Introdução a Bioquímica: Introdução a Bioquímica: Bi lé lBi lé lBiomoléculasBiomoléculas

Aula 1Aula 1Introdução ao Curso: AminoácidosIntrodução ao Curso: AminoácidosIntrodução ao Curso: AminoácidosIntrodução ao Curso: Aminoácidos

IgnezIgnez CaracelliCaracelli Julio Zukerman SchpectorJulio Zukerman SchpectorBioMat – DF – UNESP/Bauru LaCrEMM LaCrEMM –– DQ DQ –– UFSCarUFSCar

1Bauru, 11 de agosto de 2008.

AvaliaçãoAvaliaçãoAvaliaçãoAvaliação

• 1seminário em grupo (S)1seminário em grupo (S)• 1 prova (P)

ti id d (A)• atividades (A)• média (M)

M = 0 4 S + 0 6 P + AM 0,4 S + 0,6 P + A

2

AvaliaçãoAvaliação -- ConceitosConceitosAvaliaçãoAvaliação ConceitosConceitos

M = 0 4 S + 0 6 P + AM = 0,4 S + 0,6 P + A

6 ≤ M ≤ 7,0 → conceito C 7,1 ≤ M ≤ 8,5 → conceito B 8 6 ≤ M ≤ 10 0 → conceito A8,6 ≤ M ≤ 10,0 → conceito A

3

EE--mailsmailsEE mailsmailsbit.603@gmail.com envio ebit.603@gmail.com envio e entrega de material e exercicios

urgente:@fignez@fc.unesp.br

julio@power.ufscar.br

4

EmentaEmentaEmentaEmenta

• proteínasproteínas • DNA.

li íd• lipídeos.• açúcares.• enzimas.

5

EmentaEmentaEmentaEmenta

bioquímica bioquímicaestrutural

6

FerramentasFerramentasFerramentasFerramentas

• programas de visualização gráficaprogramas de visualização gráfica• bancos de dados

h i t d í i ↑• conhecimentos de química ↑• conhecimentos de bioquímica ↑• conhecimentos de interações, ligações ↑

7

ReferReferêêncianciaReferReferêência ncia

AutoresAutores:AutoresAutores:Ignez Caracelli eJulio Zukerman-Schpector

EditoraEditora: EdUFSCar

ISBN:ISBN: 85-7600-065-2

8

Principais ReferênciasPrincipais Referências

• LehningerLehninger• Voet & Voet

V t V t & P tt• Voet, Voet & Pratt

9

Bancos de DadosBancos de DadosBancos de DadosBancos de Dados

http://www.rcsb.org/pdb/PDB

http://www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/pdbsum/PDBSum

NDB http://ndbserver.rutgers.edu/NDB/structure-finder/index htmlfinder/index.html

10

EstruturaEstrutura ×× Sistemas BiológicosSistemas BiológicosEstrutura Estrutura ×× Sistemas BiológicosSistemas Biológicos

espectroscopia UV-visível

métodosmétodos

espectroscopia UV visívelespectroscopia Ramanespectroscopia IVdicroísmo circularexperimentaisexperimentais dicroísmo circular ressonância paramagnética eletrônica (EPR)ressonância magnética nuclear (NMR)difração de raios X

métodosmétodost ó it ó i

modelagem por homologiadocking

IC 11

teóricos teóricos dinâmica molecularalinhamento de seqüências

EstruturaEstrutura ×× Ferramentas ComputacionaisFerramentas ComputacionaisEstrutura Estrutura ×× Ferramentas ComputacionaisFerramentas Computacionais

métodosmétodosdifração de raios X

experimentaisexperimentaisdifração de raios X

métodosmétodost ó it ó i

modelagem por homologiadocking

IC 12

teóricos teóricos dinâmica molecularalinhamento de seqüências

EstruturaEstrutura ×× Ferramentas ComputacionaisFerramentas ComputacionaisEstrutura Estrutura ×× Ferramentas ComputacionaisFerramentas Computacionais

métodosmétodosdifração de raios X

experimentaisexperimentaisdifração de raios X

i d d ãi d d ã

cristalcristal

sistema de detecçãosistema de detecção

padrão de difraçãopadrão de difração

EstruturaEstrutura ×× Ferramentas ComputacionaisFerramentas ComputacionaisEstrutura Estrutura ×× Ferramentas ComputacionaisFerramentas Computacionais

métodosmétodost ó it ó i

modelagem por homologiadocking

IC 14

teóricos teóricos dinâmica molecularalinhamento de seqüências

Desafios do século XXDesafios do século XXDesafios do século XXDesafios do século XX

problemas dos sistemas “nãoproblemas dos sistemas “não--vivos”vivos”––problemas dos sistemas nãoproblemas dos sistemas não vivosvivoscondutores, supercondutores, novos condutores, supercondutores, novos materiais, energia, radiações, materiais, energia, radiações, g çg çcomunicações,....comunicações,....

envolvidos:envolvidos:física, química, matemática, computação,física, química, matemática, computação,física, química, matemática, computação, física, química, matemática, computação,

engenharias, ...engenharias, ...

