quinta-feira, 17 de agosto de 2017

Ubiquitina

A ubiquitina é uma proteína dos seres vivos eucariotas que possui 76 resíduos de aminoácidos e uma massa molecular de 8,5KDa, estando envolvida em diversos mecanismos celulares, tais como: regulação da progressão do ciclo celular, reparação do DNA, embriogénese, regulação da transcrição, indução da resposta inflamatória, apresentação do antigénio e apoptose. A sua primordial função está relacionada com a degradação de substratos proteicos marcados por poliubiquitinação mediada por um complexo proteico constituído por proteases, o proteossoma 26S. Neste complexo, as proteínas são separadas da ubiquitina e são degradadas por ataques nucleofílicos, dando origem a pequenos péptidos. A ativação da ubiquitina está diretamente relacionada com a enzima E1. O resíduo C-
-terminal da ubiquitina liga-se covalentemente a um resíduo de sulfidril-cisteína da enzima E1 ficando a molécula ativada. A ativação ocorre na presença de Mg2+ e com o consumo de 1 ATP, libertando AMP e pirofosfato. O processo de ativação está incluído numa sequência – ativação, conjugação e ligação. Inicialmente, a enzima E1 ativa a ubiquitina formando um grupo tioéster. Quando esta se encontra ativada, a enzima E2 realiza o transporte até ao substrato a ser utilizado e a enzima E3 (ligase) transfere a ubiquitina ativada. As enzimas envolvidas são codificadas por uma super família de genes, sendo que a enzima E1 é comum à maioria dos organismos eucariotas.
A monoubiquitinização, durante a endocitose, serve como sinal para regular a internalização das proteínas na membrana plasmática. Há também a ubiquitinação das histonas, que influencia modificações da cromatina. A poliubiquitinação marca as proteínas que devem ser degradadas no proteossoma. A regulação do ciclo celular é feita pelas cinases e a atividade destas depende das ciclinas (subunidades reguladoras) e de subunidades inibitórias e o sistema ubiquitina/proteassoma regula a degradação dessas mesmas subunidades: a SCF é responsável pela ubiquinação e proteólise das inibitórias enquanto que o complexo ACP degrada as ciclinas e promove a anafase.
A proteína p53 é uma proteína importante para o controlo do ciclo celular. Caso ocorram danos no DNA, esta proteína bloqueia a progressão do ciclo e ativa as proteínas que o reparam e, na situação de impossibilidade de reparação, ativa a apoptose celular. A p53 é degradada através do proteossoma, sofrendo poliubquitinação. No entanto, a sua degradação pode ser acelerada na presença da oncoproteína do vírus do papiloma humano (HPV), comprometendo sua função anti-cancerígena. Assim, a ubiquitinação das proteínas é importante na regulação de mecanismos celulares. Conclui-se que a ubiquitina está envolvida em muitos processos celulares, muitos ainda não esclarecidos ou totalmente identificados. Para além do seu envolvimento na degradação de proteínas ou na regulação, também é de notar o recrutamento desta proteína por proteínas virais nas suas estratégias de sobrevivência no que diz respeito a células infectadas. Têm sido identificadas várias doenças genéticas, as quais apresentam disfunções no mecanismo de ubiquitinação, nomeadamente, mutações na enzima E3.

Texto escrito por:
Ana Rita Oliveira
Celina Pereira
Luís Almeida
Margarida Antelo
Raquel Azevedo


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quarta-feira, 9 de agosto de 2017

Ligação glicosídica



A ligação glicosídica é uma ligação covalente que, por definição, envolve o carbono anomérico de um monossacarídeo. Ao contrário do que muita gente pensa, a ligação glicosídica não tem que ser obrigatoriamente entre dois monossacarídeos, basta pensar no que acontece nos nucleótidos, por exemplo, onde a ribose estabelece uma ligação glicosídica com a base azotada. Claro que também pode envolver dois monossacarídeos, como é o caso das ligações existentes nos oligossacarídeos ou polissacarídeos, mas não é obrigatório que isso aconteça.
Quando se estabelece uma ligação glicosídica, é libertada uma molécula de água, sendo, por isso, uma reação de condensação. O átomo de oxigénio e um hidrogénio são libertados do carbono anomérico, enquanto que o segundo átomo de hidrogénio é libertado pelo átomo ao qual o carbono anomérico se vai ligar. 
Uma vez que o monossacarídeo envolvido na ligação glicosídica (ou os monossacarídeos, se for esse o caso) perde átomos em relação à sua composição original, passa a designar-se “de resíduo” de monosscarídeo. Por isso é que muitas vezes se ouve dizer, por exemplo, que a sacarose é composta por um resíduo de glucose e um resíduo de frutose…
Consoante o tipo de átomo ao qual se liga o carbono anomérico, a ligação glicosídica recebe um nome diferente. Sendo assim, existem dois tipos de ligações glicosídicas, as do tipo O e as do tipo N. Ou seja, no caso das ligações O-glicosídicas, o carbono anomérico está ligado a um átomo de oxigénio, enquanto que nas N-glicosídicas, está ligado a um átomo de azoto. 
Além desta designação, também é vulgar as ligações glicosídicas serem chamadas de alfa ou beta. Essa nomenclatura depende da configuração do carbono anomérico envolvido na ligação glicosídica (mais informações sobre esse assunto aqui). Ou seja, se o carbono anoméico estiver na configuração alfa, a ligação é do tipo alfa, se estiver na configuração beta, a ligação é do tipo beta.
Por último, gostaria de destacar que quando um monossacarídeo estabelece uma ligação glicosídica, deixa de ser um açúcar redutor, pois deixa de ter o seu carbono anomérico livre (em breve irei colocar um post aqui no blog sobre esse assunto). 
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terça-feira, 25 de julho de 2017

