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Instituto de Qumica de So Carlos IQSC
Universidade de So Paulo
Fisiologia Molecular: Contrao muscular e Coagulao
sangunea
Disciplina: Bioqumica II
Docente: Profa. Dra. Fernanda Canduri
O Tecido Muscular
Os sarcmeros
A unidade de repetio chamado sarcmero, que est ligado ao centro
da banda I pelo linha Z.
Um msculo contrado
pode encurtar at um
tero do comprimento que
atinge quando relaxado.
A contrao resultado de
uma reduo no
comprimento do
sarcmero, causada por
redues nos
comprimentos das bandas
I e da zona H o
modelo de deslizamento.
Estrutura dos filamentos grossos (banda A)
e finos (banda I)
Os filamentos grossos dos vertebrados so compostos quase exclusivamente por um nico tipo de protena - a miosina.
A miosina consiste de um longo segmento em forma de basto com 1600 e duas cabeas globulares.
Consiste de seis cadeias polipeptdicas: duas cadeias pesadas de 220kDa e dois pares de cadeias leves diferentes, denominadas essenciais (CLE) e regulatrias (CLR).
A miosina componente da banda A
Cadeia
pesada
Cadeia
leve
As subunidades CLE e CLR ligam-se regio N-
terminal de cada cadeia pesada.
A sequncia de aminocidos da regio da cauda em
a-hlice possui uma pseudo-repetio de sete
resduos a, b, c, d, e, f, g com predominncia de
resduos apolares nas posies a e d.
Cadeia
pesada
Cadeia
leve
Estrutura do filamento grosso
Sob condies fisiolgicas, centenas de molculas de miosina agregam-se para formar um filamento
grosso.
A cabea da miosina uma ATPase
A actina uma protena globular que forma uma fibra na regio central do
filamento
A tropomiosina formada por uma espiral-enrolada de duas cadeias de a-
hlice.
Cada tropomiosina liga-se a uma molcula heterotrimrica de troponina, a
qual liga Ca2+
Cada monmero de actina pode ligar uma cabea de miosina, provavelmente
por pareamento inico e por associao
das regies hidrofbicas nas duas
protenas.
Os filamentos finos consistem de trs
protenas actina, tropomiosina e troponina
O complexo tropomiosina-
troponina regula a
contrao muscular por
meio do controle do
acesso das cabeas de
miosina dos filamentos
grossos a seus stios de
ligao na actina dos
filamentos finos.
A miosina e a actina
perfazem entre 60 a 95%
do total das protenas
musculares.
Mecanismo de contrao
muscular
Edwin Taylor elaborou um modelo para a hidrlise do ATP mediada por
miosina.
A ligao do ATP cabea da miosina promove a abertura do stio de ligao
actina e a liberao desta.
O stio ativo fecha-se ao redor do ATP. A hidrlise do ATP energiza a cabea da miosina, colocando-a quase
perpendicular ao filamento grosso.
A cabea da miosina liga-se a uma actina mais prxima do disco Z do que
aquela a qual estava ligada
anteriormente.
A miosina libera Pi, causando uma mudana conformacional que aumenta
a afinidade da miosina pela actina.
O estado transitrio seguido pela gerao de fora, uma mudana
conformacional adicional que provoca o deslizamento da cauda C-
terminal da cabea da miosina e em seguida, o ADP liberado.
Controle da contrao muscular
A sensibilidade ao Ca2+ devida a uma subunidade da troponina, a troponina C.
O estmulo de uma miofibrila por um impulso nervoso resulta na liberao de Ca2+, aumentando a sua concentrao
Ento, o Ca2+ liga-se a troponina C, causando uma mudana de conformao no complexo troponina-tropomiosina.
Quando a concentrao de Ca2+ na miofibrila for baixa, o complexo troponina-tropomiosina retornar sua conformao
de repouso, bloqueando a ligao da miosina actina, e
fazendo o msculo relaxar.
A importncia do clcio na funo muscular
1. A acetilcolina liberada a partir de
terminaes nervosas, causando a
entrada de clcio nas clulas
musculares
2. O clcio ativa a enzima fosforilase
quinase, que (3) fosforila outras
fosforilases, ativando-as.
4. O glicognio quebrado a
glicose, e este metabolizado para
gerar ATP
5. O msculo requer energia na
forma de ATP
6. As clulas musculares ativam
protenas especializadas para a
contrao muscular
7. Tais protenas musculares so
ativadas pelo clcio e ATP
(Nobelprize.org)
Coagulao sangunea
Quando um vaso sanguneo rompido, h
a formao de um cogulo, resultado da
agregao de plaquetas e da formao da
fibrina.
Mecanismo de formao de um cogulo
As plaquetas (trombcitos)
so clulas anucleadas
presente no sangue,
produzidas na medula ssea.
So responsveis pela
formao de cogulos.
A vitamina K necessria na sntese heptica de
protrombina e dos fatores de
coagulao do sangue VII,
VIII, IX, X e XI.
A vitamina K tem funo na modificao ps-traducional
dessas protenas, onde serve
como uma coenzima na
carboxilao de certos
resduos de cido glutmico
presentes nestas protenas
Coagulao sangunea
A Vitamina K age na formao de
resduos de g-carboxiglutamato (Gla), que
tem funo essencial na interao da
protrombina com as plaquetas por serem
quelantes de ons clcio
O complexo protrombina-clcio liga-se a
fosfolipdeos da membrana das plaquetas
A adeso aumenta a velocidade de
converso proteoltica de protrombina para
trombina, que ir atuar na coagulao
formao de rede de fibrina
A trombina produzida pela clivagem
enzimtica de dois stios da protrombina,
ativada pelo fator Xa.
Coagulao sangunea
Membrana das
plaquetas
A protrombina modificada pela
vitamina K (carboxilao de
resduos Glu Gla).
Na presena do clcio, Gla
promove a ligao de trombina
aos fosfolipdeos de membrana
das plaquetas.
A trombina ativa converte
fibrinognio (protena solvel) em
fibrina (insolvel), responsvel
pela formao de cogulos.
A retro-alimentao positiva
acelera a produo de trombina, e
consequentemente, fibrina.
Coagulao sangunea
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