#erentes estruturas de cada tR9A& 5s (rios

aminoacil&tR9As sintetases são diididos em 2 classes @. e .. ? . @uma

subunidade e .. @ mais do %ue uma unidade @normal, dim"rica

A ligação do aa ao tR9A ocorre em 2 *assos do en!ima

a& `m intermedi(rio ligado ao en!ima aminoacil adenilato @aminoacil

anP " #ormado&

b& 5 gru*o aminoacil " trans#erido do aminoacil anP *ara o tR9A

corres*ondente 5 resultado " uma ligação "ster entre o aa e o tR9A& 5 *iro#os#ato #ormado "

hidrolisado garantindo o #ornecimento de energia&

Como não ocorre eri#icação se o aa est( ligado ao tR9A certo no ribossoma,

este *rocedimento tem de ser #eito nesta #ase, ocorrendo *roo#reading *or

*arte do aminoacil?tR9A sintetase&& Assim, o en!ima tem ' *ontos de controlo

a& ligação do aa ao en!ima e síntese do aminoacil GanP

b& 2º centro actio do en!ima G o substrato acessíel " hidrolisado

c& hidr6lise do aminoacil G tR9A incorrecto

.nteracção entre o aminoacil?tR9A sintetase e o tR9A um segundo c6digo gen"tico&

o `m en!ima tem de ser es*ecí#ico não s6 *ara 1 aa mas tamb"m *ara um certo

tR9A

o A interacção entre o R9A e o tR9A " considerada um 2º c6digo gen"tico

o Alguns nucle6tidos ariam @na mesma *osição de tR9A *ara tR9A G

concentrados no braço do aa e no braço do do anticodão, entre outras !onas&

o Por e<em*lo, no caso do tR9A este " reconhecido *elo aminoacil? tR9A

sintetase es*ecí#ico deido unicamente a um em*arelhamento 3`

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18+

2 .niciação da síntese

Começam no terminal amina G ão sendo adicionados resíduos

sucessiamente ao terminal carbo<ilo

Assim, o o codão de iniciação A`3 es*eci#ica um resíduo de metionina no

terminal amina @caso esta metionina não seKa hidrolisada, *6s

traducionalmente

mbora a metionina s6 tenha um codão @A`3 todos os organismos tm 2

tR9As *or metionina @1 *ara %uando A`3 " o codão de iniciação e outro

%uando a metionina tem *osição no meio da cadeia

m bact"rias os dois ti*os de tR9A *ara a metionina são designadas *or tR9A

0net @*ara iniciação e tR9A met

5 aa incor*orado no tR9A 0met " o 9? #ormilmetionina

A #ormação deste com*le<o sere os seguintes *assos

a Metionina " ligada ao tR9A 0met *elo Met G tR9A sintetase

b `m trans#ormilase trans#ere um gru*o #ormil do 918 G

#ormiltetrahidro#olato *ara o terminal amina da metionina 5 trans#ormilase " mais es*ecci#ico %ue o metionina tR9A

sintetase G " es*eci#ico *ara metioni!ação ligadas ao tR9A

0met

A adição do gru*o #ormil *ermite a entrada da 0met no meio

da cadeia

Para al"m disso, s6 o 0met G tR9A 0 met " %ue tem a

ca*acidade *ara se ligar a um local no ribossoma es*ecí#ico

*ara a iniciaçãoda sintese

m eucariotas não e<iste 0met, mas continua a haer um tR9Aes*eciali!ado *ara o meio da cadeia

lementos necess(rios B iniciação

o Subunidade ribossomal '8S

o mR9A

o 0met G tR9A 0met

o 0actores de iniciação @.0 1 , .0 G 2 , .0 G '

