R E V IS Ã O
FUNDAMENTOS BIOQUÍMICOS DA HEREDITARIEDADE
III — M odo d e a ç ã o d o M a terial H ered itário
P a u lo A . O tto
a ) E n z i m a s
E n q u a n t o n o s s ê r e s i n a n i m a d o s d o m e i o a m b i e n t e s ã o e n c o n t r a d a s s u b s t â n c i a s d e o r g a n i z a ç ã o r e l a t i v a m e n t e s i m p le s , o s s ê r e s v iv o s c a r a c t e r i z a m - s e f u n d a m e n t a l m e n t e p o r u m a c o m p o s iç ã o q u í_ m i c a c o m p le x a , c o m s u b s t â n c i a s e s t r u t u r a l m e n t e m u i t o d i f e r e n c i a d a s .
P a r t e d e s s a s s u b s t â n c i a s r e c e b e m o s s ê r e s v iv o s d e o u t r o s s ê r e s v iv o s a n t e r i o r e s e s e m e l h a n t e s e p a r t e d o m e io a m
b i e n t e .
A i n t e g r a ç ã o d e s u b s t â n c i a s d o m e io a m b i e n t e e x ig e u m a s é r i e d e t r a n s f o r m a ç õ e s d e n a t u r e z a q u í m i c a , e e s s a s t r a n s f o r m a ç õ e s s ã o c o n s e g u i d a s a t r a v é s d a i n t e r v e n ç ã o d e b i o c a t a l i z a d o r e s d e n a t u r e z a p r o t ê i c a , a s e n z i m a s .
O o r g a n i s m o o u a c é lu la , t e n d o , a t r a v é s d o s e u D N A , u m c o n t r o l e s ô b r e a s e n z i m a s , t e r i a u m c o n t r o l e s ô b r e s i m e s m o , j á q u e c o m e l a s g u i a r i a a s d i v e r s a s s u b s t â n c i a s n a s d i r e ç õ e s d e s e j a d a s ( m e t a b o l i s m o ) .
A i m p o r t â n c i a d a r e l a ç ã o e n t r e o s g e n s e a s e n z i m a s é u m f a t o e s t a b e l e c i d o j á 4iá m a i s d e 25 a n o s , q u a n d o B e a d l e & T a t u m , e m 1941, p r o p u s e r a m a c é le b r e t e c r i a “o n e g e n e — o n e e n z y m e ” , n a q u a l a d m i t i a m , b a s e a d o s e m e s t u d o s c o m o f u n g o
N euros-
pora crassa, q u e c a d a g e n t e m a f u n ç ã o
d e d e t e r m i n a r o a p a r e c i m e n t o d e u m a e n z i m a e s p e c í f i c a . Ê s t e f a t o , a l i á s , j á t i n h a s id o s u g e r i d o p e l o s t r a b a l h o s d e v á r i o s a u t o r e s ( G a r r o d , 1908; T r o l a n d , 1917; W r ig h t , 1927; H a l d a n e , 1 9 3 7 ). N o e n t a n t o c o m o s e r á v i s t o n a p r e s e n t e r e v i s ã o n e m t ô d a s a s p r o t e í n a s d e t e r m i n a d a s p e l o s g e n s s ã o e n z i m a s ( f a t o r e c o n h e c i d o p e l o s a u t o r e s d a t e o r i a “ u m g e n — u m a e n z i m a ” n ã o m u i t o t e m p o a p ó s o s e u e n u n c i a d o ) .A p e s a r d e a f i n a l i d a d e d o s g e n s n ã o s e r u n i c a m e n t e a d i r e ç ã o d a s í n t e s e d a s e n z i m a s , n ã o h á d ú v i d a d e q u e e s t a s s ã o a s s u b s t â n c i a s q u e , j u n t a m e n t e c o m o D N A , m e l h o r s e r v e m p a r a c a r a c t e r i z a r o o r g a n i s m o v iv o ( F ig . 1 6 ) :
-H Sgft vtvq
Fig. 16
(*) — T r a b a lh o d o S e rv iç o d e P e s q u is a s e E x p e r im e n ta ç ã o d o I n s t i t u t o N a c io n a l d o C â n c e r — S e ç ão d e I m u n o lo g ia e S e le ç ã o d e A n im a is d e L a b o r a tó r io ( C h e íe : D r. S y lv io T h a le s T ô r r e s ) .
