Proteínas
Proteína como um polímero: versatilidade
Funções diversas
Evolução
Diferentes formas (estruturas) è função
Dogma Central da Biologia
DNA è RNA è Proteína
Dogma Central da Biologia Estrutural
Sequência de aminoácidos è estrutura è função
Importância da água na forma das proteínas
•
Propriedades da água
– Alto ponto de fusão, ponto de condensão, calor de vaporização,
tensão superficial
– Pontes H (4 pontes por água)
Algumas propriedades da água
-Íons são sempre hidratados em água e carregam uma “camada
de hidratação”
-águas formam pontes de H com solutos polares
-Interações hidrofóbicas – o “segredo da vida”
Interações hidrofóbicas
-Soluto não-polar “organiza” a água
-A rede de pontes de H se reorganiza para acomodar o soluto não
polar
- Aumento da ordem da água
- Aumento ou diminuição da entropia?
Moléculas anfifílica (ou amfipáticas)
-moléculas que contêm ambos os grupos polar e apolar (são
atraídas por
-um bom exemplo: lipídios
pH = -log10 [H+]
(Sørensen )
se
ácido fraco: HA è H+ + A-
[H+] = 1 x 10 -7 M, então pH = 7
Ka = [H+] [A-]
[HA]
pH = pKa + log10 [A- ] / [HA]
(Eq. Hendersson-Hasselbalch)
Aminoácidos
-“Tijolos” das proteínas
- Sequência não ramificada que formam estruturas 3D è função
20 aminoácidos mais
comuns
Não polares
Não polares
Polares, não carregados
Ácidos
Básicos
Polares não carregados
Ácidos (carregados)
Básicos (carregados)
pKa
Arginine, Arg, R: pKa(guanidino group) = 12.5
Aspartic Acid, Asp, D: pKa = 3.9
Cysteine, Cys, C: pKa = 8.3
Glutamic Acid, Glu, E: pKa = 4.3
Histidine, His, H: pKa = 6.0
Lysine, Lys, K: pKa = 10.5
Serine, Ser, S: pKa = 13
Threonine, Thr, T: pKa = 13
Tyrosine, Tyr, Y: pKa = 10.1
Estereoquímica de aminoácidos
- Todos os aminoácidos com exceção da Glicina são quirais
- L-aminoácidos são predominantes na natureza
- nomenclatura D,L são baseados no D- e L- do gliceroaldeído
enantiômeros
[α ]D
25
=
rotação observada (graus)
Caminho ótico (dm) × concentração (g/ml)
Atividade ótica
- destrorotatória
- levorotatória
Propriedades espectroscópicas
-Todos os aminoácidos absorvem na região do infravermelho
-Somente F, Y e W absorvem no UV
-Absorbância em 280 nm é um meio de diagnóstico de aminoácidos
-Cada aminoácido tem um espectros espectros de RMN característico; e
RMN de alta resolução pode ser utilizada para elucidar a estrutura 3D de
proteínas
As Proteínas
As proteínas observadas na natureza evoluíram pela pressão selectiva
para efetuar funções específicas.
As propriedades funcionais das proteínas dependem da sua estrutura
tridimensional.
A estrutura tridimensional surge porque seqüências de aminoácidos
em cadeias polipeptídicas se enovelam a partir de uma cadeia linear em
domínios compactos com estruturas tridimensionais específicas.
Estes domínios servem como módulos para a construção de grande
agregados como partículas virais ou fibras musculares, podem formar
sítios catalíticos ou de interação encontrados em enzimas e também
proteínas que carregam oxigênio ou que regulam a função do DNA.
Sequência com 100 aminoácidos (PARA PRÓXIMA AULA):
- Quantas sequências diferentes é possível construir com 20 aminoácidos?
-Assumindo que cada aminoácido pode assumir apenas 3 conformações
distintas, quantas conformações diferentes pode ter essa sequência?
-Assumindo que o tempo de transição conformacional leva 1 picosegundo,
quanto tempo leva para que todos os estados conformacionais sejam
visitados?
-Qualquer sequência teria uma tridimensional estável?