UNIDADE 03
METABOLISMO DE PROTEÍNA
Disciplina de Biociências I
DB-110
Área de Bioquímica
Profa. Cínthia P. M. Tabchoury
O QUE É QUE VOCÊS SE
LEMBRAM DE PROTEÍNA??
Biossíntese de Proteínas
I – Introdução:
70
proteínas ribossômicas, 20 ou + enzimas
ativadoras de aa, + 12 enzimas auxiliares, fatores
de iniciação, alongação e terminação, + 40 tRNA =
cerca de 300 moléculas envolvidas.
II – Síntese Proteica:
a) descoberta;
b) Características;
c) Ativação dos aa;
d) Iniciação;
e) Alongamento;
f) Terminação;
g) Enrolamento e Processamento.
Introdução
 As proteínas devem ser sintetizadas em resposta
às necessidades da célula, transportadas e
degradadas quando a necessidade cessar;
 A síntese das proteínas é o mais complexo dos
mecanismos biossintetizantes;
 Pode ser responsável pelo gasto de até 90% da
energia química usada por 1 célula para todas as
reações biossintetizantes;
 Apesar da complexidade, as proteínas são
sintetizadas em velocidades extrema/e altas.
Ex: cadeia polipeptídica com 100 resíduos de aa – 5 segundos
Sítio da síntese protéica é o ribossomo
citosol
Lúmen do RE
ribossomo
Ribossomo: são compostos de rRNA e proteínas.
Possuem 2 subunidades que se encaixam de modo que uma
fenda é formada entre elas por onde passa o mRNA
durante o processo de síntese protéica.
aminoácido
Sítio de
ligação
do aa
adaptador
Trinca de nucleotídeos
codificando para uma aa
Os aa estão ativados: são ligados ao tRNA,
formando os aminoacil-tRNAs.
 Códon de iniciação, AUG, sinaliza o início das cadeias
polipeptídicas.
 3 trincas nucleotídicas, UAA, UAG, UGA, não codificam
qualquer aminoácido e sinalizam o fim da síntese da cadeia
polipeptídica.
segunda letra do códon
Primeira letra
do códon
(extremidade 5’)
 O código genético é degenerado, significando que
um certo aminoácido pode ser especificado por mais
de um códon;
 Degenerado não significa imperfeito;
 O código genético não é ambíguo, pois nenhum
códon especifica mais de um aa;
 Quando um aa possui códons múltiplos, a
diferença entre os códons está, geralmente, na 3a
base.
Ex: alanina é codificado pelas trincas GCU, GCC,
GCA e GCG
 tRNA funciona como um adaptador, reconhece uma
seqüência nucleotídica curta no mRNA.
 Uma trinca nucleotídica específica no tRNA interage com
uma trinca códon específica no mRNA através de pontes de
H de bases complementares.
 Os 2 RNAs são pareados antiparalelamente, a
primeira base do códon (ler na direção 5’3’) pareando
com a terceira base do anticódon.
A síntese proteica é composta por 5 etapas: ativação
dos aa, iniciação, alongamento, terminação/liberação e
enrolamento/processamento.
 Os tRNAs são relativamente pequenos e consistem de
1 fita simples de RNA enrolada;
 Há pelo menos 1 espécie de tRNA para cada aa;
 Todos tRNAs possuem a seqüência
extremidade 3’ onde se liga ao aminoácido.
CCA
na
 Há ativação do aminoácido para formação da ligação
peptídica e a ligação do aa a um tRNA adaptador que
direciona sua colocação.
aminoácido
Classe I
aminoacil-tRNA
sintetases
Classe II
aminoacil-tRNA
sintetases
 A identidade do aminoácido ligado ao tRNA
não é checada no ribossomo;
 A ligação do aminoácido correto é essencial
para a fidelidade da síntese de proteínas;
A
enzima
aminoacil-tRNA
discrimina e liga-se ao seu
específico;
sintetase
aminoácido
 Esta enzima ainda possui uma função de
revisão, onde os aminoácidos são checados em
um segundo centro ativo e os incorretos são
hidrolisados.