A s e n z i m a s , c o m o t ô d a s a s p r o t e í n a s , s u l t a n t e s d a c o n d e n a ç ã o d e a m in o á c i d o s p o d e m s e r c o n s i d e r a d a s c o p o i im e r o s r e - n o s o r g a n i s m o s v iv o s ( F ig . 1 7 ) :
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H L N - C - C O O H :2 A
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(n- 2)
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Fig. 17
N e s s e e s q u e m a q u e r e p r e s e n t a a c o n d e n s a ç ã o d e a m i n o á c i d o s r e s u l t a n d o n a f o r m a ç ã o d e u m a c a d e i a p o l i p e p t í d i c a , - N H - C H R - C O - é u m r e s í d u o d e a m i n o á - c id o e 0 r e s í d u o 1 ( H L,N - C H R - C O - ) é , p o r c o n v e n ç ã o , o r e s í d u o N - t e r m i n a l ( g r u p a m e n t o a m í n i c o l i v r e ) , e n q u a n t o o r e s í d u o n ( - N H - C H R - C O O H ) é o r e s í d u o C - t e r - m i n a l ( g r u p a m e n t o c a r b o x í l i c o l i v r e ) . E m a l g u m a s p r o t e í n a s , c o m o a o v o a l b u m i n a , a c a d e i a p o l i p e p t í d i c a p o d e s e r f e c h a d a ( c íc lic a ) d e v id o à c o n d e n s a ç ã o d o a m i n o á - c id o N - t e r m i n a l c o m o a m i n o á c i d o C - t e r - m i n a l . N ê s s e m e s m o e s q u e m a , - C O - N H - r e p r e s e n t a a l i g a ç ã o c a r b a m í n i c a o u p e p - t í d i c a , q u e r e s u l t a d a c o n d e n s a ç ã o d e u m g r u p a m e n t o a m í n i c o d e u m a m i n o á c i d o c o m u m g r u p a m e n t o c a r b o x í l i c o d e o u t r o a m i n o á c i d o , e q u e c o n s t i t u i u m a d a s p r i n c i p a i s c a r a c t e r í s t i c a s d a s c a d e i a s p r o - tê i c a s .
O p ê s o m o l e c u l a r d a s p r o t e í n a s , s e b e m q u e v a r i a d o , m o s t r a - s e g e r a l m e n t e m u i t o e l e v a d o : a e n z i m a r i b o n u c l e a s e p a n c r e á - t i c a b o v i n a a p r e s e n t a u m p ê s o m o l e c u l a r d e 13.683 ( e q ü i v a l e a 124 r e s í d u o s d e a m i
n o á c i d o s ) ; a e n z i m a t r i p t o f a - s i n t e t a s e d o f u n g o
N eurospora crassa p o s s u i
u m p ê s o m o l e c u l a r d e a p r o x i m a d a m e n t e 105.000 ( c o n t é m c ê r c a d e 950 r e s í d u o s d e a m i n o á c i d o s ) .N u m e r o s o s a m i n o á c i d o s t ê m s id o i s o l a d o s d e d i v e r s o s s ê r e s v iv o s , p o r é m s o m e n t e c ê r c a d e 20 d ê l e s s ã o e n c o n t r a d o s n a m a i o r i a d a s p r o t e í n a s a n i m a i s e v e g e t a i s :
I ) M o n o a m i n o - m o n o c a r b o x í l i c o s
a ) A l i í á t i c o s s i m p l e s
G l i c i n a o u á c i d o a m i n o - a c é t i c o (g ly )
L - a l a n i n a o u á c i d o a l f a - a m i n o - p r o p i ô n i c o ( a l a )
L - v a l i n a o u á c i d o a l f a - a m i n o - is o v a l é r i c o ( v a i)
