Departamento deCiências e Tecnologia

Curso: Ciências Biológicas 2º AnoDisciplina: Biologia Molecular Ano Lectivo: 2009/2010Docente: Marilena Cabral Data: 2 de Julho de 2010

Osvaldo G. M. G. de CarvalhoCidade da Praia, Julho de 2010

INTRODUÇÃO

Sendo eventos de processamento covalente que mudam as propriedades das proteínas por clivagem proteolítica ou por adição de um grupo químico a um ou mais aminoácidos, as Modificações pós-traducionais (MPTs), podem determinar a actividade, a localização e interacções com outras proteínas, como por exemplo na sinalização, cascatas de quinasses são activadas e/ou desactivadas pela adição e/ou remoção reversíveis de grupos fosfatos, como também a ubiquitinação de ciclinas, ciclo celular correspondente à marcação de proteínas para destruição em tempos definidos. A ausência de métodos apropriados dificultou seu estudo, sendo que muitas modificações foram descobertas durante estudos de proteínas individuais com a ajuda de técnicas moleculares, como dilecções de aminoácidos modificados. Sua análise directa requer o isolamento da proteína processada em quantidades suficientes para estudos bioquímicos, propriedades estruturais e funcionais (proteômica), baseando na análise de proteínas através da espectrometria de massas. Assim, a identificação de certas modificações pós-traducionais em proteínas de interesse tornou-se rotina devido ao reduzido tempo e esforço requerido e é aplicável somente a proteínas que podem ser purificadas em quantidades suficientes. O método ideal para a detecção e identificação de MPTs é a espectrometria de massa, com seu uso é possível mapear as modificações pós-traducionais, ou seja, identificar em qual resíduo encontra-se a alteração.É necessária utilização de técnicas (como purificação de proteínas empregando-se anticorpos e cromatrografia de afinidade) que enriqueçam a amostra com estas modificações para que seja possível a sua identificação, estas encontram-se sob baixa estequiometria nas proteínas, tornando difícil a análise. Outras estratégias como géis bidimensionais, colorações gel-específicas para determinadas modificações também podem auxiliar no estudo.

Essas modificações são essenciais para o funcionamento correto da proteína... sem elas a proteína seria somente uma molécula sem função...

Modificações pós-traducionais - Departamento de Genética - Piracicaba - SPhttp://www.genetica.esalq.usp.br/semina.php

REGULAÇÃO PÓS-TRADUCIONAIS

Durante e depois da sua sínteses, as proteínas sofrem uma serie de modificações químicas que constituem o processo de maturação onde cada uma tem lugar em alguns dos distintos, compartimentos que as proteínas vão atravessando durante seu caminho até a membrana ao até o exterior da célula. Estas trocas fazem com que estas proteína adopta sua forma funcional antes de legar ao seu ponto de destino. As modificações pós-traducionais (MPT) das proteínas são essenciais á suas funções, afectam as suas propriedades físico-químicas, incluindo pregado, confirmação, estabilidade, actividade e funções. Certas modificações produzem propriedades nas proteínas que foi utilizado com êxitos em campos como a biotecnologia e farmacologia para estudar processos celulares complexos.

As MPT mas comuns são a fosforilação, oxidação, amidação, glicosilação e alquilação, ou 1º formação da estrutura terciária correcta, 2º formação de pontes dissulfeto e 3º adição e/ao modificação de hidratos de carbono, ou ainda pode ser, Formação de pontes dissulfeto, glicosilação, Metilação, Zimogênios, acetilação, sulfatação, isoprenilação e ubiquitinação.

A FOSFORILAÇÃO é um dos mais importantes e maior estudado, ela afecta os resíduos de serina, treonina, tirosina, ácido aspártico e liosina em uma proteína e regula muitos aspectos da vida celular. Joga um importante papel na regulação de muitos processos celulares como o ciclo celular, crescimento, apoptoses e diferenciação. a identificação e caracterização dos centros de fosforilação é crucial para o entendimento de varias enfermidades importantes (estudo de câncer, SIDA, etc.). As fosfatases são as enzimas responsáveis pela desfoforilação e as quinases as reponsáveis pela fosforilação.

GLICOSILAÇÃO: adição de sacarídeos a cadeias proteicas, processo primordial para formação das proteínas de membrana e secretórias. Basicamente são dois tipos de glicosilação: a nitrogênio-glicosilação, que ocorre no nitrogênio da amida de cadeias laterais de asparagina 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 correctamente e outras têm sua vida média muito diminuída. A glicosilação também desempenha um papel central na adesão célula-célula.

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

FORMAÇÃO DE PONTES DISSULFETOTambém á formação de pontes dissulfeto, nas MPTs, o que altera drasticamente a estrutura tridimensional da proteína em questão, estas são ligações fortes covalentes entre dois grupos sulfidril ( -SH ), quase sempre da cadeia lateral de cisteína e muito

importante para a formação da estrutura terciária de proteínas e consequentemente para suas função. As pontes dissulfeto são formadas no lúmen, em células eucarióticas, porque esse ambiente, ao contrário do citosol (onde são desfeitas pontes dissulfeto, apenas proteínas lisossomais, secretórias e do glicocálice as possuem) é um meio oxidativo.

METILAÇÃOSubstituição de um hidrogênio (H) por um grupo metil (CH3). Nas sistemas biológicos essa reacção é catalisada por enzimas e envolve na modificação de metais pesados, na regulação da expressão gênica e no metabolismo de RNA. A metilação ocorre em resíduos de arginina ou lisina nas proteínas e esta é hoje mais bem conhecida em histonas, proteínas responsáveis pelo enovelamento das fitas de DNA.

ZIMOGÊNIOSPró-enzimas são precursores inactivos de proteínas que precisam ser clivados em um ponto específico para dar origem a proteínas funcionais. A síntese de proteínas em forma de zimogênios é uma estratégia utilizada pela célula para evitar que uma proteína exerça uma actividade perigosa em hora e local errado. Por exemplo, as proteínas com função digestiva não podem se tornar activas no citosol porque começariam a degradar deliberadamente outras proteínas, então a célula sintetiza essas proteínas numa forma inactiva (os zimogênios). Exemplos conhecidos são a tripsina e a quimiotripsina.

CONCLUSÃO

Além das modificações durante a transcrição, ocorrem modificações nas proteínas após a tradução, onde muitas proteínas após serem sintetizadas, permanecem na célula em uma forma inativa. Para serem ativadas precisam sofrer modificações, tais como, fosforilação, metilação e glicosilação, além disso, algumas proteínas só são ativas na forma de “multímeros” – homodímeros ou heretodímeros.Um outro fenômeno que influencia a expressão gênica é a degradação das proteínas, esta que ocorre nos proteossomos (degradam proteínas ubiquitinizadas), a degração das proteínas é considerada o último passo no processo de regulação gênica. Foram estas basicamentes os pecessos que descrevem as regulações pos-traducionais.

BIBLIOGRÁFICA

Modificações pós-traducionais - Departamento de Genética - Piracicaba - SPhttp://www.genetica.esalq.usp.br/semina.php

Fundamentos de Biologia Molecular, TraduçãoMarcelo Alves Ferreira (malves@ioc.fiocruz.br)