INICIAÇÃO –ESTÁGIO 2
 Um aminoácido específico inicia a
síntese protéica.
 A síntese das proteínas começa na
extremidade aminoterminal e são
alongadas pela adição seqüencial de
resíduos de aa até a extremidade
carboxilaterminal.
 O complexo de iniciação se forma em
3 etapas com o gasto da hidrólise de
GTP a GDP e Pi.
Subunidade
30S
Códon de
iniciação
Subunidade
50S
 P designa o sítio peptidil.
 A designa o sítio aminoacil.
Subunidade
50S
próximo
códon
ALONGAMENTO – ESTÁGIO 3
 Ligações
peptídicas
formadas nesta etapa;
Complexo de
iniciação (70S)
são
próximo códon
próximo
aminoaciltRNA
 complexo de iniciação;
 próximo
aminoacil-tRNA
especificado
pelo
códon
seguinte no mRNA;
 fatores de alongamento;
 o 2º aminoacil se liga no sítio
A, o que é acompanhado pela
hidrólise de GTP a GDP e Pi.
Ligação
do
próximo
aminoaciltRNA
ALONGAMENTO
fMet-tRNAfMet
AminoaciltRNA2
 Formação da ligação peptídica;
 Peptidil transferase: ribozima;
 dipeptidil-tRNA no sítio A e o
tRNA(met) descarregado ligado
ao sítio P.
Formação da
ligação peptídica
tRNAfMet
deacilado
Dipeptidil
tRNA2
ALONGAMENTO
tRNAfMet
deacilado
 Translocação: ribossomo movese 1 códon na direção da
extremidade 3’;
Dipeptidil
tRNA2
 O 3º códon do mRNA agora
está no sítio A e o 2º códon no
sítio P;
 Movimento do ribossomo ao
longo do mRNA requer a energia
fornecida pela hidrólise de outra
molécula de GTP.
Translocação
próximo
aminoacil-tRNA
 Cadeia polipeptídica sempre
permanece ligada ao tRNA do
último aa que foi inserido;
Direção do movimento
do ribossomo
TERMINAÇÃO – ESTÁGIO 4
 Término
polipeptídio
especial;
Fator de
liberação se
liga
da
síntese
do
requer um sinal
 sinalizada por um dos 3 códons
de terminação no mRNA;
 fatores
de
terminação;
liberação
União
polipeptidiltRNA
hidrolisada
ou
 hidrólise da ligação peptidiltRNA terminal;
 liberação do polipeptídio livre e
do último tRNA;
 dissociação do ribossomo 70S
nas 2 subunidades.
Dissociação dos
componentes
Subunidades ribossomais
que chegam
POLISSOMOS
 Agregados de 10 a 100
ribossomos;
 vários ribossomos podem
traduzir um único mRNA,
permitindo um uso altamente
eficiente do mesmo.
Cadeia polipeptídica
em crescimento
Direção
da
tradução
Nas bactérias, há um acoplamento muito estreito entre a
transcrição e a tradução; inicia-se a tradução antes que a
transcrição se complete.
Enrolamento e Processamento
 Modificações
nos
carboxilaterminal;
grupos
amino
 Perda da seqüência sinalizadora;
 Modificações de aminoácidos individuais;
 Ligação de cadeias laterais de carboidratos;
 Adição de grupo isoprenil;
 Adição de grupos prostéticos;
 Formação das ligações cruzadas de dissulfeto.
e
 Síntese proteica é uma
função central na
fisiologia celular e o alvo
primário de antibióticos e
toxinas.
Sítio P
peptidil-tRNA
Sítio P
puromicina
A puromicina inibe a
translocação através da
formação da
peptidilpuromicina.
Peptidil
transferase
 A tetraciclina bloqueia o sítio A.
 A cicloheximida é uma
toxina que bloqueia a
transferência do peptídio
dos ribossomos 80S
(ribossomos eucarióticos)
mas não do 70S
(ribossomos bacterianos).
 O cloranfenicol bloqueia a transferência
do peptídio.
 A estreptomicina em baixas
concentrações leva a erro de leitura e em
altas concentrações inibe a iniciação da
síntese protéica.
http://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/animations/animations.htm