L - i s o l e u c i n a o u á c i d o a l f a - a m i - n o - b e t a - m e t i l - n - v a l é r i c o ( ile u ) L - l e u c i n a o u á c i d o a l f a - a m i n o - i s o c a p r ó i c o ( le u )
N o v . - D e z . , 1 9 6 9 R e v . S o c . B r a s . M e d . T r o p . 3 4 7
b ) A l i f á t i c o s s u l f u r a d o s
L - c i s t e í n a o u b e t a - t i o l - a l a n i n a ( c y s )
L - m e t i o n i n a o u á c i d o a l f a - a m i - n o - g a m a - m e t i l - t i o l - n - b u t í r i c o
( m e t )
c ) H o m o c í c li c o s a r o m á t i c o s
L - f e n i l a l a n i n a o u á c id o a l f a - a m i n o - b e t a - f e n i l - p r o p i ô n i c o ( p h e )
L - t i r o s i n a c u p a r a - h i d r o x i - f e n i - l a l a n i n a ( t y r )
d ) H e te r o c í c l i c o s
L - t r i p t o f a n o o u i n d o l - a l a n i n a ( t r y )
L - h i s t i d i n a o u i m i d a z o l - a l a n i n a ( h i s )
I I ) M o n o a m i n o - d i c a r b o x í l i c o s a l i f á t i - c o s s i m p l e s
Á c id o L - a s p á r t i c o o u á c i d o a l f a - a m i n o - s u c c í n i c o ( a s p )
Á c id o L - g l u t â m i c o o u á c i d o a l f a - a m i n o - g l u t á r i c o ( g l u )
I I I ) A m i d a s d e m o n o a m i n o - d i c a r b o x í lic o s a l i f á t i c o s s i m p l e s
L - a s p a r a g i n a o u a m i d a d o á c id o L - a s p á r t i c o ( a s p N )
L - g l u t a m i n a o u a m i d a d o á c id o L - g l u t â m i c o ( g lu N )
I V ) D i a m i n o - m o n o c a r b o x í l i c o s a l i f á t i c o s s i m p l e s
L - l i s i n a o u á c id o a l f a , é p s i l o n - d i a - m i n o - n - c a p r ó i c o ( ly s )
L - a r g i n i n a o u á c i d o a l f a - a m i n o - d e l t a - g u a n i d i n - n - v a l é r i c o ( a r g ) V ) M o n o i m i n o - m o n o c a r b o x í l i c o h e t e
-r o c íc lic o
L - p r o i i n a o u á c i d o p i r r o l i d i n - a l f a - c a r b o x í l i c o ( p r o )
N ã o f o r a m i n c l u í d o s n e s s a l i s t a os a m i n o á c i d o s c i s t i n a e h i d r o x i p r o l i n a , p e l o f a t o d e r e s u l t a r e m d e t r a n s f o r m a ç õ e s d e r e s í d u o s d e c i s t e í n a e d e p r o l i n a a p ó s a i n c o r p o r a ç ã o d ê s t e s à s c a d e i a s p o l i p e p t í - d ic a s .
Q u a n t o à c o m p o s iç ã o d a s p r o t e í n a s , e m t ê r m o s d e r e s í d u o s d e a m i n o á c i d o s , e s t a é b a s t a n t e v a r i á v e l : e m a l g u m a s p r o t e í n a s , a l g u n s a m i n o á c i d o s o c o r r e m c o m f r e q ü ê n c i a b a i x a o u m e s m o n u l a , e m o u t r a s , o s m e s m o s a t i n g e m c i f r a s c o n s i d e r á v e i s .
A s p r o t e í n a s p o s s u e m u m a o r g a n i z a ç ã o c o m p l i c a d a , q u e a q u i s o m e n t e s e r á a n a l i
s a d a s u p e r f i c i a l m e n t e . E s s a o r g a n i z a ç ã o p o d e s e r d i s t r i b u í d a e m q u a t r o n ív e is d e c o m p l e x i f i c a ç ã o e s t r u t u r a l c r e s c e n te , a s e s t r u t u r a s p r i m á r i a , s e c u n d á r i a , t e r c i á r i a e q u a t e r n á r i a .