IC 15

Desafios do século XXIDesafios do século XXIDesafios do século XXIDesafios do século XXI

problemas dos sistemas biológicosproblemas dos sistemas biológicosproblemas dos sistemas biológicosproblemas dos sistemas biológicos

envolvidos:envolvidos:envolvidos:envolvidos:física, química, matemática, computação, física, química, matemática, computação,

engenhariasengenhariasengenharias, ...engenharias, ...

++biologia, bioquímica, genética, fisiologia,...biologia, bioquímica, genética, fisiologia,...

IC 16

Desafios dos séculos XX e XXIDesafios dos séculos XX e XXIDesafios dos séculos XX e XXIDesafios dos séculos XX e XXIGenomaGenoma:: estuda a molécula de DNA e a informação nela armazenada

sob a forma de genessob a forma de genes.

TranscriptomaTranscriptoma:: a transcrição do DNA para o RNA, o primeiro passodo fluxo da informação genética, para que seja possivel ter umaç g , p q j pidéia da funcionalidade do genoma daquela célula.

ProteomaProteoma:: as proteínas expressas são analisadas e identificadas

MetabolomaMetaboloma:: visa determinar os metabólitos, os produtos finais dos diversos processos celulares e que podem englobar, além dos nucleotídeos e aminoácidos, os açúcares, lipídios, esteróides e , ç , p ,mais uma infinidade de outras moléculas importantes para a manutenção da atividade biológica.

IC 17

Desafios do século XXIDesafios do século XXIDesafios do século XXIDesafios do século XXI

14 .000 genes14 .000 genes

IC

1820 .000 genes

Desafios do século XXIDesafios do século XXIDesafios do século XXIDesafios do século XXI

IC 19InteractomaInteractoma: : estudo das interações proteínaestudo das interações proteína-- proteína, proteína proteína, proteína --

dnadna, proteína, proteína-- moléculas pequenas,…. moléculas pequenas,….

Moléculas Moléculas

20

Moléculas Moléculas

21

Moléculas Moléculas

22

Moléculas Moléculas

x y z

23

Estrutura tridimensional =Estrutura tridimensional =

conhecer as coordenadas de todos os átomosconhecer as coordenadas de todos os átomosconhecer as coordenadas de todos os átomosconhecer as coordenadas de todos os átomos

IC 24

Linguagem x InformaçãoLinguagem x InformaçãoLinguagem x InformaçãoLinguagem x Informação

letras frases

aminoácidosaminoácidos proteínasproteínasaminoácidos aminoácidos proteínas proteínas

25

Problema CentralProblema CentralProblema CentralProblema Central

frases texto

proteínasproteínas funçãofunçãoproteínas proteínas funçãofunção

26

Estruturas tridimensionaisEstruturas tridimensionaisEstruturas tridimensionaisEstruturas tridimensionais

métodosmétodos ét dét dmétodosmétodosexperimentaisexperimentais

métodosmétodosteóricos teóricos

27

Estruturas tridimensionaisEstruturas tridimensionaisEstruturas tridimensionaisEstruturas tridimensionaismoléculasmoléculas moléculasmoléculasmoléculasmoléculaspequenaspequenas

moléculasmoléculasgrandesgrandes

28

Estruturas TridimensionaisEstruturas TridimensionaisEstruturas TridimensionaisEstruturas Tridimensionais

métodos experimentais:métodos experimentais: cristalcristalmétodos experimentais:métodos experimentais: cristalcristal

29

Estruturas TridimensionaisEstruturas TridimensionaisEstruturas TridimensionaisEstruturas Tridimensionaisdifração de raios Xdifração de raios Xcristalografiacristalografia