o 3:P

o Subunidade ribossomal )8S

o Mg 2I

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187

0ormação do com*le<o de iniciação

o 1º ? subunidade '8S liga?se a .# G 1 e .# G ' *reine a combinação

*rematura de '8S com )8S&

o 5 )> @A`3 " guiado at" B sua *osição correcta *ela se%uncia de

Shine?Dalgarmo do mR9A G esta se%uncia em*arelha com o r'/A

*erto de '> da 12S do '8 S& esta interacção *osiciona a )> @A`3 no

sítio certo do '8S @esta )>@A`3 " distinguida das outras A`3 *ela sua

*ro<imidade B se%uncia )D

5s ribossomas bacterianos tm ' locais *ara ligar o tR9A

o A @aminoacil

o P @*e*tidil

o @e<it

A e P ligam a aminoacil G tR9As G liga?se a tR9As descarregados

5s sítios A, P e são criados *ela combinação de '8 S com )8 S

5 )> @A`3 " *osicionado na *osição P @4nico sítio onde se consegue ligar o 0 met tR9A

0 met, sendo este o 4nico aminoacil R9A %ue se liga *rimeiro ao sítio P & sses outros

ligam?se *rimeiro ao A& 5 .0 1 im*ede a ligação do 0 met tR9A 0 met no local A

2º o com*le<o com '8S I .# ' mR9A " unido *elo .0 2 ligado a A:P e *elo 0met G tR9A

0met G em*arelhanmento do anticodão com o codão&

'º este com*le<o liga?se com )8S ao memso tem*o %ue o A:P " libertado do .0 2 e "hidrolisado em ADPI Pi , e todos os ' .0s saiam agora do com*le<o

st( assim #ormado o com*le<o de iniciação a ligação correcta do 0met tR9A 0 met ao

local P no com*le<o ribossomal +8S " assegurada

1 Pela interacção codão? anticodão com o A`3 no sítio * do mR9A

2 .nteracção entre se%uncia de Shine? Dalgarmo no mR9A e o R9A 12S

' .nteracção entre o local P e o 0 met G tR9A 0 met

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18/

A tradução em eucariotas tem algumas di#erenças, sendo %ue a maior *arte delas est(

na iniciação, onde e<istem *elo menos / .0sN *ode dar?se aligação entre as )> e a '> do

mR9A *elas PAT @*ol[ Ga binding *roteínasN e<istem #actores de iniciação @e.0-A com

#unção de elocidade destruindo a estrutura secund(ria do mR9A @o %ue não ocorre

em *rocariotas, as traduç$es seguidas de transcriç$es G não h( com*artimentação

celular&

' longação

9ecessita de

o 5 com*le<o de iniciação descrito acima&

o Aminoacil?tR9A>s&

o `m conKunto de ' #actores de elongação @0?:u, 0?:s, 0?3&

o 3:P&

A elongação tem trs *assos

1 Ligação do aminoacil?tR9A

o 5 aminoacil?tR9A liga?se a um com*le<o 0?:u ligado ao 3:P G aminoacil?

tR9A?0?:u?3:P G %ue se liga ao sítio A 3:P " hidrolisado e o com*le<o 0?

:u?3DP " libertado& A sua regeneração enole o #actor 0?:s&

2 0ormação da ligação *e*tídica

o :rans#erncia do 9?0ormilmetionil do tR9A *ara o gru*o amina do segundo

amino(cido, agora no local A& @o gru*o ?amina actua como nucle6#ilo *ara

#ormar a ligação #orma?se um di*e*tidil?tR9A no sítio A @o tR9A #ica

descarregado os tR9A>s mudam?se *ara uma *osição híbridaN esta reacção

" catalisada *ela subunidade 2'S do ribossoma&

' :ranslocação

o Moimentação do ribossoma num codão em direcção a '>?mR9A o tR9A

di*e*tidil #ica no sítio PN o tR9A descarregado *assa *ara , onde " libertado

*ara o citosol&

o 5 moimento do ribossoma ao longo do mR9A necessita de 0?3 @mais

conhecido como translocase e a energia " dada *or outra mol"cula de 3:P&

o A ligação "ster entre o tR9A e o gru*o carbo<ilo do amino(cido actia o

carbo<ilo *ara o ata%ue nucleo#ílico&

longação em eucariotaso ' #actores de elongação citos6licos @e01 G 0?:uN e01_ ? 0?:sN e02 G 0?