D e s s a s e s t r u t u r a s , a p r i m e i r a ( c a d e ia p o l i p e p t í d i c a o u s e q ü ê n c i a l i n e a r d e a m i n o á c i d o s ) é a m a i s i m p o r t a n t e , j á q u e é e l a q u e , i n t r i n s e c a m e n t e , v a i d e t e r m i n a r t ô d a s a s d e m a i s ( e x t r i n s e c a m e n t e a s e s t r u t u r a s s e c u n d á r i a , t e r c i á r i a e q u a t e r n á r i a p o d e m s e r m o d i f i c a d a s p o r f a t o r e s f í s i c o - q u í m i c o s l i g a d o s a o m e io , c o m o p H , t e m p e r a t u r a , n a t u r e z a d o s o lv e n te , e t c . ) . A lé m d o m a i s é s ô b r e a e s t r u t u r a p r i m á r i a d a s p r o t e í n a s q u e , s e g u n d o tu d o i n d i c a , o o r g a n i s m o v iv o e x e r c e i n f l u ê n c i a g e n é t i c a , p o is , c o m o s e r á v is to c o m d e t a l h e s p o s t e r i o r m e n t e , o s á c ic jc s n u c l ê i-
c o s d e t e r m i n a m a s e q ü ê n c i a d o s a m i n o á c i d o s n a s c a d e i a s p o l i p e p t í d i c a s . N a f i g u r a 18 t e m - s e a r e p r e s e n t a ç ã o d a e s t r u t u r a p r i m á r i a d e u m s e g m e n t o d e u m a p r o t e í n a h i p o t é t i c a , o n d e s ã o v is to s , c o n d e n s a d o s , o s 20 a m i n o á c i d o s d e s c r ito s a n t e r i o r m e n t e .
O m é t o d o d e e l e iç ã o p a r a a d e t e r m i n a ç ã o d a s e q ü ê n c i a d e a m i n o á c i d o s n u m a c a d e i a p o l i p e p t í d i c a c o n s i s t e n a c is ã o d e s
t a a t r a v é s d e e n z i m a s p r o t e o l í t i c a s q u e a t u a m e l e t i v a m e n t e e m d e t e r m i n a d a s l i g a ç õ e s p e p t í d i c a s ( p o r e x e m p lo : p e p s in a , q u i m o t r i p s i n a , t r i p s i n a ) e, a s e g u ir , n u m a d e d u ç ã o d a s e q ü ê n c i a d o s a m in o á c id o s a p a r t i r d a a n á l i s e d o s p e p t í d i o s o b tid o s p o r d i g e s t ã o e n z i m á t i c a .
O a m i n o á c i d o N - t e r m i n a l é d e t e r m i n a d o a t r a v é s d a r e a ç ã o c o m o 2 , 4 - d in i tr o - f l ú o r - b e n z e n o ( r e a t i v o d e S a n g e r ) e d e s t a m a n e i r a o b t é m - s e o s e n t i d o d a c a d e i a
( 1—» n ) .
I n ú m e r a s p r o t e í n a s j á p o s s u e m a s u a e s t r u t u r a p r i m á r i a c o m p l e t a m e n t e d e c i f r a d a : a i n s u l i n a ( S a n g e r ) , c o m 51 r e s íd u o s d e a m i n o á c i d o s ; a r i b o n u c l e a s e ( S t e i n & M o o r e ) , c o m 124 r e s í d u o s ; a p r o t e í n a d o v í r u s d o m o s a i c o d o t a b a c o ( F r a e n k e l - C o n r a t & c o ls., S c h r a m m & c o l s .) , c o m 158 r e s í d u o s , e tc .
