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Proteínas fibrosas e globulares ESTRUTURAS
FUNÇÕES
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OBJETIVOS DA AULA – PROTEÍNAS FIBROSAS
• Conhecer a classificação das proteínas quanto à forma
• Estudar a estrutura das queratinas, bem como suas funções e
ocorrência no ser humano
• Conhecer os diferentes tipos de colágeno e a ocorrência nos seres
humanos
• Aprender sobre a estrutura molecular do colágeno do tipo I e sobre as forças químicas que mantém essa estrutura
• Entender a ocorrência de estruturas globulares em alguns tipos de
colágeno
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OBJETIVOS DA AULA – PROTEÍNAS FIBROSAS
• Entender o processo de síntese e as modificações pós-traducionais do
colágeno
• Conhecer a estrutura molecular da elastina, bem como os locais de
ocorrência dessa proteína
• Saber as principais diferenças entre colágeno e elastina
• Estudar as doenças genéticas que resultam da anormalidade na síntese
do colágeno (Ehlers Danlos, síndrome de Alport, epidermose bolhosa)
e da elastina (síndrome de Wiliams-Beuren).
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Classificação das proteínas quanto à forma
GLOBULARES
• 1 ou mais cadeiaspolipeptídicas
• Forma final aparentementeesférica e compacta
• Proporção axial < 3,0
• Funções variadas• Enzimas
• Proteínas de transporte
• Proteínas reguladoras
4
Mioglobina
Hemoglobina
Nelson, Cox, 2011
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Classificação das proteínas quanto à forma
FIBROSAS• 1 ou mais cadeias
polipeptídicas
• Cadeias muito longas
• Estrutura secundária regular
• Módulos repetitivos
• Forma final alongada
• Proporção axial > 10
• Geralmente são insolúveis
• Função estrutural
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Queratinas
• Tipo α
• 2 ou 3 cadeias em α-héliceassociadas lateralmente
• Estrutura helicoidal
• Protofilamento
• Protofibrila
• Ocorrência:
• Epiderme dos vertebrados
• epitélios oral e gengival
• Estruturas relacionadas à epiderme
• Cabelos, lã, chifres, unhas, cascos, penas
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Nelson, Cox, 2011
Pontes dissulfeto
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Queratinas
• Tipo β
• Empilhamento de folhas
β pregueadas
• Ocorrência:
• Fios da seda
• Fios da teias da
aranha
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Nelson, Cox, 2011
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Colágeno
• Principal componente da maioria dos tecidos conectivos
• 25% proteínas mamíferos
• Parte da estrutura extracelularde praticamente todos os tecidos
• Seres humanos
• 30 cadeias polipeptídicas codificadas por diferentes genes
• Diferentes associações das cadeias
• 28 tipos distintos de colágeno
• Alguns tipos estão presentes empequenas proporções
• Fundamentais nadeterminação das propriedades físicas dos tecidos
Tipo Genes Tecido
I COL1A1, COL1A2
maioria do tecidoconectivo, osso
II COL2A1 cartilagem
III COL3A1 pele, pulmões,gengiva
IV COL4A1, COL4A6
membrana basal
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Alguns tipos de colágenos, seus genes e ocorrência
Adaptado de Murray et al., 2014
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Classificação do colágeno com base nasestruturas formadas
Classe Tipo
Formação de fibrilas I, II, III, V e XI
Semelhante a rede IV, VIII, X
FACIT* IX, XII, XIV, XVI, XIX
Filamentos em esferas VI
Fibrilas de ancoragem VII
Domíniostransmembrana
XIII, XVII
Outras XV, XVIII
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Adaptado de Murray et al., 2014
*FACIT colágenos associados às fibrilas, com tripla hélice interrompida
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Classificação do colágeno com base nasestruturas formadas
Classe Tipo
Formação de fibrilas I, II, III, V e XI
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Estrutura encontrado no osso, cartilage, pele, pulmões
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Classificação do colágeno com base nasestruturas formadas
Classe Tipo
Semelhante a rede IV, VIII, X
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Ausência da repetição de Gly – X – Y
Interrupção da triplas hélice
Áreas com estruturas globulares
Rede de colágenotipo IV(Membrana basal)
(Hudson et al., 2003)
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Classificação do colágeno com base nas estruturasformadas
Classe Tipo
Fibrilas de ancoragem VII
Domínios transmembrana XIII, XVII
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Junção derme-epiderme
(Adaptado de Oliveira et al., 2010)
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Colágeno tipo I
• Cadeias helicoidais típicas
• 1000 aminoácidos/cadeia
• Repetições de Gly – X – Y
• X pode ser prolina
• Y hidroxilisina ou hidroxiprolina
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Colágeno tipo I
• Tripla hélice (tropocolágeno)
• Giro à direita
• Pontes de hidrogênio
• Resíduos de hidroxi-prolina
• Ligações cruzadas covalentes
• Resíduos de hidroxilisina
• Lisil oxidase
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Matriz óssea colágeno tipo 1
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Tipos de colágeno presentes na gengiva
• Tipo I• ↓ de CH OHLys
• Tipo III • ↓ CH, ↑ OH-Pro e
Gly, contém Cys
• Tipo IV• ↑OHPro, ↑ OHLys
• Membrana basal
• Tipo V• ↑ CH, ↑ OHLys e
Gly
• Tipo VI• ↑ Cys, Tyr; M
relativamente baixa
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Início da síntese do colágeno
• Proteína com sequência sinalizadora
• 13-36 aa, predomínio de aa hidrofóbicos, porção N-terminal
• Reconhecimento pela partícula de reconhecimento de sinal (PRS)
• PRS liga-se a um receptor na superfície do retículo endoplasmático rugoso
• Reinício da síntese do colágeno
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Processamento do colágeno- intracelular18
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Processamento do colágeno– extracelular19
Ligações cruzadas(Lisil-oxidase)
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Degradação do colágeno
• Qual o objetivo?• Renovação da matriz extracelular
• Desenvolvimento
• Remodelação tecidual
• Crescimento
• Diferenciação celular
• Enzimas envolvidas:• Metaloproteinases (MMPs)
• Endopeptidases dependentes de Zn• Colagenases
• Gelatinases
• Estromelisina
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Colagenoses• Síndrome de Ehlers-Danlos
• Mutação do pró-peptídeo do colágeno
• Não há remoção do aminopropeptídeo• Pele elástica e frouxidão das articulações
• Osteogênese imperfeita• Cicatrização lenta
• Ossos mais frágeis
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Aumento da elasticidade da peleDentinogênese imperfeita
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Elastina
• Proteína do tecido conectivo
• Propriedade mecânica:
extensibilidade
• Pulmões, grandes artérias, ligamentos
elásticos, cartilagem da orelha
• Monômero: tropoelastina
• Hidrolixação de prolina
• Meio extracellular
• Formação de ligações cruzadas
(desmosina)
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Bibliografia
• MURRAY, R.K.; BENDER, D.A.; BOTHAM, K.M.; et al. Bioquímica Ilustrada de Harper, 29ª ed., Ed. Artmed, 2014.
• MARZZOCO, A.; TORRES, B.B. Bioquímica Básica, 3ª ed., Ed. Guanabara Koogan, 2007.
• CHAMPE, P.C.; HARVEY, R.A.; FERRIER, D.R. BioquímicaIlustrada, 4ª ed., Artmed, 2009.