Proteínas fibrosas e globulares ESTRUTURAS FUNÇÕES

Proteínas fibrosas e globulares ESTRUTURAS FUNÇÕES

2 OBJETIVOS DA AULA PROTEÍNAS FIBROSAS Conhecer a classificação das proteínas quanto à forma Estudar a estrutura das queratinas, bem como suas funções e ocorrência no ser humano Conhecer os diferentes tipos de colágeno e a ocorrência nos seres humanos Aprender sobre a estrutura molecular do colágeno do tipo I e sobre as forças químicas que mantém essa estrutura Entender a ocorrência de estruturas globulares em alguns tipos de colágeno

3 OBJETIVOS DA AULA PROTEÍNAS FIBROSAS Entender o processo de síntese e as modificações pós-traducionais do colágeno Conhecer a estrutura molecular da elastina, bem como os locais de ocorrência dessa proteína Saber as principais diferenças entre colágeno e elastina Estudar as doenças genéticas que resultam da anormalidade na síntese do colágeno (Ehlers Danlos, síndrome de Alport, epidermose bolhosa) e da elastina (síndrome de Wiliams-Beuren).

4 Classificação das proteínas quanto à forma GLOBULARES 1 ou mais cadeias polipeptídicas Forma final aparentemente esférica e compacta Proporção axial < 3,0 Funções variadas Enzimas Proteínas de transporte Proteínas reguladoras Mioglobina Hemoglobina Nelson, Cox, 2011

5 Classificação das proteínas quanto à forma FIBROSAS 1 ou mais cadeias polipeptídicas Cadeias muito longas Estrutura secundária regular Módulos repetitivos Forma final alongada Proporção axial > 10 Geralmente são insolúveis Função estrutural

6 Queratinas Tipo α 2 ou 3 cadeias em α-hélice associadas lateralmente Estrutura helicoidal Protofilamento Protofibrila Ocorrência: Epiderme dos vertebrados epitélios oral e gengival Estruturas relacionadas à epiderme Cabelos, lã, chifres, unhas, cascos, penas Pontes dissulfeto Nelson, Cox, 2011

7 Queratinas Tipo β Empilhamento de folhas β pregueadas Ocorrência: Fios da seda Fios da teias da aranha Nelson, Cox, 2011

9 Colágeno Principal componente da maioria dos tecidos conectivos 25% proteínas mamíferos Seres humanos Parte da estrutura extracelular de praticamente todos os tecidos 30 cadeias polipeptídicas codificadas por diferentes genes Diferentes associações das cadeias 28 tipos distintos de colágeno Alguns tipos estão presentes em pequenas proporções Fundamentais na determinação das propriedades físicas dos tecidos Alguns tipos de colágenos, seus genes e ocorrência Tipo Genes Tecido I COL1A1, COL1A2 maioria do tecido conectivo, osso II COL2A1 cartilagem III COL3A1 pele, pulmões, gengiva IV COL4A1, COL4A6 membrana basal Adaptado de Murray et al., 2014

10 Classificação do colágeno com base nas estruturas formadas Classe Formação de fibrilas Semelhante a rede FACIT* Filamentos em esferas Fibrilas de ancoragem Domínios transmembrana Tipo I, II, III, V e XI IV, VIII, X IX, XII, XIV, XVI, XIX VI VII XIII, XVII Outras XV, XVIII *FACIT colágenos associados às fibrilas, com tripla hélice interrompida Adaptado de Murray et al., 2014

11 Classificação do colágeno com base nas estruturas formadas Classe Formação de fibrilas Tipo I, II, III, V e XI Estrutura encontrado no osso, cartilage, pele, pulmões

12 Classificação do colágeno com base nas estruturas formadas Classe Semelhante a rede Tipo IV, VIII, X Rede de colágeno tipo IV (Membrana basal) (Hudson et al., 2003) Ausência da repetição de Gly X Y Interrupção da triplas hélice Áreas com estruturas globulares

13 Classificação do colágeno com base nas estruturas formadas Classe Fibrilas de ancoragem Domínios transmembrana Tipo VII XIII, XVII Junção derme-epiderme (Adaptado de Oliveira et al., 2010)

14 Colágeno tipo I Cadeias helicoidais típicas 1000 aminoácidos/cadeia Repetições de Gly X Y X pode ser prolina Y hidroxilisina ou hidroxiprolina

15 Colágeno tipo I Tripla hélice (tropocolágeno) Giro à direita Pontes de hidrogênio Resíduos de hidroxi-prolina Ligações cruzadas covalentes Resíduos de hidroxilisina Lisil oxidase Matriz óssea colágeno tipo 1

16 Tipos de colágeno presentes na gengiva Tipo I de CH OHLys Tipo III CH, OH-Pro e Gly, contém Cys Tipo IV OHPro, OHLys Membrana basal Tipo V CH, OHLys e Gly Tipo VI Cys, Tyr; M relativamente baixa

17 Início da síntese do colágeno Proteína com sequência sinalizadora 13-36 aa, predomínio de aa hidrofóbicos, porção N- terminal Reconhecimento pela partícula de reconhecimento de sinal (PRS) PRS liga-se a um receptor na superfície do retículo endoplasmático rugoso Reinício da síntese do colágeno

18 Processamento do colágeno - intracelular

19 Processamento do colágeno extracelular Ligações cruzadas (Lisil-oxidase)

20 Degradação do colágeno Qual o objetivo? Renovação da matriz extracelular Desenvolvimento Remodelação tecidual Crescimento Diferenciação celular Enzimas envolvidas: Metaloproteinases (MMPs) Endopeptidases dependentes de Zn Colagenases Gelatinases Estromelisina

21 Colagenoses Síndrome de Ehlers-Danlos Mutação do pró-peptídeo do colágeno Não há remoção do aminopropeptídeo Pele elástica e frouxidão das articulações Osteogênese imperfeita Cicatrização lenta Ossos mais frágeis Aumento da elasticidade da pele Dentinogênese imperfeita

22 Elastina Proteína do tecido conectivo Propriedade mecânica: extensibilidade Pulmões, grandes artérias, ligamentos elásticos, cartilagem da orelha Monômero: tropoelastina Hidrolixação de prolina Meio extracellular Formação de ligações cruzadas (desmosina)

Bibliografia MURRAY, R.K.; BENDER, D.A.; BOTHAM, K.M.; et al. Bioquímica Ilustrada de Harper, 29ª ed., Ed. Artmed, 2014. MARZZOCO, A.; TORRES, B.B. Bioquímica Básica, 3ª ed., Ed. Guanabara Koogan, 2007. CHAMPE, P.C.; HARVEY, R.A.; FERRIER, D.R. Bioquímica Ilustrada, 4ª ed., Artmed, 2009.