TRANSIÇÃO DE PROTEÍNAS

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1 TRANSIÇÃO DE PROTEÍNAS GÉIS, ESTABILIDADE E TERMODINÂMICA

2 2 TÓPICOS ABORDADOS Entalpia e outros potenciais termodinâmicos; Géis: o que são e semelhanças com o citoplasma; Transição e estabilidade de proteínas.

3 3 O QUE SÃO GÉIS Géis podem ser entendidos como materiais sólidos, macios e que consistem de dois ou mais componentes: líquido, normalmente água; sólido, normalmente polímeros com ligações cruzadas; Quantidade de cruzamentos dos polímeros está relacionada com o grau de retenção de líquido na rede; Formação de rede hidrofílica que adsorvem moléculas de água em camadas; Gelatina consiste de uma rede de ligações cruzadas de colágeno que retém água correspondendo a cerca de 95% do seu volume.

4 4 SEMELHANÇAS COM CÉLULAS Estruturação da água: água aderente x água estruturada; Resistência ao congelamento; Consistência física: dependendo da concentração de proteínas e do tipo de superfície das mesmas; + Exclusão de solutos; Estruturação da água

5 5 TRANSIÇÃO Primeiro veículo de ação dos géis: sob dados estímulos, o material pode mudar suas características mecânicas, químicas, ópticas, elétricas, etc Transição cooperativa: estado nativo <=> estado não nativo; Transição de fase

6 6 EQUAÇÕES FUNDAMENTAIS ENTROPIA Entropia; Entropia livre de Helmholtz ou potencial de Massieu; Entropia livre de Gibbs ou potencial de Planck. ENERGIA Energia internal; Energia livre de Helmholtz; Energia livre de Gibbs; Entalpia; Potencial termodinâmico.

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8 8 ENTALPIA E CAPACIDADE TÉRMICA Fonte: [1] Estados distintos possuem capacidades térmicas distintas; Normalmente a C p do estado não nativo e maior que a do nativo; Variações em C p com a temperatura são desprezíveis. Desnaturação da lysozyme

9 9 ENTALPIA E CAPACIDADE TÉRMICA Medição por meio da técnica de Differential Scanning Calorimetry; ΔC p está ligada com a estabilidade da proteína. Equipamento de DSC e curva característica Fonte: [5]

10 10 ENERGIA LIVRE DE GIBBS E ESTABILIDADE Curva da energia livre de Gibbs para as diferentes conformações da proteína são a base para determinar sua estabilidade; Estado nativo encontra-se em um poço de energia; Corresponde ao mínimo de trabalho que deve ser realizado para desnaturação da proteína a dada temperatura; É possível calcular/medir ΔG variando-se alguma das variáveis termodinâmicas, normalmente a temperatura, construindo-se a curva de estabilidade.

11 11 ENERGIA LIVRE DE GIBBS E ESTABILIDADE Fonte: [3] Curva de estabilidade

12 12 ENERGIA LIVRE DE GIBBS E ESTABILIDADE A variação da capacidade termica por isso tem papel fundamental na curva de estabilidade de forma que, mantendo-se os demais parâmetros: ΔC p maior <=> curva diminui de largura; ΔC p menor <=> curva aumenta de largura; Ponto de máxima estabilidade da proteína corresponde a ΔS=0; A curva corta o eixo em dois pontos: Temperatura quente de desnaturação; Temperatura fria de desnaturação.

13 13 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] [2] [3] [4] [5] D. HAYNIE, Biological thermodynamics, 2004, Cambridge. G. POLLACK, Cells, Gels and the engines of life: a new, unifying approach to cell function, 2001, Ebner and sons publishers. W. BECKTEL, J. SCHELLMAN, Protein stability curves, em Biopolymers, 1987, John Wiley and sons Inc. Hyperphysics.com Wikipedia.com

14 OBRIGADA!