Estrutura

O bioquími o dinamarquês Kai Linderstrom-Lang unhou [24℄ os termos: estrutura

primária,se undáriaeter iáriaparaenfatizarahierarquiaestruturalemproteínas,Figura

(4.4). Proteínasquetem somenteuma adeiasão hamadasmonoméri as,mas um grande

númerode proteínas sãomultimonoméri as, omestruturas quaternárias omoahemoglo-

bina. Apresentamos esta hierarquia estrutural aseguir.

(1) Estrutura primária, orresponde à seqüên ia de aminoá idos ao longo da adeia

polipeptídi a. É o nível estrutural mais simples e mais importante, pois dele deriva todo

o arranjo espa ial da molé ula. São espe í as para ada proteína, sendo geralmente de-

terminadas geneti amente. A estruturaprimáriadaproteínaresulta emuma longa adeia

de aminoá idos, semelhante a um olar de ontas, om extremidades amino terminal e

terminal arboxíli o. Esta estrutura des reve somente a seqüên ia dos aminoá idos, ou

resíduos, sem onexão om aorientaçãoespa ialdamolé ula. Quando duas proteínastêm

suas estruturas primáriassu ientementesemelhantes, elas são ditas homólogas.

(2) Estrutura se undária,é dada pelo arranjo espa ial de aminoá idos próximos entre

si na seqüên ia primária da proteína. O orre graças à possibilidade de rotação das liga-

ções entre os arbonos dos aminoá idos e seus grupamentosamina e arboxila. Oarranjo

se undário de um polipeptídeopode o orrer de forma regularquando os ângulosdas liga-

Figura4.5: Estruturase undária: arranjoespa ialtípi odeumahéli ealfa,noteas adeias

laterais externasao eixode simetriae afrequên ia espa ial de 3,6resíduos por volta[23℄.

da molé ula. São dois os tipos prin ipais de arranjos se undários regulares, os quais são

lassi ados em:

ˆ Héli e alfa: assemelha-seauma es adaemespiral,Figura(4.5). Essaéamais típi a

estrutura se undária e foi des rita pioneiramente por Linus Pauling na Calte h em

1951[23,24℄. Nelaoesqueletopolipeptídi o(ba kbone)estáenroladoheli oidalmente

aolongo de um eixode simetriada molé ula. Já as adeiaslaterais (R)dos resíduos

projetam-separaforadesteesqueleto. Aestabilizaçãosedápelapresençadasligações

dehidrogênioentreosgrupamentosNHeCOda adeiaprin ipal omumafrequên ia

média de 3,6resíduos porvolta. O sentido de girode uma héli e alfa pode ser para

a direita (héli e destrosa) ou para a esquerda (héli e sinistrosa). As héli es alfa

en ontradas em proteínas são destrosas [31℄. Por ausadasua pe uliargeometria as

héli es alfasão polares epropi iamum momento de dipoloinduzido. É esse arranjo

queobriga a projeçãodas adeiaslaterais para o exteriordo ba kbone.

ˆ Folha beta: é o segundo padrão estrutural mais omum em proteínas, Figura(4.6).

Essepadrãofoipropostoini ialmenteporWilliamAstburyem1930eposteriormente

renada porLinusPaulingeRobert Corey, 1951[23, 24℄. Neleasregiõesvizinhasda

adeiapolipeptídi aasso iam-se pormeio de ligaçõesde hidrogênio, entre osgrupos

CO

e

NH,

resultando em uma geometria a hatada e rígida. Folhas beta são las- si adas omo paralelas ( omuns), antiparalelas (relativamente omuns) ou mistas

(in omuns), onformeasorientaçõesrelativasdesua adeiaprin ipal(i.e., tabeta).

Assim, dependendo da orientação relativa das tas beta onstituintes, podem sur-

Figura 4.6: Estrutura se undária: onformações usuais de folhas beta, notam-se as tas

orientadas antiparalelas(superior) e paralelas(inferior), além das terminações amina (N)

e arboxila(C).

Por exemplo, a folha pregueada é uma estrutura mantida por pontes de hidrogênio

entre asunidades peptídi as. Neste aso, as ligaçõessão estabele idasentre adeias

polipeptídi as diferentes, distendidase paralelas,ouentre segmentosdistantes edis-

tendidos emuma mesma adeia. Valenotar ainda queexistem asso iaçõesde maior

omplexidade entre folhas beta, algumas delas têm sido asso iadas à formação de

agregadosprotéi osebrilas. Esses agregados,porsuavez,são observadosemdiver-

sas doenças humanas ditas amiloidoses ( omono mal de Alzheimer), omo veremos

aseguir.

(3) Estrutura ter iária, resulta do enovelamento ou dobramento da estrutura se un-

dária, sendo estabilizada por pontes de hidrogênio e pontes dissulfeto. É esta estrutura

que onfere atividade biológi a às proteínas. A estrutura ter iária des reve a geometria

tridimensionalde uma adeia resultante dainteração de regiões, sejamelas estruturas re-

gulares ou não. Neste nívelorganiza ional pode ainda haver interações não- ovalentes de

segmentosdistantesquantoàestruturaprimária. Enquantoaestruturase undáriaédeter-

minadapelorela ionamentoestruturalde urtadistân ia, ater iáriaé ara terizadapelas

interações de longa distân ia entre aminoá idos, denominadas interações hidrofóbi as, e

pelas suas interações eletrostáti as [24℄.

Domínios e taxonomia de proteínas

A estrutura ter iária pode ser interpretada omo uma série de domínios agrupados.

Nesse ontexto denimos domínios omo partes de um peptídeo que podem enovelar-se

independentementeesão ompletamentefun ionais. Baseados emargumentosdearranjos

geométri osinter one tados,M.LevitteC.Chothiapropuseramuma lassi açãotaxon-

mi a de proteínas [24℄, em que onsidera-se a presença majoritáriados domínios

ˆ Classes beta: tem seus nú leos formados ex lusivamente de folhas beta, geralmente

empa otadasumas ontraas outras.

ˆ Classes alfa/beta: apresentam ombinações de motivos

β− α − β

, tratando-se pre- dominantemente de tas beta paralelas ir undadasporhéli es alfa.

ˆ Classes alfa+beta: são um ombinação dis retade héli esalfa e folhasbeta.

ˆ Outros: são geralmentedomíniosri osemligaçõesdissulfídi asoupossuindoátomos

metáli os. Assemelham-se aversõesdistor idas de outrasproteínas mais regulares.

(4) Estrutura quaternária, refere-se a omposição das proteínas no mais alto nível de or-

ganização possível de orrente do fato que algumas proteínas podem ter duas oumais a-

deias polipeptídi as. Elas são guiadas e estabilizadas pelas mesmas interações presentes

na estrutura ter iária. Uma das prin ipais respresentantes da estrutura quaternária é a

hemoglobina,formadaporquatro adeiaspolipeptídi as, ujomalagrega ionalo asionaa

anemiafal iforme[24℄.

No documento Simulações microcanônicas de proteínas (páginas 39-42)