-H H
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vai H ileu H CH3 H3C— C— CH3
0 H H 0 H H
II I I II I I
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0 H H
II I I
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I CO asp N
NH,
ç ã o ( - 2 H ) d o s g r u p a m e n t o s s u l f i d r í l i c o s d e i a p o l i p e p t í d i c a . A s s im , a e s t r u t u r a p r i -
d ê s te s . m á r i a d a p r o t e í n a i n s u l i n a m o s t r a q u e
A s p o n t e s d e d i s s u l f ê t o p o d e m t a m - e s s a s u b s t â n c i a é f o r m a d a p o r d u a s c a -b é m s e e s t a -b e l e c e r e n t r e d o is r e s í d u o s d e d e i a s p o l i p e p t í d i c a s (A e B ) u n i d a s p o r c i s t e í n a p e r t e n c e n t e s c a d a u m a u m a c a - d u a s p o n t e s d e d i s s u l f ê t o ( F ig . 1 9 ) :
N o v . - D e z . , 1 9 6 9 R e v . S o c . B r a s . M e d . T r o p . 3 4 9
A e s t r u t u r a s e c u n d á r i a d a s p r o t e í n a s ( P a u l i n g & c o ls .) é a h é l i c e a l f a ( “ a l p h a - h e l i x ” ) , c o n s t i t u í d a f u n d a m e n t a l m e n t e p o r lig a ç õ e s d e r e s s o n â n c i a q u e s e e s t a b e l e c e m e n t r e u m á t o m o d e h i d r o g ê n i o d e u m g r u p a m e n t o a m í n i c o p e r t e n c e n t e a u m r e s í d u o d e a m i n o á c i d o d e p o s i ç ã o ( n ) q u a l q u e r n a c a d e i a p o l i p e p t í d i c a c o m u m á t o m o d e o x i g ê n i o d e u m g r u p a m e n t o c a r b o x í l i c o d e u m r e s í d u o d e p o s i ç ã o l i n e a r ( n - 4 ) e e n t r e u m á t o m o d e o x ig ê n io d o g r u p a m e n t o c a r b o x í l i c o d o r e s í d u o ( n ) c o m u m á t o m o d e h i d r o g ê n i o d o g r u p a m e n t o a m í n i c o d o r e s í d u o ( n + 4 ) .
E s t a s p o n t e s d e h i d r o g ê n i o c o n f e r e m à m o l é c u l a p r o t ê i c a u m a e s t r u t u t a h e l i c o i - d a l ( c a d a p a s s o c o m p l e t o d a h é l i c e a l f a c o n t é m 3,6 r e s í d u o s d e a m i n o á c i d o s ) c a p a z d e d e s v i a r a l u z p o l a r i z a d a : a p o l i g l i - c i n a , p o l í m e r o a r t i f i c i a l , d e s v i a a l u z p o l a r i z a d a , e n q u a n t o c a d a r e s í d u o i s o l a d o d e g l i c i n a n ã o p o s s u i a t i v i d a d e ó p t i c a .
A e s t r u t u r a t e r c i á r i a d a s p r o t e í n a s é c o n s t i t u í d a p o r v á r i o s t i p o s d e l ig a ç õ e s , c o m o , p o r e x e m p lo , i n t e r a ç õ e s e l e t r o s t á t i - c a s ( l i g a ç õ e s i ô n i c a s ) , i n t e r a ç õ e s d e V a n d e r W a a l s ( l i g a ç õ e s d e r e s s o n â n c i a a t r a v é s d e p o n t e s d e h i d r o g ê n i o ) , i n t e r a ç õ e s h i d r o f ó b i c a s a p o l a r e s , e t c ., e n t r e o s r e s í d u o s d e u m a m e s m a c a d e i a p o l i p e p t í d i c a .
A e s t r u t u r a q u a t e r n á r i a d a s p r o t e í n a s c o m p r e e n d e i n t e r a ç õ e s d e v á r i o s t i p o s q u e s e e s t a b e l e c e m e n t r e d u a s o u m a i s c a d e i a s p o l i p e p t í d i c a s e q u e r e s u l t a m , o b v i a m e n t e , n u m c o m p le x o o u a g r e g a d o m a c r o m o -
l e c u l a r d e v á r i a s c a d e i a s .
A lé m d e s u a f u n ç ã o e s t r u t u r a l d e e s t a b i l i z a ç ã o , a s e s t r u t u r a s s e c u n d á r i a , t e r c i á r i a e q u a t e r n á r i a , a s s i m c o m o a s p o n t e s d e d i s s u l f ê t o d a e s t r u t u r a p r i m á r i a , s ã o d e f u n d a m e n t a l i m p o r t â n c i a p a r a a a t i v i d a d e b i o l ó g i c a p o i s s ã o e l a s q u e d i s p õ e m t r i d i m e n s i o n a l m e n t e o s c e n t r o s a t i v o s n ã o s ó d a s e n z i m a s c o m o t a m b é m d e o u t r a s s u b s t â n c i a s d e n a t u r e z a p r o t ê i c a c o m f u n ç õ e s d e f i n i d a s e e s p e c í f i c a s .