3

o 9ão *ossui sítio G o tR9A são directamente do sítio P&

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118

Proo#reading no ribossoma

Dissociação de aminoacil?tR9A>s incorrectos&

3rande *arte de energia gasta na síntese dee?se B garantia da #idelidade do

*rocesso&

o 9ote?se %ue a energia #ornecida " menor B necess(ria *ara a #ormação

da ligação *e*tídica&

- :erminação

Sinali!ada *eça *resença de um dos trs cod$es sto* @ÀAN À3N `3A

m bact"rias %uando um codão de terminação ocu*a o local A, trs #actores de

terminação#actores de libertação G R0?1, R0?2, R0?', contribuem *ara

o idr6lise da ligação terminal *e*tidil?tR9AN

o Libertação da *roteína lire e do tR9A agora descarregado do sítio PN

o Dissociação do ribossoma +8S em '8S e em )8S @#eita *roaelmente*elo R0?

' R0?1 reconhece À3 e ÀA

R0?2 reconhece `3A e ÀA

stes ligam?se ao codão sto* e indu!em o *e*tidiltrans#erase a

trans#erir o *"*tido *ara uma mol"cula de 25 em e! de *ara outro

amino(cido&

5s R0>s tm domínios %ue WimitamX a estrutura do tR9A&

m eucariotas um 4nico R0 reconhece os trs cod$es sto*&

o Polissomas G Agregados de 18 a 188 ribossomas ligados B mesma mol"cula de

mR9A&

Síntese simultOnea de (rias cadeias *oli*e*tídicas a *artir do mesmo

mR9A&


Modi#icação do terminal 9 e C&

o 5 gru*o #ornilo e o resíduo de metionina são remoidos&

o Acetilação do gru*o amina em 9 @eucariotas

Perda da se%uncia de sinal&

o Se%uncia %ue se encontra no início do *"*tido *ara %ue este chegue B sua

locali!ação celular remoida *or *e*tidades& Adição de gru*os *rost"ticos&

0ormação de ligaç$es *ersul#ureto @*rotecção contra a desnaturação G *rinci*almente

*or *roteínas e<tracelulares&

0os#orilação en!im(tica de AA @ocorre nos 5 :hr, :[r, Ser&

Carbo<ilação de 3lu @comum na *rotrombina usa Ca2I&

Metilação de L[s e 3lu&

Ligação de resíduos osídicos&

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111

Adição de gru*os iso*renilo @crítica *ara a inserção da *roteína na membrana G ocorre

com S da L[s&

.nibição da síntese *roteica

Puromicinao strutura semelhante B e<tremidade '> do tR9A inibindo?o de se ligar

ao sítio A *rodu!?se *e*tidil?*uromicina&

o A translocação do ribossoma " blo%ueada&

:etraciclina

o .m*ede o local A&

Cloran#enicol

o .m*ede a trans#erncia do *e*tidilo

o 9ão a#ecta a síntese citos6lica em eucariotas&

Ciclohe<imida

o Tlo%ueia a actiidade de *e*tidiltrans#erases @s6 em eucariotas&

stre*tomicina

o Tai<a concentração G indu! erros na leitura do c6digo gen"tico&

o Alta concentração G inibe a iniciação&

:o<ina di#t"rica

o .nibe e02&

Ricina

o .nactia a subunidade 28S em eucariotas&

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112

Metabolismoo 5bKectios

5bter energia %uímica

Conerter mol"culas dos nutrientes em mol"culas características das

c"lulas

Polimeri!ar os *ercursores monom"ricos Sinteti!ar e degradar biomol"culas necess(rias *ara #unç$es celulares

