Resumo de aula

Carga total da proteína é o somatório das cargas apresentadas pelos radicais dos aminoácidos que o compõem. A carga depende o pKa e pH. Ponto isoelétrico – carga da proteína é neutra. Na proteína não da para calcular usando o pKa do aminoácido porque tal pKa varia de acordo a localização do mesmo na proteína. O pI é determinado quando num dado pH as proteínas não migram quando submetidas a um campo elétrico. Proteína com pI maior que 7 são chamadas proteínas básicas e aquelas com pI menor que 7 de proteínas básicas.

pI -> mesmo número de grupos ácidos desprotonados e grupos básicos protonados.

pH

A solubilidade da proteína é determinada fundamentalmente pela estrutura primária, que define a relação espacial entre os aminoácidos na estrutura tridimensional e sua interação com água.

No pI a solubilidade é menor do que em outros valores de pH.

Muitas proteínas globulares são insolúveis e tornam-se solúveis com a adição de sal. Até certas concentrações limitantes, que dependem da proteína e do tipo de sal escolhido.

Salting-in: íons adicionados (positivo e negativo) presentes em solução, interagem com grupos carregados das moléculas de proteína, atenuando a interação entre elas, o efeito eletrostático de íons em soluções salinas diluídas é um fator adicional para o aumento da solubilidade das proteínas, além da sua camada de solvatação. Quando a concentração de sal atinge valores muito elevados, a solubilidade das proteínas diminui até a precipitação (salting out), nesse processo sais tri ou divalentes competem com a proteína por moléculas de água para solvatação. Há tantos íon solvatados que a quantidade de água torna-se insuficiente para dissolver todo mundo. Interação proteína-proteína>proteína-solvente.

Solventes orgânicos solúveis em água diminuem a solubilidade das proteínas, devido ao baixo valor de suas constantes dielétricas e porque eles também sofrem hidratação; proteínas sofrem menor hidratação e interagem tão fortemente que precipitam.

DESNATURAÇÃO DE PROTEPINAS ACARRETA A PERDA DE SUA ESTRUTURA ORIGINAL

Quando uma proteína é sintetizada na célula, sua estrutura primária dobra-se espontaneamente, originando estruturas secundárias e terciárias, a quartenária se forma assim que a estrutura terciária das subunidades componentes é formada. Assume sua conformação nativa -> conformação mais estável que ela pode assumir. Reflete equilíbrio das interações do interior da proteína com o meio ambiente.

As alterações físicas e químicas no ambiente pode afetar sua estrutura espacial a ponto de ocasionar a perda de sua função biológica, ela é dita desnaturada: sua conformação nativa é destruída devido à quebra de ligações não-covalentes ( ligações peptídicas são mantidas) e o resultado é uma cadeia polipeptídica distendida.

Fatores que desnaturam uma proteína:

Temperatura, ácidos e álcalis fortes (pH muito alto e muito baixo- afeta a ionização dos agrupamentos das proteínas, levando a molécula ter uma elevada carga positiva ou negativa, ocasionando repulsão intra-molecular com exposição do interior hidrofóbico.), adição de solventes orgânicos polares e compostos com grande capacidade de formar pontes de hidrogênio, detergente e sabão. A desnaturação pode ser irreversível, tornando-se insolúveis.

Algumas podem renaturar. A renaturação demonstra que a estrutura tridimensional de uma proteína é consequência de sua estrutura primária, é determinada unicamente por sua sequência de aminoácidos.

Chaperonas -> ligam-se a proteínas nascentes, impedindo ou revertendo interações inadequadas entre regiões potencialmente complementares, tais proteínas assessoras possibilitam a estabilização de proteínas em condições desfavoráveis ( que ocasiona mudanças de conformação e agregação das moléculas). Recuperam a estrutura nativa por meio de de etapas cíclicas, sustentadas por hidrólise de ATP. Uma molécula de proteína desnaturada ligam-se ao complexo e é transferida para uma cavidade no interior do complexo, que constitui um microambiente propicio para o dobramento correto e libera a proteína na sua conformação nativa.

A substituição de aminoácidos pode alterar a função das proteínas.

Alterações menos drásticas na estrutura da proteína pode inativa-la. Uma mutação que resulte na substituição de um aminoácido em uma posição crítica na molécula pode ter consequências danosas para o desempenho da sua função.

Purificação de proteínas, estratégia geral:

Inicia-se com a liberação da proteína do material biológico onde ela se encontra pelo rompimento dessas estruturas. Quando se consegue uma preparação contendo proteína, essa pode ser separada de outras proteínas e de outro tipo de moléculas por métodos que se baseiam em solubilidade, tamanho, carga elétrica e afinidade por determinados compostos.

Frequentemente o primeiro passo para separação de proteínas de extratos brutos é aplicação de sal ou solvente orgânico miscível na água ( baseia-se na diferença de solubilidade).

HEMOGLOBINA

Transporta o O2 dos pulmões à corrente sanguínea, o CO2 produzido nos tecidos é convertido em ácido carbônico, que se ioniza e se transforma em carbonato e H+. O bicarbonato é transportado pelo sangue até os pulmões, onde é eliminado com CO2 e os íons H+ são removidos pela hemoglobina.

• Exerce efeito tampão

A hemoglobina (Hb A) é formada por 4 subunidades: duas alfa e duas beta. Tais subunidades são mantidas por ligações não covalentes que são mais numerosas entre as subunidades diferentes, o resultado disso é a união de dois dímeros alfa1beta1 e alfa2beta2. Os dois dímeros são ligado entre o alfa de um e o beta de outro. As interfaces entre os dímeros sofrem modificações importantes durante a oxigenação e a desoxigenação da hemoglobina.

O grupo prostético heme que está ligado a cada cadeia da hemoglobina é o sítio de ligação do oxigênio.

Heme -> molécula de porfirina contendo íon ferro,  fe2+.  O heme confere a hemoglobina e ao sangue sua cor característica.

O grupo heme localiza-se na cavidade hidrofóbica, delimitada por aminoácidos apolares, que estabelecem um relação hidrofóbica com o anel porfirinico. Esse ambiente apolar tona-se possível a ligação do oxigênio ao ferro sem que haja oxidação do ferro.

Uma molécula de hemoglobina totalmente oxigenada contem 4 moléculas de O2 e é denominada oxiemoglobina e a forma desprovida de oxigênio é a desoxiemoglobina.