A estrutura das proteínas diferencia-se quanto à quantidade de cadeias peptídicas envolvidas e ao tipo de interação entre elas.
Entre os compostos orgânicos presentes em um organismo vivo, as proteínas são as substâncias encontradas em maior quantidade, representando de 50% a 80% dos tecidos do organismo, por apresentarem uma grande função estrutural.
Na estrutura das proteínas, há apenas quatro elementos químicos: carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio (N) e oxigênio (O). Esses elementos formam unidades moleculares denominadas de aminoácidos.
Assim, na realidade, a estrutura de uma proteína baseia-se na ligação de várias unidades individuais (monômeros) de aminoácidos, os quais são formados por um grupo carboxila e um grupo amino. Essa ligação gera uma grande estrutura, ou seja, uma macromolécula.
A união entre os aminoácidos dá-se por meio de uma ligação peptídica, na qual a carboxila de um aminoácido perde sua hidroxila (grupo OH) e o grupo amino de outro aminoácido perde um hidrogênio, formando uma molécula de água. Em seguida, o carbono da carboxila (ácido carboxílico) une-se ao nitrogênio do grupo amino (amina) do outro aminoácido.
Estrutura primária
A estrutura primária de uma proteína nada mais é que uma sequência de aminoácidos. Essa sequência, como podemos observar na estrutura a seguir, inicia-se no grupo amino (à esquerda) e prossegue até o grupo carboxila (à direita).
Estrutura primária de uma proteína
Nesse tipo de estrutura, temos uma sequência linear de aminoácidos, não havendo nenhuma ramificação.
Estrutura secundária
A estrutura secundária de uma proteína é o resultado da extensão ou do prolongamento de uma estrutura primária. Assim, à medida que a cadeia peptídica (de aminoácidos) aumenta, uma parte de um aminoácido interage com a de outro, em pontos centrais da estrutura, o que pode acontecer de duas formas:
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Em forma de folha:
Representação da estrutura secundária de uma proteína
Nesse tipo de forma, as cadeias laterais da proteína interagem entre si, em um mesmo plano.
Em forma de hélice:
Representação da estrutura secundária de uma proteína
Nesse caso, os resíduos das cadeias de aminoácidos interagem entre si, de forma que a resultante é uma estrutura helicoidal (formato cilíndrico).
Em ambos os casos, as interações entre os aminoácidos podem ocorrer por meio de ligações de hidrogênio ou por pontes de enxofre.
Estrutura terciária
Representação da estrutura terciária de uma proteína
A proteína de estrutura terciária é formada quando duas estruturas secundárias interagem por meio de seus resíduos (átomos de enxofre, de oxigênio ou de hidrogênio, por exemplo), a partir de:
Forças de atração ou repulsão eletrostática;
Pontes de hidrogênio;
Forças de Van der Waals;
Pontes de dissulfeto.
Estrutura quaternária
Representação da estrutura quaternária de uma proteína
Na estrutura quaternária da proteína, há a presença de duas ou mais cadeias peptídicas separadas, formando um arranjo oligomérico que se relaciona por meio de diversas interações, como na estrutura terciária:
Pontes de hidrogênio;
Atrações eletrostáticas;
Interações hidrofóbicas;
Pontes dissulfeto.
Estrutura de Proteínas
A estrutura de proteínas pode ser descrita a quatro níveis
- Estrutura primária Sequência de aminoácidos da cadeia polipeptídica, indicada do terminal amino (N-terminus) para o terminal carboxílico (C-terminus).
- Estrutura secundária Motivos tridimensionais de fragmentos da cadeia principal determinados por ligações de hidrogénio entre grupos da cadeia principal.
- Estrutura terciária Arranjo tridimensional de uma cadeia polipeptídica ( e consequentemente dos elementos de estrutura secundária) determinado por interacções entre as cadeias laterais.
- Estrutura quaternária Para proteínas constituídas por mais de uma cadeia polipeptíca a estrutura quaternária identifica a disposição tridimensional das diferentes cadeias.