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UNIDADE 03
METABOLISMO DE PROTEÍNA
Disciplina de Biociências IDB-110
Área de BioquímicaProfa. Cínthia P. M. Tabchoury
O QUE É QUE VOCÊS SE LEMBRAM DE PROTEÍNA??
Biossíntese de Proteínas I – Introdução:70 proteínas ribossômicas, 20 ou + enzimas
ativadoras de aa, + 12 enzimas auxiliares, fatores de iniciação, alongação e terminação, + 40 tRNA = cerca de 300 moléculas envolvidas.
II – Síntese Proteica:a) descoberta;b) Características;c) Ativação dos aa;d) Iniciação;e) Alongamento;f) Terminação;g) Enrolamento e Processamento.
Introdução As proteínas devem ser sintetizadas em
resposta às necessidades da célula, transportadas e degradadas quando a necessidade cessar;
A síntese das proteínas é o mais complexo dos mecanismos biossintetizantes;
Pode ser responsável pelo gasto de até 90% da energia química usada por 1 célula para todas as reações biossintetizantes;
Apesar da complexidade, as proteínas são sintetizadas em velocidades extrema/e altas.
Ex: cadeia polipeptídica com 100 resíduos de aa – 5 segundos
Sítio da síntese protéica é o ribossomo
Ribossomo: são compostos de rRNA e proteínas.Possuem 2 subunidades que se encaixam de modo que uma fenda é formada entre elas por onde passa o mRNA durante o processo de síntese protéica.
citosol
ribossomo
Lúmen do RE
Os aa estão ativados: são ligados ao tRNA, formando os aminoacil-tRNAs.
aminoácido
Sítio de ligação do aa
adaptador
Trinca de nucleotídeos codificando para uma
aa
Códon de iniciação, AUG, sinaliza o início das cadeias polipeptídicas. 3 trincas nucleotídicas, UAA, UAG, UGA, não codificam qualquer aminoácido e sinalizam o fim da síntese da cadeia polipeptídica.segunda letra do códon
Primeira letra do códon
(extremidade 5’)
O código genético é degenerado, significando que um certo aminoácido pode ser especificado por mais de um códon; Degenerado não significa imperfeito; O código genético não é ambíguo, pois nenhum códon especifica mais de um aa; Quando um aa possui códons múltiplos, a diferença entre os códons está, geralmente, na 3a base.Ex: alanina é codificado pelas trincas GCU, GCC, GCA e GCG
tRNA funciona como um adaptador, reconhece uma seqüência nucleotídica curta no mRNA. Uma trinca nucleotídica específica no tRNA interage com uma trinca códon específica no mRNA através de pontes de H de bases complementares.
Os 2 RNAs são pareados antiparalelamente, a primeira base do códon (ler na direção 5’3’) pareando com a terceira base do anticódon.
A síntese proteica é composta por 5 etapas: ativação dos aa, iniciação, alongamento, terminação/liberação e enrolamento/processamento.
Os tRNAs são relativamente pequenos e consistem de 1 fita simples de RNA enrolada; Há pelo menos 1 espécie de tRNA para cada aa; Todos tRNAs possuem a seqüência CCA na extremidade 3’ onde se liga ao aminoácido.
Há ativação do aminoácido para formação da ligação peptídica e a ligação do aa a um tRNA adaptador que direciona sua colocação.
aminoácido
Classe I aminoacil-tRNA
sintetases
Classe II aminoacil-tRNA
sintetases
A identidade do aminoácido ligado ao tRNA não é checada no ribossomo; A ligação do aminoácido correto é essencial para a fidelidade da síntese de proteínas; A enzima aminoacil-tRNA sintetase discrimina e liga-se ao seu aminoácido específico; Esta enzima ainda possui uma função de revisão, onde os aminoácidos são checados em um segundo centro ativo e os incorretos são hidrolisados.
INICIAÇÃO –ESTÁGIO 2 Um aminoácido específico inicia a síntese protéica. A síntese das proteínas começa na extremidade aminoterminal e são alongadas pela adição seqüencial de resíduos de aa até a extremidade carboxilaterminal. O complexo de iniciação se forma em 3 etapas com o gasto da hidrólise de GTP a GDP e Pi. P designa o sítio peptidil. A designa o sítio aminoacil.
Subunidade 30S
Códon de iniciação
Subunidade 50S
Subunidade 50S
próximo códon
Complexo de iniciação (70S)
próximo códon
próximo aminoacil-
tRNA
Ligação do
próximo aminoacil-
tRNA
ALONGAMENTO – ESTÁGIO 3 Ligações peptídicas são formadas nesta etapa; complexo de iniciação; próximo aminoacil-tRNA especificado pelo códon seguinte no mRNA; fatores de alongamento; o 2º aminoacil se liga no sítio A, o que é acompanhado pela hidrólise de GTP a GDP e Pi.
Formação da ligação peptídica
tRNAfMet deacilado
Dipeptidil tRNA2
fMet-tRNAfMet
Aminoacil-tRNA2
ALONGAMENTO Formação da ligação peptídica; Peptidil transferase: ribozima; dipeptidil-tRNA no sítio A e o tRNA(met) descarregado ligado ao sítio P.
tRNAfMet deacilado
Dipeptidil tRNA2
Translocação
próximo aminoacil-tRNA
Direção do movimento do ribossomo
ALONGAMENTO Translocação: ribossomo move-se 1 códon na direção da extremidade 3’; O 3º códon do mRNA agora está no sítio A e o 2º códon no sítio P; Movimento do ribossomo ao longo do mRNA requer a energia fornecida pela hidrólise de outra molécula de GTP. Cadeia polipeptídica sempre permanece ligada ao tRNA do último aa que foi inserido;
Fator de liberação se
liga
União polipeptidil-
tRNA hidrolisada
Dissociação dos componentes
TERMINAÇÃO – ESTÁGIO 4 Término da síntese do polipeptídio requer um sinal especial; sinalizada por um dos 3 códons de terminação no mRNA; fatores de liberação ou terminação; hidrólise da ligação peptidil-tRNA terminal; liberação do polipeptídio livre e do último tRNA; dissociação do ribossomo 70S nas 2 subunidades.
Subunidades ribossomais que chegam
Cadeia polipeptídica em crescimento
Direção da
tradução
POLISSOMOS Agregados de 10 a 100 ribossomos; vários ribossomos podem traduzir um único mRNA, permitindo um uso altamente eficiente do mesmo.
Nas bactérias, há um acoplamento muito estreito entre a transcrição e a tradução; inicia-se a tradução antes que a transcrição se complete.
Enrolamento e Processamento Modificações nos grupos amino e carboxilaterminal; Perda da seqüência sinalizadora; Modificações de aminoácidos individuais; Ligação de cadeias laterais de carboidratos; Adição de grupo isoprenil; Adição de grupos prostéticos; Formação das ligações cruzadas de dissulfeto.
Síntese proteica é uma função central na
fisiologia celular e o alvo primário de
antibióticos e toxinas. A puromicina inibe a
translocação através da formação da
peptidilpuromicina.Peptidil
transferase
Sítio P peptidil-tRNA
Sítio P puromicina
A tetraciclina bloqueia o sítio A.
A cicloheximida é uma toxina que
bloqueia a transferência do
peptídio dos ribossomos 80S
(ribossomos eucarióticos) mas não do 70S (ribossomos
bacterianos).
O cloranfenicol bloqueia a transferência do peptídio.
A estreptomicina em baixas concentrações leva a erro de leitura e
em altas concentrações inibe a iniciação da síntese protéica.
http://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/animations/animations.htm