30

1 f ãf ãEstruturas TridimensionaisEstruturas Tridimensionais

1 conformaçãoplanejada

conformaçãodobrada

planejamentoplanejamento

cristalografiacristalografiasíntesesíntese

cristalografiacristalografia

31moléculas pequenasmoléculas pequenas

1 f ãf ãEstruturas TridimensionaisEstruturas Tridimensionais

1 conformaçãoplanejada

conformaçãodobrada

HC05HC05HC05HC05planejamentoplanejamento

HC05HC05HC05HC05

cristalografiacristalografiasíntesesíntese

1 conformaçãonão-planejadaconformação

estendida

cristalografiacristalografia

32

não planejadaestendidamoléculas pequenasmoléculas pequenas

Estruturas TridimensionaisEstruturas TridimensionaisEstruturas TridimensionaisEstruturas Tridimensionais

proteínasproteínasproteínasproteínas

33

Estruturas TridimensionaisEstruturas TridimensionaisEstruturas TridimensionaisEstruturas Tridimensionais

ã í ???ã í ???quem são as proteínas???quem são as proteínas???como são suas estruturas 3D??como são suas estruturas 3D??

como desempenham suas funções???como desempenham suas funções???

34

Estruturas Tridimensionais Estruturas Tridimensionais in silicoin silico

Modelagem MolecularModelagem MolecularModelagem MolecularModelagem Molecular

alinhamento de seqüênciasalinhamento de seqüênciaspredição de estruturas de proteínasmodelagem por homologiamodelagem de ligantesg gdocking

35

ProteínasProteínas

36

Funções biológicas das proteínasFunções biológicas das proteínasFunções biológicas das proteínasFunções biológicas das proteínas

• Biocatalizadores (enzimas)( )• Receptores de sinais químicos• Transportadores

E t t i ( it l t lá )• Estruturais (citoesqueleto, colágeno)• Defesa (sistema imunológico, restrição bacteriana, etc.)• Mobilidade (motores moleculares)Mobilidade (motores moleculares)• Transdução• Aderência celular e organização tissular• Enovelamento correto de outras proteínas• Outras

IC 37

Os aminoácidos e proteínas Os aminoácidos e proteínas

O químico holandês Gerardus Mulder foi oO químico holandês Gerardus Mulder foi oprimeiro a dotar o termo proteproteíínana em 1838.

Do grego proteus: primário, o mais importante.

38

Os aminoácidos e proteínas Os aminoácidos e proteínas

O primeiro aminoácido descoberto foi a asparaginaasparagina, p p gp g ,extraída do aspargo, em 1806.

O primeiro identificado em uma proteína foi a leucinaleucinapor Proust em 1819.

O último (2020oo )a ser descoberto foi a treoninatreonina em 1936. (hoje isto nao é mais verdade )(hoje isto nao é mais verdade…)

39

Os aminoácidos e proteínasOs aminoácidos e proteínasOs aminoácidos não possuem um nomesistemáticosistemático.

A glicinaglicina tem esse nome devido ao gosto doceA glicinaglicina tem esse nome devido ao gosto doce(glycos = doce).

A tirosinatirosina foi originalmente isolada do queijo(tyros = queijo).(tyros queijo).

O ácidoácido glutâmicoglutâmico foi encontrado no glúten de40

O ácidoácido glutâmicoglutâmico foi encontrado no glúten detrigo.

Aspectos Básicos da Estrutura PolipeptídicaAspectos Básicos da Estrutura PolipeptídicaAspectos Básicos da Estrutura PolipeptídicaAspectos Básicos da Estrutura Polipeptídica

As proteínas são cadeias (polímeros)As proteínas são cadeias (polímeros) constituídos por

• 20 L-aminoácidos-padrão unidos por ligaligaçõções peptes peptíídicasdicasligaligaçõções peptes peptíídicasdicas

O i á id• Os aminoácidos reunem-se em combinações praticamente infinitas

41

Níveis estruturais das proteínasNíveis estruturais das proteínasNíveis estruturais das proteínas Níveis estruturais das proteínas

estruturaestrutura

estruturaestrutura

ddáá ii

estruturaestrutura

terciterciáária ria

estruturaestrutura

quaternária quaternária

42

estruturaestrutura

primprimáária ria

secundsecundáária ria

próxima aula ...próxima aula ...

