Quais tipos de ligações ou forças estabilizam as estruturas primária secundária terciária e quaternária das proteínas?

Índice Show

Estrutura tridimensional da Mioglobina
Pontes dissulfureto na Ribonuclease
Estrutura Quaternária de Proteínas
Ribonuclease
Hemoglobina
Estrutura quaternária da Hemoglobina
Estrutura de Proteínas
Estrutura Secundária de Proteínas
Hélice Alfa
Estrutura tridimensional da Ubiquitina
Qual a ligação que estabilizam a estrutura quaternária das proteínas?
Quais ligações estabilizam as estruturas secundárias e terciárias das proteínas?
Quais os tipos de interações que estabilizam a estrutura das proteínas?
Quais são as ligações responsáveis pelas estruturas primária secundária terciária e quaternária das proteínas?

O arranjo tridimensional das estruturas secundárias numa cadeia polipeptídica é designado por estrutura terciária. A estrutura terciária de uma proteína é determinada por interacções não covalentes entre as cadeias laterais dos aminoácidos constituintes ou, em alguns casos, por interacções covalentes designadas por pontes de disssulfureto.

pontes dissulfureto - o grupo tiol de duas cisteínas pode ser oxidado e ligar covalentemente duas zonas da cadeia proteica;
ligações de hidrogénio;
pontes salinas - interacção electrostática entre uma cadeia lateral ácida ionizada (carga negativa) e uma cadeia lateral básica ionizada (carga positiva)
interacções hidrofóbicas - em solução aquosa, os resíduos hidrofóbicos (apolares) dispõem-se preferencialmente no interior da proteína.

Estrutura tridimensional da Mioglobina

Na estrutura da mioglobina as cadeias laterais hidrofílicas situam-se preferencialmente na superfície (em contacto com o meio aquoso) e os grupos hidrofóbicos no interior da proteína.

Pontes dissulfureto na Ribonuclease

Na estrutura tridimensional da ribonuclease estabelecem-se 4 pontes dissulfureto entre as cadeias laterais de 8 das 10 cisteínas existentes na estrutura primária desta proteína. As pontes dissulfureto ligam os elementos de estrutura secundária.

Estrutura Quaternária de Proteínas

Ribonuclease

Na realidade, no exemplo anterior é representada apenas uma cadeia peptídica da ribonuclease em que a unidade biológica é um dímero da estrutura acima representada. As duas subunidades ligam-se por duas pontes dissulfureto estabelecidas pelas duas cisteínas adjacentes (consecutivas na estrutura primária) que não estabelecem pontes dissulfureto no monómero.

Hemoglobina

A hemoglobina, o enzima que faz o transporte de oxigénio dos pulmões para as células e de CO2 das células para os pulmões, é constituída por 4 cadeias peptídicas: duas subunidades alfa e duas subunidades beta. Cada subunidade da hemoglobina (bem como outras proteínas) é constítuida ainda por um cofactor (ou coenzima ou grupo proestético) que complexa o oxigénio. O cofactor, um grupo Hemo ( uma porfirina contendo Fe2+) liga-se à cadeia polipteptídica por coordenação do Fe2+ com uma histidina. Na figura seguinte é representado um dímero alfa-beta.

Estrutura quaternária da Hemoglobina

Estrutura de Proteínas

A estrutura de proteínas pode ser descrita a quatro níveis

Estrutura primária Sequência de aminoácidos da cadeia polipeptídica, indicada do terminal amino (N-terminus) para o terminal carboxílico (C-terminus).
Estrutura secundária Motivos tridimensionais de fragmentos da cadeia principal determinados por ligações de hidrogénio entre grupos da cadeia principal.
Estrutura terciária Arranjo tridimensional de uma cadeia polipeptídica ( e consequentemente dos elementos de estrutura secundária) determinado por interacções entre as cadeias laterais.
Estrutura quaternária Para proteínas constituídas por mais de uma cadeia polipeptíca a estrutura quaternária identifica a disposição tridimensional das diferentes cadeias.

Estrutura Secundária de Proteínas

A estrutura secundária de uma proteína corresponde a regiões localizadas de estrutura ordenada estabilizadas por ligações de hidrogénio entre os grupos -NH e C=O da cadeia principal(backbone) e em que não participam ligações de hidrogénio envolvendo as cadeias laterais. Os dois tipos principais de estrutura secundária são a hélice alfa e a folha beta.

Hélice Alfa

A hélice alfa é uma estrutura helicoidal assegurada, como já referido, por ligações de hidrogénio entre os grupos -NH e C=O da cadeia principal(backbone). Faça um display ribbons para ver melhor a estrutura em hélice.

Folha Beta

A estrutura secundária designada por folha beta é igualmente assegurada por ligações de hidrogénio entre os grupos -NH e C=O da cadeia principal(backbone). Neste exemplo as folhas são antiparalelas (isto é estão orientadas em direcções opostas)

Estrutura tridimensional da Ubiquitina

A estrutura da ubiquitina ilustra os vários elementos de estrutura secundária, folhas beta (antiparelas como no exemplo anterior, em que nesta representação a seta indica o terminal C) e hélices alfa, ligadas por sequências sem estrutura designadas por "random coils"

Qual a ligação que estabilizam a estrutura quaternária das proteínas?

Mantida por ligações de hidrogênio entre os grupos C=O e o N-H da ligação peptídica quatro resíduos subsequentes.

Quais ligações estabilizam as estruturas secundárias e terciárias das proteínas?

A estrutura secundária de uma proteína corresponde a regiões localizadas de estrutura ordenada estabilizadas por ligações de hidrogénio entre os grupos -NH e C=O. da cadeia principal (backbone) e em que não participam ligações de hidrogénio envolvendo as cadeias laterais.

Quais os tipos de interações que estabilizam a estrutura das proteínas?

Entre elas estão as interações hidrofóbicas, ligações iônicas, ligações de hidrogênio e formação de pontes dissulfeto.

Quais são as ligações responsáveis pelas estruturas primária secundária terciária e quaternária das proteínas?

Os aminoácidos são unidos entre si por ligações peptídicas. As moléculas resultantes da união de aminoácidos são denominadas de peptídeos. As proteínas apresentam quatro níveis estruturais: estrutura primária, secundária, terciária e quaternária.