S e m e n t r a r e m c o n s i d e r a ç õ e s s ô b r e o s i n ú m e r o s f a t o r e s d e n a t u r e z a f í s i c a ( t e m p e r a t u r a , p H , e t c . ) o u d e n a t u r e z a q u í m i c a ( c o f a t o r e s c o m o a s v i t a m i n a s e a s c o - e n z i m a s , a t i v a d o r e s c o m o í o n s m e t á l i c o s M gH —f-, c o n t r o l a d o r e s s i s t ê m i c o s d a a t i v i d a d e e n z i m á t i c a c o m o o s h o r m ô n i o s , e t c .) q u e i n t e r v é m n o s p r o c e s s o s e n z i m á t i c o s , só
s e r á a n a l i s a d o r à p i d a m e n t e , n a q u e s t ã o d a e s p e f i c i d a d e c a t a l í t i c a d a s e n z im a s , o s e u c e n t r o a t i v o , i s t o é , o c o n j u n t o d e g r u p a m e n t o s e s s e n c i a i s d e a m in o á c id o s d i s p e r s o s p e l a c a d e i a p o l i p e p t í d i c a e d i s
p o s t o s n u m a o r d e m q u e é d i t a d a p e l a e s t r u t u r a t r i d i m e n s i o n a l d a m o l é c u l a e q u e
s e l i g a m a o s u b s t r a t o , “ e n f r a q u e c e n d o - o p a r a q u e ê l e p o s s a s e r a l t e r a d o ” , s e g u n d o a r e a ç ã o :
e n z i m a + s u b s t r a t o c o m p le x o ( e n - z i m a / s u b t r a t o ) —» e n z i m a + p r o d u t o s
T ê m s id o a p o n t a d o s c o m o e l e m e n to s i n t i m a m e n t e l i g a d o s a o s p r o c e s s o s d e c a - t á l i s e o s a m i n o á c i d o s s e r i n a , l i s i n a e h i s - t i d i n a , s e n d o q u e a p r e s e n ç a d ê s t e ú lti m o c o m o g r u p a m e n t o e s s e n c i a l d o s c e n tr o s a t i v o s é f a t o i n d i s c u t í v e l . I g u a l m e n t e i n d i s p e n s á v e i s à a t i v i d a d e b io ló g i c a d a s e n z i m a s t ê m s e r e v e l a d o o s r e s í d u o s d e c i s t e í n a q u e , l i g a d o s d o is a d o is p o r p o n t e s 1 e d i s s u l f ê t o , d e s e m p e n h a m p a p e l f u n d a m e n t a l n o d o b r a m e n t o f u n c i o n a l d a s m o lé c u l a s p r o t ê i c a s .
M u t a ç õ e s d e D N A , q u e s e r e f l e t i r ã o n a m o l é c u l a d a p r o t e í n a p o r a l t e r a ç õ e s d e s e q ü ê n c i a p o r m e io d e s u b s t i t u i ç ã o , d e le ç ã o o u a c r é s c i m o d e a m i n o á c i d o s , d e u m a m a n e i r a g e r a l s ó t e r ã o i m p o r t â n c i a (p o r e x e m p lo , t r a n s f o r m a ç ã o d e u m a e n z im a e m u m a p r o t e í n a d e s p r o v i d a d e a ç ã o c a t a l í t i c a e s p e c í f i c a ) q u a n d o i n c i d i r e m s ô b r e r e g i õ e s c o r r e s p o n d e n t e s a o s c e n tr o s a t i v o s o u q u a n d o , i n c i d i n d o s ô b r e r e g iõ e s “ i n e r t e s ” , p r o v o c a r e m u m d o b r a m e n t o d i f e r e n t e d a m o l é c u l a e m s u a e s t r u t u r a t r i d i m e n s i o n a l (o q u e p r o v o c a r i a u m a d i s p o s i ç ã o e s p a c i a l i n o p e r a n t e d o s c e n t r o s a t i v o s ) . A l g u n s e x e m p l o s e s c la r e c e m s o b r e m a n e i r a ê s t e f a t o :
1) S m i t h & c o ls., j á e m 1957 (I.U .P .A .C ., P a r i s ) d e m o n s t r a r a m q u e a e n z i m a p a - p a í n a d o m a m ã o
(O arica p a p a ya ) m a n t é m