Aspectos Básicos da Estrutura Aspectos Básicos da Estrutura P li ídiP li ídiPolipeptídicaPolipeptídica

As proteínas são cadeias (polímeros)As proteínas são cadeias (polímeros)constituídas por

• 20 L-aminoácidos

• D-açúcares ç

43

Grupo carboxilaGrupo carboxila(dissociado)(dissociado)

AminoácidosAminoácidos(dissociado)(dissociado)

Grupo aminaGrupo amina(protonado)(protonado)

COO-

CH3N+ H

CCRR

CadeiaCadeialaterallateral

Carbono Carbono αα

44

Ligações nas ProteínasLigações nas ProteínasLigações nas Proteínas Ligações nas Proteínas

••interações covalentesinterações covalentes (fortes)interações covalentesinterações covalentes (fortes)– ligação peptídica (aa – aa) – ligacao dissulfeto (S —– S; Cys – Cys)ligacao dissulfeto (S S; Cys Cys)

••interações nãointerações não--covalentescovalentes (fracas)interações nãointerações não--covalentescovalentes (fracas)– interações eletrostáticas– interações de van der Waalsinterações de van der Waals– ligações de hidrogênio– interações hidrofóbicas

45

interações hidrofóbicas

11oo nível estrutural: nível estrutural: Estrutura Polipeptídica Estrutura Polipeptídica –– seqüência de aminoácidosseqüência de aminoácidosp pp p qq

(formação da cadeia)(formação da cadeia)

Proteínas são polipeptídeospolipeptídeos constituídos por:

• 20 L-aminoácidos20 L aminoácidos

D ú• D-açúcares

IC 46

LetrasLetras × × palavraspalavrasLetrasLetras × × palavraspalavras

ABCDCDEFGHIJABCDCDEFGHIJKKLMNOPQRSTUVLMNOPQRSTUVWWXXYYZZABCDCDEFGHIJABCDCDEFGHIJKKLMNOPQRSTUVLMNOPQRSTUVWWXXYYZZ

ABCORSABCORS COBRASCOBRAS

ACDEFGHIKLMNPQRSTVWYACDEFGHIKLMNPQRSTVWY

IC 47

Ligação PeptídicaLigação Peptídica

48

AminoácidosAminoácidos Grupo carboxilaGrupo carboxila(dissociado)(dissociado)(dissociado)(dissociado)

Grupo aminaGrupo amina(protonado)(protonado)

COO-

CH3N+ H

CCRR

CadeiaCadeialaterallateral

Carbono Carbono αα

IC 49

Aminoácidos:Aminoácidos: estereoisomeriaestereoisomeriaAminoácidos: Aminoácidos: estereoisomeriaestereoisomeria

IC 50

Isômeros ÓticosIsômeros ÓticosIsômeros ÓticosIsômeros Óticos

Uma molécula quiralmolécula quiral, é aquela que não é idêntica à sua imagem especular.

Uma molécula quiral e sua imagem especular formam um par de

IC 51

Uma molécula quiral e sua imagem especular formam um par de enantiômerosenantiômeros, ou isômeros especulares.

Isomeria Ótica:Isomeria Ótica: PolarPolaríímetrometroIsomeria Ótica:Isomeria Ótica: PolarPolaríímetrometro

l i dl i dsubstsubstâânciancia a a ser analisadaser analisada

polarizador polarizador

lâmpada delâmpada dedesviodesvio dada luzluz

lâmpada de lâmpada de sódiosódio

(monocromática (monocromática l )l )amarela)amarela)

luz luz polarizadapolarizada

IC 52

Isomeria Ótica:Isomeria Ótica: PolarPolaríímetrometroIsomeria Ótica:Isomeria Ótica: PolarPolaríímetrometro

luz polarizadaluz polarizada substsubstâância analisadancia analisada

não muda a rotação do disco inativainativa

gira o disco para a direita oticamente ativaoticamente ativa: dextrógira DD

girar o disco para a esquerda oticamente ativaoticamente ativa: levógira L

IC 53

Isômeros ÓticosIsômeros Óticos:: exemploexemploIsômeros ÓticosIsômeros Óticos: : exemploexemplo

TalidomidaTalidomida• enantiômero R

tiô S• enantiômero S

IC 54S R

Isômeros ÓticosIsômeros Óticos:: exemploexemploIsômeros ÓticosIsômeros Óticos: : exemploexemplo

Talidomida STalidomida S Talidomida RTalidomida RTalidomida STalidomida Sefeito sedativo

Talidomida RTalidomida Refeito teratogênico

t t t ê i t dagente teratogênico tudo aquilo capaz de produzir dano aoproduzir dano ao embrião ou feto durante a gravidez.durante a gravidez.