es*eciali!adas

o 9o metabolismo, a WescolhaX de (rios *assos numa ia sere *ara *or

e<em*lo, o<idar a glucose *rende?se com o #acto de %ue no 1º *rocesso

e<istem (rias *e%uenas actN se a reacção #osse reali!ada como um todo

e<istiria uma grande act 4nica

o Eias metab6licas s"rie de reacç$es consecutias, catalisadas

en!imaticamente e reguladas de #orma articulada

um *ercursos A " conertido num *roduto #inal 0 atra"s de

uma s"rie de intermedi(rios T, C, D, @metabolitos

o A organi!ação dos en!imas nas ias metab6licas " #eita de modo a %ue se*ossa se*arar de alguma #orma reacçoes de anabolismo e catabolismo

@tambem com o au<ilio, em eucariontes, de com*artimentação celular& Para

alem disso costuma e<istir um com*le<o de en!imas& 9este costume e<istir

chaneling do *roduto, *ara um segundo en!ima, onde P1S2

o :i*os de ias metab6licas

Catabolismo conergente

Anabolismo diergente

Ciclo an#ib6lico

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11'

o Características das ias metab6licas

1 .rreersíeis2 Cada uma tem um *asso irreersíel

' As ias anab6licas e catab6licas tm de diergir *elo menos em um *asso

@a actiação de uma ia " acom*anhada, regra geral, *ela inibição

recí*roca de outra

- :odas as ias são reguladas @#eedbac I e ?

) As ias metab6licas nas c"lulas eucariotas ocorrem em locali!aç$es sub?

celulares da c"lula

2 9os organismos multicelulares, a com*artimentação metab6lica " ainda

reali!ada ao níel dos tecidos e 6rgãos

o Tioenerg"tica e termodinOmica @condiç$es *adrão

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11-

o s*ontaneidade de uma reacção

o 5corre soma dos p38> %uando se aco*olam reacç$es

Glicliseo A %uebra da he<ocarbonada glucose em duas mol"culas tricarbonadas de *iruato

o 5corre em de! *assos, diididos em duas #ases enderg6nica @gasto de A:P e

e<erg6nica @#ormação de A:P e 9AD

1 0os#orilação da glucose

A glucose " actiada com a sua #os#orilação em C2

5 A:P dona o #os#ato #orma?se glucose 2?#os#ato Reacção irreersíel, catalisada *elo he<ocinase

:amb"m *recisa de Mg2I o WerdadeiroX substrato do he<ocinase " o

MgA:P2I e não o A:P-?

5 Mg2I tira carga negatia ao #os#ato este #ica mais susce*tíel a ata%ue

nucleo#ílico do 5 da glucose

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11)

5 he<ocinase so#re encai<e indu!ido %uando se liga B glucose 2 domínios

do en!ima a*ro<imam?se a*ro<ima o A:P da glucose I *rotege o

microambiente en!im(tico de 25 %ue *oderia hidrolisar as ligaç$es

#os#oanidrido do A:P

2 Conersão a 2?#os#ato de #rutose

5 en!ima #os#ohe<ose isomerase catalisa a isomeri!ação reersíel da

glucose?2?P a #rutose?2?P

5 arranKo do carbonilo no C1 e do hidro<ilo no C2 " necess(rio nos dois

*r6<imos *assos

Como ambas as #ormas são *arecidas p38>f 8 reacção reersíel

.someri!a?se uma aldose a cetose

' 0os#orilação a 1,2?bisP?#rutose

A #os#o#rutose cinase @P0Z?1 catalisa a trans#erncia de um #os#orilo do

A:P *ara a #rutose?2?P

Reacção essencialirreersíel

1,2?bisP?#rutase s6 tem como WdestinoX a gluc6lise @ao contr(rio da

glucose?2?P I #rutose?2?P

5 P0Z1 " um dos en!imas de regulação mais com*le<os actiação em

A:P] bai<a&

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- idr6lise do 1,2?bisP?#rutose