a i n d a a s u a a t i v i d a d e p r o t e o l í t i c a c a r a c t e r í s t i c a m e s m o a p ó s a r e t i r a d a ( p o r m e i o d e h i d r ó l i s e e n z i m á t i c a ) d e 7 0 d o s 180 r e s í d u o s d e a m i n o á c i d o s q u e c o m p õ e m a s u a m o l é c u l a .l í t i c a e s p e c íf i c a . N o e n t a n t o , e n q u a n t o a e n z i m a d o c o g u m e lo é f o r m a d a s o m e n t e p o r u m a c a d e i a p c l i p e p t í d i c a d o b r a d a f u n
c i o n a l m e n t e , a e n z i m a b a c t e r i a n a é f o r m a d a p o r d u a s c a d e i a s p o l i p e p t í d i c a s i n d e p e n d e n t e s q u e f o r m a m , d e v i d o a f o r ç a s d e c o e s ã o q u a t e r n á r i a s , u m c o m p le x o m a c r o m o l e c u l a r d e d u a s c a d e i a s . A d m i t e - s e , p o r t a n t o , q u e n a b a c t é r i a p e r d e u - s e u m a r e g i ã o d e a m i n o á c i d o s s e m i m p o r t â n c i a n a a t i v i d a d e c a t a l í t i c a e s p e c í f i c a d a e n z i m a e q u e e s t á p r e s e n t e n a p r o t e í n a d o f u n g o , s o b o c o n t r o l e g e n é t i c o d e u m a p o r ç ã o d e D N A d e n o m i n a d a “ r e g i ã o p r o f u n d a ” . D i g a - s e d e p a s s a g e m , n u m e r o s a s s u b s t i t u i ç õ e s d e a m i n o á c i d o s t ê m s id o r e g i s t r a d a s e m m o l é c u l a s d a e n z i m a , s e m q u e s e o b s e r v e a p e r d a d a e s p e c i f i c i d a d e t a l í t i c a d e s t a . C a l c u l a - s e q u e c ê r c a d e 7 5 % d a m o l é c u l a d e s t a e n z i m a s e j a i n o
p e r a n te o u s i l e n c i o s a n o p r o c e s s o d a c a ta lis e .
3) N a m o l é c u l a d a i n s u l i n a ( q u e , e m b o r a n ã o s e n d o u m a e n z i m a , m a s u m h o r m ô n io , t e m u m a a ç ã o s i s t ê m i c a h i p o g l i - c e m i a n t e c a r a c t e r í s t i c a e e s p e c í f i c a ) t ê m s id o r e g i s t r a d a s v á r i a s s u b s t i t u i ç õ e s n u m a
p a r t e n ã o - f u n c i o n a l d a c a d e i a A e m v á r i o s m a m í f e r o s ( c o n s u l t a r a f ig . 1 9 ):
p o s iç õ e s n a c a d e i a A
8 9 10
b a l e i a t h r s e r ile u
b o i a l a s e r v a i
c a r n e i r o a l a g i y v a i
c a v a l o t h r g i y ile u
p o r c o t h r s e r ile u
P r o t e í n a s b i o l o g i c a m e n t e i n a t i v a s p o d e m , i n v e r s a m e n t e , t r a n s f o r m a r - s e , p o r m e io d e m u t a ç õ e s , e m p r o t e í n a s c o m f u n ç õ e s b io ló g i c a s d e f i n i d a s : g r a ç a s a u m a t é c n i c a s e n s í v e l (“ r e p l i c a - p l a t i n g ” ) , L e d e r - b e r g c o n s e g u i u d e t e r m i n a r a o c o r r ê n c i a n a t u r a l d e m u t a ç õ e s e m c e p a s d e b a c t é r i a s
E sch erich ia
coli s e n s í v e i s a o
a n t i b i ó t i c o e s t r e p t o m í c i n a ; e s s a s m u t a ç õ e s o c o r r e m n u m a f r e q ü ê n c i a b a i x í s s i m a ( 1 : 107) e c o n f e r e m à s b a c t é r i a s a c a p a c i d a d e d e i n a t i v a r o a n t i b i ó t i c o m e d i a n t e u m a e n z i m a ; lo g o , t e m - s e o c a s o d e m u t a ç ã o d e u m a p r o t e í n a ( p r e s u m i v e l m e n t e ) p r é - e x i s - t e n t e n ã o - c a t a l í t i c a e m e n z i m a e s p e c íf i c a .B I B L I O G R A F I A
1 1
1 2
1 — B E A D L E , G . W ., — “ G e n e s a n d C h e - 9 — m i c a l R e a c t i o n s i n N e u r o s p o r a ” ,
S c ie n c e , 129: 1 7 1 5 -1 7 1 9 , 1959. 2 — B E A D L E , G . W ., T A T U M , E . L „ —
“ G e n e t i c C o n t r o l o f B i o c h e m i c a l 10 — R e a c t i o n s i n N e u r o s p o r a ” , P r o c . N a t .