IC 55

Aminoácidos: estereoisomeriaAminoácidos: estereoisomeria

COO- COO-

C+H3N H

CH3

C

CH

NH3+H

L-Alanina D-AlaninaCH3 CH3

56

Aminoácidos e PolaridadeAminoácidos e PolaridadeAminoácidos e PolaridadeAminoácidos e Polaridade

COO-COO

CH3N+ HCR

H3N HR

Carbono Carbono ααRR

R:R: CadeiaCadeialaterallateral

R:R:nãonão--polarpolarpolar nãopolar não--carregadocarregado

57

polar nãopolar não--carregadocarregadopolar carregadopolar carregado

ProteínasProteínasProteínasProteínas

LL--aminoácidosaminoácidos

DD--açúcaresaçúcares

IC 58

Molécula Apolar (Molécula Apolar (ouou nãonão--polar)polar)Molécula Apolar (Molécula Apolar (ouou nãonão--polar)polar)átomo ou molécula apolar: o centro das

iti i id t d

Molécula Apolar (Molécula Apolar (ouou nãonão polar)polar)Molécula Apolar (Molécula Apolar (ouou nãonão polar)polar)

cargas positivas coincide com o centro das cargas negativas na ausência de campos

elétricoselétricos.

cargas cargas itiiti p = 0positivaspositivas p = 0

cargas cargas negativasnegativas

+ − ≡

59

Molécula Apolar (Molécula Apolar (ouou nãonão--polar)polar)Molécula Apolar (Molécula Apolar (ouou nãonão--polar)polar)Molécula Apolar (Molécula Apolar (ouou nãonão polar)polar)Molécula Apolar (Molécula Apolar (ouou nãonão polar)polar)

molécula apolarmolécula apolar na presença de campo elétrico:campo elétrico:⇒ centro das cargas positivascentro das cargas positivas ≠ centro das cargas centro das cargas

negativasnegativasnegativasnegativas⇒ um dipolo induzido (orientado de – para +)⇒ p ≠ 0

+ − ≡cargas

positivaspp

EE

cargas negativas

pp

p ≠ 0

60

Molécula Apolar (Molécula Apolar (ouou nãonão--polar)polar)Molécula Apolar (Molécula Apolar (ouou nãonão--polar)polar)Molécula Apolar (Molécula Apolar (ouou nãonão polar)polar)molécula apolar

o centro de cargas positivas (núcleo) dipolo induzidoo centro de cargas positivas (núcleo)

Molécula Apolar (Molécula Apolar (ouou nãonão polar)polar)

coincide com o centro de cargas negativas (nuvem eletrônica).

o centro de cargas positivas (núcleo) não coincide com o centro de cargas

negativas (nuvem eletrônica).

cargas positivas

E

p

+ − ≡

+ − ≡

cargas negativas

⇒ p = 0 ⇒ p ≠ 0

61

Molécula PolarMolécula PolarMolécula PolarMolécula Polarmesmo na ausência de campo elétrico:

→→centro de cargas positivascentro de cargas positivas ≠ centro centro das cargas negativasdas cargas negativas

→ molécula é um dipolo chamado de dipolo permanentedipolo permanentedipolo permanentedipolo permanente

62

moléculasmoléculasmoléculasmoléculascarga elétrica ⇒ dipolo ⇒ sistema com muitas cargas

A forma como as cargas estão distribuídas muda a formado campo elétrico criado por essas cargas oup p gdistribuição de cargas.

Na maioria dos sistemas que serão analisados ou aNa maioria dos sistemas que serão analisados, ou adistribuição de cargas pode ser tratada como se ascargas fossem isoladas (íons em um meio diluído), ou

d b idcomo no caso de uma membrana, consideramos umadistribuição linear, como a formada entre as placas deum capacitor, que cria um campo magnético constante eh ê

63

homogêneo.

Os aminoácidosOs aminoácidos

Por que precisamos conhecer este assunto?Por que precisamos conhecer este assunto?q pq p• O que acontece em uma proteína, na ligação de uma

enzima ao seu substrato, entre outras coisas, é d i d l idi i l d lé l dominado pela estrutura tridimensional das moléculas e por sua distribuição de cargas;

• o conhecimento dos aminoácidos pode ser fundamental para o entendimento em nível molecular do pa a o e te d e to e e o ecu a dofuncionamento do funcionamento das moléculas e isto possibilita planejar como, por exemplo, inibir uma enzima planejar o desenho de um novo fármaco etc

64

enzima, planejar o desenho de um novo fármaco, etc.

estrutura primária: estrutura primária:

dá idá i

NíveisNíveis

estrutura secundária: estrutura secundária:

Níveis Níveis estruturais estruturais

nas nas proteínasproteínasproteínasproteínas

estrutura terciária:estrutura terciária: ááestrutura terciária: estrutura terciária: estrutura quaternária: estrutura quaternária:

65

11oo nível estrutural: nível estrutural: Estrutura Polipeptídica Estrutura Polipeptídica –– seqüência de aminoácidosseqüência de aminoácidosp pp p qq

(formação da cadeia)(formação da cadeia)

Proteínas são polipeptídeospolipeptídeos constituídos por:

• 20 L-aminoácidos20 L aminoácidos

D ú• D-açúcares

IC 66

EstruturaEstrutura covalentecovalente: : Ligação PeptídicaLigação Peptídica

IC 67

Estrutura PrimáriaEstrutura PrimáriaR1 R2

Estrutura PrimáriaEstrutura Primária

ligação ligação

RR

peptídicapeptídica

R2R1

CC--terminalterminalNN--terminalterminal

Estrutura PrimáriaEstrutura PrimáriaEstrutura PrimáriaEstrutura Primária

ligação covalente

ligação ligação

RR

peptídicapeptídica

R2R1

CC--terminalterminalNN--terminalterminal

Estrutura PrimáriaEstrutura Primária

átomos Cα

C-terminal

α

N-terminal

Rotações podem ocorrer em torno do Cα

Estrutura PrimáriaEstrutura Primária

Os ângulos φ (phi) e ψ (psi)φ (phi) e ψ (psi) têm “livre” rotação

Estrutura PrimáriaEstrutura Primária

conformação trans

Estrutura PrimáriaEstrutura Primária

conformação cis

Estrutura PrimáriaEstrutura PrimáriaAl bi õ d â lAlgumas combinações dos ângulos φ (phi) e ψ (psi) não são permitidas.

Colisões estéricasColisões estéricasnão-favoráveis

O grupo peptídicoO grupo peptídicoO grupo peptídicoO grupo peptídico

Ligaçãopeptídicapeptídica

Plano da amida

IC 75

O grupo peptídicoO grupo peptídicoO grupo peptídicoO grupo peptídico

Peptide bond

IC 76

Ligação PeptídicaLigação Peptídica

H H H

g ç pg ç p

H2N C

H

R1

COOH H2N C

H

COOH

R

H2N C

H

COOH

RR1 R2 R3

H H H

H2N C

H

R

CO NH C

H

CO

R

NH C

H

R

COOH + 2H2O

R1 R2 R3

77

Ligações PeptídicasLigações Peptídicas proteínaproteínaLigações Peptídicas Ligações Peptídicas proteínaproteína

R1 H O RnN t i l

H2NC

CN

CC

NC

COOHO R H

HH

H

C t i l

N-terminal

O Ri H

n 2

C-terminal

n-2

78

Ligação PeptídicaLigação Peptídica• Ligação dupla parcial

Ligação PeptídicaLigação Peptídica

– Plana, curta

• C a trans >> cis• C a trans >> cis

79

ÂÂngulosngulos didiéédricosdricos phiphi ee psipsi

Ângulos dihédricos são

d fi id 4 átdefinidos por 4 átomos

phiphi ((Φ) Φ) é a torção ao redor N–Cα

psipsi ((Ψ) Ψ) é a torção ao redor Cα –C’

Φ e Ψ especificam a

conformação da cadeia principal

80

Ângulo diédrico Ângulo diédrico φφφ

φ é o ângulo de torção t d N C

C’

em torno de N− CαCα

C’

N

C’(i-1)

81

Ângulo diédricoÂngulo diédrico ψψÂngulo diédricoÂngulo diédrico ψψ

ψ é o ângulo de torção em torno de CCαα CC’

N(i+1)

em torno de CCαα––CC’ψ

C

C’

N

Cα

82

Estrutura covalenteEstrutura covalenteEstrutura covalenteEstrutura covalente

• ligação peptídica• ligação peptídica• ligação dissulfeto

83

As Forças nãoAs Forças não--covalentes nas proteínascovalentes nas proteínasAs Forças nãoAs Forças não covalentes nas proteínascovalentes nas proteínas

• interações eletrostáticas entre cargasinterações eletrostáticas entre cargas e dipolos;

• forças de van der Waals;• forças de van der Waals;• ligações de hidrogênio e• interações hidrofóbicas.

