Casos clínicos bioquímica

1 – Determinações experimentais mostraram que a poli-lisina é uma cadeia aleatória em pH=7, mas se torna uma alfa-hélice quando o pH é elevado acima de 10. Explique essa transição de conformação dependente do pH. Como seria a configuração de um poli-glutamato no pH=3, e no pH=8?

        A transição de conformação dependente do pH do meio ocorre devido às interações eletrostáticas. Conforme o pH varia, alterando suas concentrações de [OH-] e [H+] no meio, acabam havendo interações da molécula polarizada com esses. Com isso, pode acontecer que uma molécula fique carregada ou não e, por consequência, haja variação da sua estrutura, espiralizando em caso de equilíbrio de cargas e forças de atração, ou desespiralizando, em caso de desequilíbrio de cargas e forças de repulsão.

Sabe-se que os aminoácidos, dependendo do pH do meio, sofrem protonação ou desprotonação dos seus grupos amino, grupos R e carboxila. No caso da poli-lisina, em pH 7 (neutro), encontra-se com os grupos amino protonados, com isso, devido a forças eletrostáticas de repulsão, não é possível que ocorra o enrolamento e espiralização da alfa-hélice. Já no pH 10 (básico), ocorre a desprotonação desses grupos, anulando essa repulsão e possibilitando, assim, a formação da alfa-hélice.

No caso do poli-glutamato em pH=3, ele encontra-se com estrutura em alfa-hélice pois - sabendo que o pI (ponto isoelétrico) dele é em torno de 2,77 – haverá predomínio do equilíbrio das cargas da molécula. Com isso, nesse pH não há interações eletrostáticas repulsivas que impossibilitem a formação da alfa-hélice. Já no pH = 8, ultrapassa-se o pKa do radical e, assim, acaba tornando a molécula carregada negativamente, visto que ocorre uma desprotonação dos grupos carboxílicos. Por consequência, acaba desespiralizando a alfa-hélice.

2 – Um polipeptídeo tem a sequência descrita abaixo. Qual é a carga do peptídeo no pH = 3, pH = 8 e pH = 11? Qual seria o pl do peptídeo?

        Glu-His-Trp-Ser-Gly-Leu-Arg-Pro-Gly

A carga do peptídeo acima em pH=3 é +2, em pH=8 é zero e em ph=11 é -1.

Para calcular o ponto isoelétrico de um peptídeo, é necessário saber qual o pH que começa a formação do zwitterion e qual o pH em que ocorre a próxima desprotonação. O pI é médica aritmética desses dois valores. Dessa forma, sabendo que em pH=6 inicia-se a formação do zwitteríon desse peptídeo, e o pH em que ocorre a próxima desprotonação é o pH=9,67, temos:                                                                       

pI= 6,00+9,67/2

pI= 7,84

3 – O cabelo cresce a uma velocidade de ~20cm por ano. Considerando que a síntese da queratina é o fator limitante no crescimento do cabelo, calcule a velocidade de síntese da queratina (em ligações peptídicas por segundo), considerando que essa proteína é uma alfa-hélice com 3,6 resíduos e 5,4 Å por volta.

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        I)

X = número de aminoácidos

54x10 - 11m-------3,6 aminoácidos         

0,2m -----------------x                     

X = 1,33 x 10+9aa’s         

II) Ligações peptídicas = 1,33x10 + 9 – 1 = 1,329.999.999