Rafael Mesquita. Proteínas. Estrutura

Transcrição

1 Proteínas Estrutura

2 Ligação peptídica

3 Ligação peptídica - Rígida e plana - Ligação simples com caráter de dupla ligação

4 Ângulos Φ e Ψ

5 Ligação peptídica limitações estruturais Limitações estruturais impostas pelas ligações peptídicas Impedimento estérico

6 Radical limitações estruturais Limitações estruturais impostas pelo radical Volume (impedimento estérico) Repulsões de carga

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8 A estrutura covalente das proteínas é chamada de estrutura primária e determina a estrutura tridimensional destas moléculas

9 A sequência de aminoácidos da proteína determina a estrutura tridimensional destas moléculas

10 Estrutura secundária Proteínas enoveladas têm segmentos de conformação regular O que não é regular não é estrutura secundária O que não é regular é chamado de estrutura randômica

11 Alfa hélice Parâmetros conformacionais de elementos helicoidais Conformação Phi Psi Omega Resíduos/volta Distância/resíduo Hélice alfa Hélice 3-10 Hélice pi Tripla hélice de colágeno

12 O grupamento R fica voltado para fora da hélice

13 Sequência de aminoácidos de 3 hélices CITRATO SINTASE Leu - Ser - Phe - Ala - Ala - Ala - Met - Asn - Gly - Leu - Ala ALCOOL DESIDROGENASE Ile - Asn - Glu - Gly - Phe - Asp - Leu - Leu - Arg - Ser - Gly TROPONINA C Lis - Glu - Asp - Ala - Lis - Gli - Lis - Ser - Glu - Glu - Glu Resíduos carregados resíduos polares resíduos hidrofóbicos Agradecimento: Ana Paula Salerno

14 APOLAR POLAR/APOLAR POLAR PARA FORA PARA FORA

15 Folha beta

16 Loops ou Voltas conectam as α- hélices e as folhas β em geral, estão na superfícies das proteínas em geral, são flexíveis sítios de clivagem para proteases loops que conectam fitas β adjacentes são ditos hairpin loops (voltas β)

17 Voltas β 2AA 3AA

18 Voltas β

19 Os elementos de estrutura secundária são combinados em arranjos variados e em diferentes proporções

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21 Estrutura secundária: diagrama de Ramachandran Em vermelho as combinações dos ângulos φ e ψ permitidas Em rosa as combinações permitidas se alguma relaxação é considerada

22 Predição de estrutura secundária Freqüência normalizada de cada conformação. Preferência conformacional dos aminoácidos Um valor maior que 1 indica a preferência por uma tipo de estrutura secundária em particular Williams, R.W. et al.(1987) Biochim. Biophys. Acta 916: querytext:secondary%20structure%20prediction >3L1L:a pdbid chain sequence! MSSDADAHKVGLIPVTLMVSGAIMGSGVFLLPANLASTGG IAIYGWLVTIIGALGLSMVYAKMSFLDPSPGGSYAYARRC! FGPFLGYQTNVLYWLACWIGNIAMVVIGVGYLSYFFPILK DPWVLTITCVVVLWIFVLLNIVGPKMITRVQAVATVLALI! PIVGIAVFGWFWFRGETYMAAWNVSGLGTFGAIQSTLNVT LWSFIGVESASVAAGVVKNPKRNVPIATIGGVLIAAVCYV! LSTTAIMGMIPNAALRVSASPFGDAARMALGDTAGAIVSF CAAAGCLGSLGGWTLLAGQTAKAAADDGLFPPIFARVNKA! GTPVAGLIIVGILMTIFQLSSISPNATKEFGLVSSVSVIF TLVPYLYTCAALLLLGHGHFGKARPAYLAVTTIAFLYCIW! AVVGSGAKEVMWSFVTLMVITAMYALNYNRLHKNPYPLDA PISKD!

23 Estrutura terciária A conformação enovelada de uma proteína é formada pela condensação de vários elementos de estrutura secundária e estabilizada por interações fracas Triosefosfato isomerase e dihidrofolato reductase: elementos de estrutura secundária semelhantes, mas estrutura terciária diferente.

24 Dobras e alças conectam os segmentos de hélices e folhas beta. Moléculas de água na superfície de uma proteína enovelada são partes importantes da estrutura. Domínio V de uma cadeia leve de imunoglobulina. As alças formam sítios de ligação de antígenos Elastase pancreática e a primeira camada de hidratação.

25 Interações que estabilizam proteínas

26 Interações que estabilizam proteínas Interação Distância Å Energia livre kj/mol covalente 1, para ligação C=C Ligação dissulfeto 2,2 167 Ponte salina 2,8 12,5-17 Ponte de hidrogênio 3,0 van der Waals 3,5 2-6 em água 12,5 21 se o doador ou receptor tem carga 4 (4-17 no interior da proteína)

27 Domínios Proteínas globulares são formadas por domínios repressor Lac Cada domínio é capaz de enovelar-se independentemente O domínio não necessariamente compreende um segmento contínuo da cadeia peptídica O número de enovelamentos possíveis é grande, mas limitado

28 Domínios Muitos domínios tem sequencia de aminoácidos, sequencia de estruturas secundárias e estrutura tridimensional conservada entre diferentes proteínas Domínios conservados Mesma função Outros domínios não apresentam conservação na sequência de aminoácidos mas possuem na sequencia de estruturas secundárias e na estrutura tridimensional Homólogo mais distante? Possibilidade de função semelhante? Muitos outros domínios não apresentam conservação na sequência de aminoácidos nem na estrutura tridimensional, apenas na sequência de estruturas secundárias. Ausência de homologia Função diferente

29 Exemplos de domínios conservados calmodulina subunidade β da proteína G proteína Src proteína Sem5 PLC-δ

30 Exemplos de domínios não conservados beta alfa Alfa/beta Alfa + beta Crosslink

31 Estruturas do príon Mesma sequencia de aminoácidos -> sequencia de estruturas secundárias e estrutura tridimensional nativa -> sequencia de estruturas secundárias e estrutura tridimensional (doença)

32 Estrutura quaternária Em um complexo proteico, o tipo e n o de subunidades junto com a posição relativa constituem a estrutura quaternária Interações mantêm as subunidades juntas Complementaridade favorece estas interações Interação é alta e específica homodímero: a2 heterodímero: ab heterotetrâmero: a2b2 heteropentâmero: a2bcd

33 Estrutura quaternária

34 Estrutura quaternária Rinovírus Proteasoma

35 Agradecimentos: Glória Braz (grande parte dos slides) Ana Paula Salerno (Slides de α-helice e loops)