84

aminoácidosaminoácidos

IC 85

COO- COO- COO-

Aminoácidos com cadeias laterais Aminoácidos com cadeias laterais nãonão--polarespolaresCOO

CH3N+ HH

COO

CH3N+ HCH3

CH3N+ HCH3

H3C CH3

GlicinaGl GG

AlaninaAl AA

ValinaV l VVGly, GG Ala, AA Val, VV

IC 86(G, A, V, L, I, F, W, M, P)

COO- COO-

Aminoácidos com cadeias laterais Aminoácidos com cadeias laterais nãonão--polarespolaresCOO

CH3N+ HCH2

COO

CH3N+ HCHLeucina Isoleucina2

CHH3C CH3

H3C CH2

CH3

Leu, LLso euc

Ile, II

(G, A, V, L, I, F, W, M, P)

IC 87

COO- COO-

F il l i Triptofano

Aminoácidos com cadeias laterais Aminoácidos com cadeias laterais nãonão--polarespolaresCOO

CH3N+ HCH2

CH3N+ HCH2

FenilalaninaPhe, FF

TriptofanoTrp, WW

NH

(G, A, V, L, I, F, W, M, P)

IC 88

COO-AminoácidosAminoácidos com cadeias laterais com cadeias laterais nãonão--polarespolares

CH3N+ H

CH2Metionina

ProlinaPro, PP

NH2+

COO-

CH2

S

MetioninaMet, MM

NH2

CH3(G, A, V, L, I, F, W, M, P)

IC 89

Aminoácidos com cadeias lateraisAminoácidos com cadeias lateraispolares nãopolares não--carregadoscarregados ((S T N Q Y C))polares nãopolares não--carregadoscarregados ((S, T, N, Q, Y, C))

COO-

+

COO-

CH3N+ HSerina TreoninaCH3N+ HCH2OH

CH3N HC OHH

CH3

SerinaSer, SS Thr, TT

CH3

IC 90

Aminoácidos com cadeias lateraisAminoácidos com cadeias lateraispolares nãopolares não--carregadoscarregados ((S T N Q Y C))polares nãopolares não--carregadoscarregados ((S, T, N, Q, Y, C))

COO- COO-

CH3N+ H GlutaminaCH3N+ HCH2

CONH

CH3N HCH2

CH2

AsparaginaAsn, NN

GlutaminaGln, QQ

CONH22

CONH2

IC 91

Aminoácidos com cadeias lateraisAminoácidos com cadeias lateraispolares nãopolares não--carregadoscarregados ((S T N Q Y C))polares nãopolares não--carregadoscarregados ((S, T, N, Q, Y, C))

COO-

CH3N+ HCOO-

+CisteínaC CC

TirosinaCH2 CH3N+ H

CH2

Cys, CCTyr, YY

OH

SH

IC 92

Aminoácidos com cadeias lateraisAminoácidos com cadeias lateraispolares carregadospolares carregados ((D, E, K, R, H))

COO-

CH N+ H

COO-

CH3N+ H

p gp g (( , , , , ))

CH3N H

CH2

COO-

CH3N HCH2

CH2

ÁcidoAspárticoAsp, PP

Ácido GlutâmicoGlu, EE

COO 2

COO-

IC 93

Aminoácidos com cadeias lateraisAminoácidos com cadeias lateraispolares carregadospolares carregados ((D, E, K, R, H))p gp g (( , , , , ))

COO-

CH3N+ H

CH2LisinaL KKCH2

CH2

CH2

Lys, KK

CH2

NH3+

ArgininaArg, RR

COO-

CH3N+ HCH2Arg, RRCH2

CH2

NH

IC 94

NHC+H2N

NH2

aminoácidosaminoácidosaminoácidosaminoácidos

C H OC H O NNC H OC H O NNPP SSP P SS

t i ?t i ?outros.... quais?outros.... quais?

IC 95

Arquivo texto da proteinaArquivo texto da proteinaArquivo texto da proteinaArquivo texto da proteina

1mbn1mbn1mbn1mbn

IC 96

Qual o aminoácido?Qual o aminoácido?Qual o aminoácido?Qual o aminoácido?ATOM 1084 N XXX A 138 3.800 20.200 9.600 1.00 0.00 N ATOM 1085 CA XXX A 138 4 500 21 400 9 300 1 00 0 00 CATOM 1085 CA XXX A 138 4.500 21.400 9.300 1.00 0.00 C ATOM 1086 C XXX A 138 4.200 21.700 7.800 1.00 0.00 C ATOM 1087 O XXX A 138 3.900 22.800 7.400 1.00 0.00 O ATOM 1088 CB XXX A 138 5.900 21.100 9.900 1.00 0.00 C ATOM 1089 CG XXX A 138 7 000 21 900 9 300 1 00 0 00 CATOM 1089 CG XXX A 138 7.000 21.900 9.300 1.00 0.00 C ATOM 1090 CD1 XXX A 138 7.500 21.600 8.100 1.00 0.00 C ATOM 1091 CD2 XXX A 138 7.400 23.100 9.900 1.00 0.00 C ATOM 1092 CE1 XXX A 138 8.600 22.300 7.500 1.00 0.00 C ATOM 1093 CE2 XXX A 138 8.400 23.900 9.200 1.00 0.00 CATOM 1093 CE2 XXX A 138 8.400 23.900 9.200 1.00 0.00 C ATOM 1094 CZ XXX A 138 9.000 23.500 8.100 1.00 0.00 C