5 en!ima #rutose 1,2?bis#os#ato aldolase @aldolase catalisa a condensação ald6lica

reersíel

A #rutose 1,2?bisP?#rutose " cliada em 2 trioses #os#atadas @gliceraldeido '?#os#ato

e #os#ato de dihidro<iacetona

Como e<iste *ouco *roduto e este " *ouco consumido e<iste uma certa tendncia

*ara a irreersibilidade

) .nterconersão de trioses

5 #os#ato de dihidro<iacetona " r(*ida e reersielmente conertido a

gliceraldeido '?P *elo %uinto en!ima da ia glicolítica G triose #os#ato isomerase

0inal da #ase *re*arat6ria da 3lic6lise

2 5<idação a 1,'?bisP?glicerato

5<idação do '?P?gliceraldeído a 1,'?bisP?glicerato catalisada *elo '?P?gliceraldeído

desidrogenase

A o<idação do aldeído #orma um (cido carbo<ílico anidrido com alto *otencial

energ"tico na sua hidr6lise

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11+

+ :rans#erncia de gru*o #os#orilo

ste gru*o #os#orilo " trans#erido *ara o ADP

Catalisada *elo #os#oglicerato cinase

:rans#erncia de um #os#orilo altamente energ"tico desde o gru*o carbo<ilo *ara o

ADP ? A:P I '?P?glicerato

7 Conersão a 2?P?glicerato

5 en!ima #os#oglicerato mutase catalisa a mudança reersíel do gru*o #os#orilo de

C?2 *ara C?' no glicerato

Mg2I " essencial

A reacção ocorreu em dois *assos

o `m gru*o #os#orilo ligado a uma is do mutase " trans#erida *ara o 5 do

glicerato ? 2,'?bis#os#atoglicerato

o 5 #os#orilo do C?' " trans#erido *ara o mesmo resíduo de is

/ Desidratação a #os#oenol*irulato

5 enolase *romoe a remoção reersíel de um 25 do 2?P?glicerato, #ormando?se#os#oenol*irulato

A *erda de 25 lea B redistribuição de energia no substrato, aumentando

signi#icatiamente a energia %ue resultar( da hidr6lise do gru*o #os#orilo&

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18 :rans#erncia de gru*o #os#orilo

5 #os#orilo *assa *ara o ADP, catalisada *elo *irulato cinase, %ue necessita de Z I e

Mg2I ou Mn2I

0orma?se *irulato na sua #orma en6lica e " de*ois ra*idamente tautomeri!ada

*ara a sua #orma ceto

Com ariação de energia lire muito negatias 3>8?'1,-ZK&mol?1

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Reacção global glucose I 2ADP I 2A9DI I 2Pi ? 2*irulato I 29AD I 2I I 2A:P I

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3>8?7)ZK&mol?1 @muita energia ainda contida no *irulato

5 *irulato ou sere *ara

o 0ermentação alc6olica @etanol I C52

o Aerobiose @C52 I 25

o Anaerobiose @lactato ? #ermentação l(ctea ? regeneração 9ADI

.m*ortOncia da #os#orilação

o :odos os intermedi(rios glicolíticos são #os#orilados

1 9ão h( trans*ortadores *ara deriadas #os#orilados das oses? a

c"lula não gasta energia na manutenção dos intermedi(rios no seu

interior

2 5s gru*os #os#orilo são com*onentes essenciais da conseraçãoen!im(tica de energia metab6lica ? a #unção de intermedi(rios

#os#orilados de eleado conte4do energ"tico @1,'?bisP?glicerato e

PP " essencial *ara síntese de A:P

' A energia de ligação dos gru*os P ao centro actio das en!imas

bai<a a energia de actiação e aumenta a es*eci#icidade?

com*le<as Mg2I desem*enham *a*el im*ortante&

m anaerobiose gasta?se muito mais glucose *ara obter a mesma energia G e#eito

de Pasteur&

ito

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