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Modificação pós-traducional

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Modificação pós-traducional, como o nome sugere, são modificação químicas de uma cadeia proteica depois desua tradução.Uma cadeia proteica nada mais é que uma longa seqüência de vinte possíveis aminoácidos. Esses vinte constituintesbásicos oferecem um cardápio limitado de funções e constituições proteicas; para aumentar a variabilidade dessascaracterísticas, a célula freqüentemente faz uso das modificações pós-traducionais.Algumas dessas modificações estendem o conjunto de possíveis funções proteicas pela adição de novos gruposfuncionais (grupos heme, acetato ou sulfato) ou de cadeias de carboidratos e/ou lipídios. Essas alterações químicaspodem alterar a hidrofobicidade de uma proteína e assim determinar a localização celular desta (por exemplo,proteínas hidrofóbicas tendem a se ancorar em membranas fosfo-lipídicas). Outras modificações, como afosforilação, são parte de um sistema para controlar o comportamento proteico (por exemplo, ativando ou inativandouma enzima) amplamente utilizado pela célula.

ModificaçõesAs modificações pós-traducionais conhecidas incluem fosforilação, acetilação, alquilação, metilação, sulfatação,isoprenilação, glicilação, ubiquitinação e formação de pontes dissulfeto.

Enovelamento de proteínas (protein folding)Logo após a tradução, a proteína é apenas uma longa cadeia de aminoácidos incapaz de exercer sua função biológica.Para se tornar ativa ela precisa assumir a devida conformação, adquirir uma estrutura tridimensional específica, achamada forma nativa. Este processo - a passagem de uma cadeia amorfa para uma proteína ativa - é chamado deenovelamento. O processo reverso é a desnaturação. Proteínas desnaturadas podem perder sua solubilidade eprecipitar. Algumas proteínas desnaturadas podem eventualmente se re-enovelar, a maioria não.A informação sobre como será a estrutura terciária de uma proteína estão contidas em sua própria estrutura primária;pois esta é sempre a forma mais estável, de menor energia, que a cadeia pode assumir. A forma mais estável varia deacordo com o meio. Em um solvente polar, por exemplo, uma forma estável terá os aminoácidos de cadeia lateralpolar expostos ao meio e os de cadeia lateral apolar escondidos no núcleo da proteína; num solvente apolar vale ocontrário. O enovelamento é guiado pelas forças de Van der Waals, contribuições da energia livre de Gibbs,formação de ligações de hidrogênio e pontes dissulfeto. Apesar das proteínas espontaneamente assumirem sua formanativa, muitas vezes esse processo é demasiadamente demorado. Por isso existem as chaperonas, proteínas quecatalisam o enovelamento de outras proteínas.

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FosforilaçãoÉ a adição de um grupo fosfato (PO4) a uma aminoácido de uma cadeia proteica. A reação é:

ATP + proteína <-> fosfoproteína + ADP

As fosfatases são as enzimas responsáveis pela desfoforilação e as quinases as responsáveis pela fosforilação.A fosforilação em eucariotos ocorre apenas em serina, treonina ou tirosina. A taxa relativa de probabilidade defosforilação desses três aminoácidos é de aproximadamente 1000/100/1 para serina/treonina/tirosinarespectivamente. Podemos então notar que a tirosina é relativamente muito raramente fosforilada, ainda assim, suafosforilação é de profunda importância. Porque, por exemplo, a atividade de muitos receptores de fatores decrescimento é regulada por ela.De um modo geral, a fosforilação é a mais importante e bem estudada modificação pós-traducional. Exerce papelcrucial em inúmeros processos celulares; muitos receptores e enzimas são “ligados” ou “desligados” pela fosforilaçãoe desfosforilação. O controle da atividade enzimática pela fosforilação é responsável por diversas vias de transduçãode sinal, pelo controle do ciclo celular e muitos outros eventos celulares cruciais.À primeira vista pode parecer que a simples adição de um grupo fosfato não deveria ser tão importante. No entanto,o grupo fosfato é fortemente negativo, então sua adição induz forças na cadeia proteica que podem levar a umaradical alteração em sua conformação. Desse modo, uma proteína pode expor os aminoácidos antes escondidos emseu centro e mudar muito suas característica. Por exemplo, uma proteína apolar e hidrofóbica pode se tornar polar ehidrofílica.A poli-fosforilação também é um processo importante. A proteína p53, (já foi “molécula do ano”, é conhecido comoo guardião do DNA) de crucial importância para a manutenção da integridade do material genético e para o bomandamento do ciclo celular, possui 18 sítios de fosforilação. Isso decorre principalmente de sua importância; suaatividade precisamente ser finamente regulada, pois quando muito ativa ela induz a apoptose e quando muito inativao desenvolvimento de câncer é muito provável.