IC 97

Qual o aminoácido?Qual o aminoácido?Qual o aminoácido?Qual o aminoácido?ATOM 1084 N PHE A 138 3 800 20 200 9 600 1 00 0 00 NATOM 1084 N PHE A 138 3.800 20.200 9.600 1.00 0.00 N ATOM 1085 CA PHE A 138 4.500 21.400 9.300 1.00 0.00 C ATOM 1086 C PHE A 138 4.200 21.700 7.800 1.00 0.00 C ATOM 1087 O PHE A 138 3.900 22.800 7.400 1.00 0.00 O ATOM 1088 CB PHE A 138 5.900 21.100 9.900 1.00 0.00 C ATOM 1089 CG PHE A 138 7.000 21.900 9.300 1.00 0.00 C ATOM 1090 CD1 PHE A 138 7.500 21.600 8.100 1.00 0.00 C ATOM 1091 CD2 PHE A 138 7.400 23.100 9.900 1.00 0.00 C ATOM 1092 CE1 PHE A 138 8.600 22.300 7.500 1.00 0.00 C ATOM 1093 CE2 PHE A 138 8 400 23 900 9 200 1 00 0 00 CATOM 1093 CE2 PHE A 138 8.400 23.900 9.200 1.00 0.00 C ATOM 1094 CZ PHE A 138 9.000 23.500 8.100 1.00 0.00 C

IC 98

Qual o aminoácido?Qual o aminoácido?Qual o aminoácido?Qual o aminoácido?ATOM 813 N YYY A 103 10.100 20.600 -1.500 1.00 0.00 N ATOM 814 CA YYY A 103 11.400 20.800 -0.800 1.00 0.00 C ATOM 815 C YYY A 103 11.200 20.400 0.700 1.00 0.00 C ATOM 816 O YYY A 103 12 000 19 700 1 300 1 00 0 00 OATOM 816 O YYY A 103 12.000 19.700 1.300 1.00 0.00 O ATOM 817 CB YYY A 103 11.700 22.100 -1.400 1.00 0.00 C ATOM 818 CG YYY A 103 12.200 22.000 -2.900 1.00 0.00 C ATOM 819 CD1 YYY A 103 13.400 22.700 -3.300 1.00 0.00 C ATOM 820 CD2 YYY A 103 11.600 21.200 -3.800 1.00 0.00 C ATOM 821 CE1 YYY A 103 13.800 22.600 -4.600 1.00 0.00 C ATOM 822 CE2 YYY A 103 12.000 21.100 -5.100 1.00 0.00 C ATOM 823 CZ YYY A 103 13.200 21.900 -5.500 1.00 0.00 C ATOM 824 OH YYY A 103 13.600 21.800 -6.800 1.00 0.00 O

IC 99

Qual o aminoácido?Qual o aminoácido?Qual o aminoácido?Qual o aminoácido?ATOM 813 N TYR A 103 10.100 20.600 -1.500 1.00 0.00 N ATOM 814 CA TYR A 103 11.400 20.800 -0.800 1.00 0.00 C ATOM 815 C TYR A 103 11.200 20.400 0.700 1.00 0.00 C ATOM 816 O TYR A 103 12 000 19 700 1 300 1 00 0 00 OATOM 816 O TYR A 103 12.000 19.700 1.300 1.00 0.00 O ATOM 817 CB TYR A 103 11.700 22.100 -1.400 1.00 0.00 C ATOM 818 CG TYR A 103 12.200 22.000 -2.900 1.00 0.00 C ATOM 819 CD1 TYR A 103 13.400 22.700 -3.300 1.00 0.00 C ATOM 820 CD2 TYR A 103 11.600 21.200 -3.800 1.00 0.00 C ATOM 821 CE1 TYR A 103 13.800 22.600 -4.600 1.00 0.00 C ATOM 822 CE2 TYR A 103 12.000 21.100 -5.100 1.00 0.00 C ATOM 823 CZ TYR A 103 13.200 21.900 -5.500 1.00 0.00 C ATOM 824 OH TYR A 103 13.600 21.800 -6.800 1.00 0.00 O

IC 100