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3.2: Organização das Proteínas
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Protein Organization
 
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3.2: Protein Organization

3.2: Organização das Proteínas

Overview

Proteins are one of the fundamental building blocks of life that carry out many diverse functions in the cell. Proteins are assembled from amino acids. The sequence of amino acids is known as the primary structure of a protein. Local interactions of individual amino acids cause the linear chain to fold into the secondary structures. Interactions of distant amino acids lead to further folding of the protein—the tertiary structure. The assembly of multiple folded chains (subunits) is known as quaternary protein structure.

The Order of Amino Acids Determines the Primary Structure

Amino acids that are bound together in a chain are called polypeptides. The amino acids are linked by their amino (–NH3) and carboxyl (–COOH) groups which form peptide bonds. The chain of linked carbon and nitrogen atoms is the backbone of the protein, with the amino acid side chains sticking out perpendicularly. The order of amino acid residues in the polypeptide chain is the primary structure.

Hydrogen Bonds among Close Amino Acid Residues Contribute to the Secondary Structure

The amino and carboxyl groups of the protein backbone can form hydrogen bonds. When multiple amino acid residues in close proximity form hydrogen bonds, local structures such as alpha-helices and beta-pleated sheets can form. These are common localized structures, giving rise to the so-called secondary structure of a protein.

The Interactions of Distant Side Chains Determine the Tertiary Structure

The tertiary structure of a protein describes the 3-dimensional arrangement of a protein. To stabilize a tertiary structure, amino acid residues interact that might be far apart within the polypeptide chain. The interactions can be weak and non-covalent (e.g., ionic bonds, hydrophobic interactions or hydrogen bonds) or strong and covalent (e.g., disulfide bridges). All interactions contribute to the shape of the protein and its function.

Multiple Polypeptide Chains Can Form a Single Protein

So far, we considered proteins that are created of a single polypeptide chain. Many proteins consist of subunits, that are each formed of one polypeptide chain. The composition and interaction of multiple protein subunits are known as the quaternary structure.

Visão Geral

As proteínas são um dos pilares fundamentais da vida que realizam muitas funções diversas na célula. As proteínas são construídas a partir de aminoácidos. A sequência de aminoácidos é conhecida como a estrutura primária de uma proteína. Interações locais entre aminoácidos individuais fazem com que a cadeia linear se dobre em estruturas secundárias. Interações de aminoácidos distantes levam a um maior enovelamento da proteína—a estrutura terciária. A montagem de múltiplas cadeias dobradas (subunidades) é conhecida como estrutura proteica quaternária.

A Ordem dos Aminoácidos Determina a Estrutura Primária

Aminoácidos que estão ligados em uma cadeia são chamados polipeptídeos. Os aminoácidos são ligados pelos seus grupos amino (–NH3) e carboxilo (–COOH) que formam ligações peptídicas. A cadeia de átomos de carbono e nitrogénio ligados é o esqueleto da proteína, com as cadeias laterais de aminoácidos a sair perpendicularmente. A ordem dos resíduos de aminoácidos na cadeia de polipeptídeos é a estrutura primária.

Ligações de Hidrogénio Entre Resíduos de Aminoácidos Próximos Contribuem Para a Estrutura Secundária

Os grupos amino e carboxilo do esqueleto da proteína podem formar ligações de hidrogénio. Quando múltiplos resíduos de aminoácidos próximos formam ligações de hidrogénio, estruturas locais como hélices alfa e folhas de configuração beta podem ser formadas. São estruturas localizadas comuns, dando origem à chamada estrutura secundária de uma proteína.

As Interações de Cadeias Laterais Distantes Determinam a Estrutura Terciária

A estrutura terciária de uma proteína descreve o arranjo tridimensional de uma proteína. Para estabilizar uma estrutura terciária, há interação entre resíduos de aminoácidos que podem estar distantes dentro da cadeia de polipeptídeos. As interações podem ser fracas e não covalentes (por exemplo, ligações iónicas, interações hidrofóbicas ou ligações de hidrogénio) ou fortes e covalentes (por exemplo, pontes de dissulfito). Todas as interações contribuem para a forma da proteína e a sua função.

Múltiplas Cadeias de Polipeptídeos Podem Formar Uma Única Proteína

Até agora, considerámos proteínas que são criadas a partir de uma única cadeia de polipeptídeos. Muitas proteínas consistem em subunidades, cada uma formada por uma cadeia de polipeptídeos. A composição e interação de múltiplas subunidades de proteínas são conhecidas como a estrutura quaternária.

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