Formação de pontes dissulfetoModificações pós-traducionais podem levar a formação de pontes dissulfeto, o que altera drasticamente a estruturatridimensional da proteína em questão.Pontes dissulfeto são ligações fortes covalentes entre dois grupos sulfidril ( -SH ), quase sempre da cadeia lateral decisteína. Essa ligação é muito importante para a formação da estrutura terciária de proteínas e conseqüentemente paraa função destas.Em células eucarióticas as pontes dissulfeto são formadas no lúmen do RER (retículo endoplasmático rugoso),porque esse ambiente, ao contrário do citosol, é um meio oxidativo.Sendo assim, pontes dissulfeto são desfeitas no citosol, portanto apenas proteínas lisossomais, secretórias e doglicocálice as possuem.Há exceções notáveis para esta regra. Por exemplo, proteínas citoplasmáticas possuem resíduos de cisteína muitopróximos que funcionam como detectores do potencial redutivo do citosol; quando este cai, os resíduos se oxidam,formando pontes dissulfeto e disparando mecanismos celulares de resposta.

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GlicosilaçãoÉ a adição de sacarídeos a cadeias proteicas. Este processo é primordial para a formação das proteínas de membranae secretórias.Há dois tipos de glicosilação: a nitrogênio-glicosilação, que ocorre no nitrogênio da amida de cadeias laterais deasparagina e a oxigênio-glicosilação, que ocorre no hidróxi oxigênio de serina e treonina.As cadeias de polisacarídeas adicionadas as proteínas tem diversas funções: experimentos mostraram que sem elas,algumas proteínas não se enovelam corretamente e outras tem sua vidamédia muito diminuída. A glicosilaçãotambém desempenha uma papel central na adesão célula-célula.

SulfataçãoOcorre em resíduos de tirosina de proteínas como o fibrinogênio e proteínas que serão secretadas (por exemplo agastrina).O grupo sulfato uma vez adicionado não será mais removido, sendo assim, ele é não usado para a regulação proteicacomo a fosforilação, só é adicionado quando necessário para a função biológica daquela proteína.

MetilaçãoÉ a substituição de um hidrogênio (H) por um grupo metil (CH3).Em sistemas biológicos essa reação é catalisada por enzimas e está envolvida na modificação de metais pesados, naregulação da expressão gênica e no metabolismo de RNA.A metilação de DNA é um tema vasto, muito importante e estudado atualmente.Em proteínas a metilação ocorre em resíduos de arginina ou lisina. A metilação proteica é hoje mais bem conhecidaem histonas, as proteínas responsáveis pelo enovelamento das fitas de DNA. A transferência de grupos metil deS-adenosil metionina (SAM, um cofator enzimático presente em todas as células eucarióticas) para histonas écatalisada por enzimas conhecidas como histona metil transferases. A metilação das histonas pode influenciar naexpressão gênica, sendo portanto um fator epigenético.

ZimogêniosZimogênios ou pró-enzimas são precursores inativos de proteínas que precisam ser clivados em um ponto específicopara dar origem a proteínas funcionais.A síntese de proteínas em forma de zimogênios é uma estratégia utilizada pela célula para evitar que uma proteínaexerça uma atividade perigosa em hora e local errado. Por exemplo, as proteínas com função digestiva não podem setornar ativas no citosol porque começariam a degradar deliberadamente outras proteínas, então a célula sintetizaessas proteínas numa forma inativa (os zimogênios). Exemplos conhecidos são a tripsina e a quimiotripsina.As caspases, responsáveis pelo disparo do processo de apoptose, também só podem se tornar ativas em situaçõesespecíficas, por isso são também sintetizadas na forma de pró-enzima.A modificação pós-traducional em questão é a clivagem de zimogênios.

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Referências•• Van G. Wilson (Ed.) (2004). Sumoylation: Molecular Biology and Biochemistry. HorizonBioscience. ISBN 0-9545232-8-8.•• Malakhova, Oxana A.; Yan, Ming; Malakhov, Michael P.; Yuan, Youzhong; Ritchie, Kenneth J.;Kim, Keun Il; Peterson, Luke F.; Shuai, Ke; and Dong-Er Zhang. (2003). Protein ISGylation modulates theJAK-STAT signaling pathway. Genes & Development 17 (4), 455-460.•• "Posttranslational modification", Wikipedia: The free encyclopedia,http:/ / en. wikipedia. org/ wiki/ Posttranslational_modification (acessado em 28/03/2006).•• Michael W. King, Ph.D / IU School of Medicine / miking at iupui.edu / athttp:/ / www. indstate. edu/ thcme/ mwking/ protein-modifications. html#methylation

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Fontes e Editores da PáginaModificação pós-traducional  Fonte: http://pt.wikipedia.org/w/index.php?oldid=30024206  Contribuidores: Eamaral, Felipe lord, GoEThe, Leonardob, Lijealso, PatríciaR, Rend, 8 ediçõesanónimas

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