A c a d . S e i. U . S ., 2 7 : 4 9 9 -5 0 6 , 1941. 3 — B O N N E R , D . M ., M IL L S , S . E ., —
“ H e r e d i t y ” , P r e n t i c e - H a l l , I n c ., E n - g le w o o d C l if f s , 1964.
4 — B O N N E R , D . M ., S U Y A M A , Y „ D E -M O S S , J . A ., — “ G e n e t i c F i n e S t r u c - t u r e a n d E n z y m e F o r m a t i o n ” , F e d . P ro c ., 19: 9 2 6 -9 3 0 , 1960.
5 — D E S N U E L L E , P ., — “ T h e G e n e r a l C h e m i s t r y o f A m in o A c id s a n d P e p - t i d e s ” , i n N e u r a t h , H ., B a ile y , K ., “ T h e P r o t e i n s ” , A c a d e m i c P r e s s , I n c ., N e w Y o rk . 1953, V o l. I - A , P p . 8 7 -1 8 0 . 6 — F R A E N K E L -C O N R A T , H „ — “ V í r u s : E s t r u t u r a e F u n ç a o n o L i m i a r d a
V i d a ” , E d i t o r a d a U n i v e r s i d a d e d e B r a s í l i a , 1966.
7 — H A R T M A N , P . E ., S U S K IN D , S . R ., — “ G e n e A c t i o n ” , P r e n t i c e - H a l l , I n c ., E n g le w o o d C lif f s , 1965.
8 — H A U R O W IT Z , F ., — “ C h e m i s t r y a n d 15 B io lo g y o f P r o t e i n s ” , A c a d e m i c P r e s s , I n c ., N e w Y o r k , 1950.
13 —
14
L E D E R B E R G , J . , L E D E R B E R G , E . M ., — “ R e p l i c a P l a t i n g a n d I n d i r e c t S e l e c t i o n o f B a c t e r i a l M u t a n t s ” , J . B a c t e r i o l ., 6 3 : 3 9 9 -4 0 6 . 1952.
L C W , B . W ., — “ T h e S t r u c t u r e a n d C o n f i g u r a t i o n o f A m in o A c id s , P e p - t i d e s a n d P r o t e i n s ” , i n N e u r a t h . H ., B a ile y , K ., “ T h e P r o t e i n s ” , A c a d e m i c P r e s s , I n c ., N e w Y o r k , 1953, V ol. I - A , P p . 2 3 5 -3 9 1 .
M C E L R O Y , W . D ., — “ C e ll P h y s io lo - g y a n d B i o c h e m i s t r y ” , P r e n t i c e - H a l l , I n c . , E n g le w o o d C l if f s , 1965.
R A W , I., C O L L I, W ., — “ F u n d a m e n to s d e B i o q u í m i c a ” , E d i t o r a d a U n i v e r s i d a d e d e B r a s í l i a , 1965, V o l. I. S M I T H , E . L ., H IL L , R . L ., K IM M E L , J . R ., — “ S o m e S t u d i e s o n t h e S t r u c t u r e a n d A c t i v i t y o f P a p a i n ” , in N e u b e r g e r , A ., “ S y m p o s i u m o n P r o - t e i n S t r u c t u r e ” , M e t h u e n & Co., L t d a ., L o n d c n , 1958, P p . 18 2 -2 0 7 . T U P P Y , H „ “ Ü b e r d ie A r t s p e z i f i t i i t d e r P r o t e i n s t r u k t u r ” , i n N e u b e r g e r , A ., “ S y m p o s i u m o n P r o t e i n S t r u c t u r e ” , M e t h u e n & C o., L t d a , L o n d o n , 1958, P p . 6 6 -7 6 .