Termogenina

A termogenina (UCP1) foi a primeira proteína desacopladora a ser descoberta, no ano 1978. É uma proteína transmembranar presente na membrana interna das mitocôndrias.                    
Os desacopladores são substâncias que provocam a separação funcional entre a oxidação do NADH ou FADH2 e a fosforilação do ADP a ATP. No que concerne à sua função, é de salientar que as proteínas desacopladoras, neste caso a termogenina, fornecem uma via alternativa para os protões (H+) passarem do espaço intermembranar da mitocôndria para a matriz mitocondrial sem se relacionarem com a enzima ATP sintase (complexo F0F1). A energia do gradiente eletroquímico gerado não é direcionada para a síntese de ATP, mas sim para a produção de calor. Existem várias vias metabólicas que utilizam vários substratos (glucose e ácidos gordos) para reduzir transportadores de protões como o NAD+ e o FAD+, que após receberem estes protões, passam a ser denominados de NADH E FADH2, respetivamente. São exemplos destas vias a glicólise, ciclo de Krebs, e oxidação de ácidos gordos. Seguidamente, estes transportadores de protões serão o substrato da cadeia respiratória, onde através da sua oxidação há a produção de energia química sobre a forma de ATP (Adenosina Trifosfato). Este processo ocorre na matriz mitocondrial e consiste na transferência de protões ao longo de uma cadeia de transportadores que é constituída por 4 complexos. Estes protões atravessam a membrana interna de acordo com o gradiente de concentração através de proteínas transmembranares, passando para o espaço intermembranar; de seguida os protões vão retornar à matriz mitocondrial com o recurso a ATP-sintases que utilizam a energia deste transporte para sintetizar ATP a partir de ADP e Pi. O aceitador final dos protões depende de organismo para organismo, sendo que no caso dos seres aeróbios é o O2.                                                            
O tecido adiposo é classificado em dois tipos que apresentam distribuição, fisiologia, estrutura e patologia diferentes. Um deles é o tecido adiposo comum, amarelo ou unilocular (gordura branca), que quando as células estão completamente desenvolvidas, apresentam uma única gotícula de gordura que ocupa quase todo o citoplasma. O outro tipo é o tecido adiposo multilocular, também conhecido como gordura castanha, que apresenta adipócitos com numerosas gotículas lipídicas e muitas mitocôndrias, que lhe conferem a cor castanha.                   
Nos seres humanos, a gordura castanha só apresenta quantidades significativas nos recém-nascidos, com função auxiliar na termorregulação. Ao ser estimulado pela libertação da noradrenalina nas terminações nervosas abundantes em torno das suas células, o tecido adiposo multilocular acelera a lipólise e a oxidação de ácidos gordos. O calor produzido vai aquecer o sangue contido nos capilares do tecido multilocular e é distribuído pelo corpo, aquecendo os diversos órgãos. A atividade desta proteína é também estimulada em muitos animais aquando da sua hibernação.                                      A produção de termogenina é frequentemente estimulada quando consumimos uma refeição hipercalórica, sendo uma forma de gastar energia em excesso de modo a manter o balanço energético (e assim o peso corporal).

Texto escrito por:
Ângela Barbosa
Carla Rocha
Diogo Dinis
Diogo Assis
Marco Ferreira 
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quarta-feira, 19 de julho de 2017

Hidratos de carbono – derivados de monossacarídeos



Os monossacarídeos são as unidades estruturais de todos os hidratos de carbono, são os seus blocos de construção (mais informações sobreesse assunto aqui). Globalmente obedecem à fórmula química CH2On, ou seja, existe a proporção de o equivalente a uma molécula de água (2 hidrogénios e 1 oxigénio) para cada carbono, sendo por isso que surgiu o nome hidratos de carbono. No entanto, existem também monosscarídeos que não obedecem a esta fórmula química, ou seja, são monossacarídeos que surgem por modificação (bio)química dos monossacarídeos originais. Essa modificação pode envolver a remoção de um ou mais átomos, ou a mudança/alteração de grupos funcionais. Estes é que são os chamados derivados de monossacarídeos, ou derivados de açúcar. Devido à sua elevada variabilidade, não há grandes generalizações que se possam fazer em relação aos derivados de monossacarídeos, pois as suas características físico-químicas dependem muito de qual a modificação química que lhes deu origem, mas o objetivo é sempre o mesmo: conferir propriedades novas a essas moléculas, propriedades que não poderiam existir se se tratassem de monossacarídeos “puros”.
Não pensem que estes derivados de monossacarídeos são moléculas muito raras, com funções específicas (apesar de alguns derem exatamente isso). O derivado mais “famoso/conhecido” é a desoxirribose. Esta molécula deriva da ribose, através da remoção de um átomo de oxigénio (daí o prefixo “desoxi”), sendo um elemento fundamental para o DNA, entrando na composição de cada desoxirribonucleótido. 
A fucose é também um derivado de monossacarídeo (neste caso da galactose) presente em glicoproteínas, sendo por isso importante para a composição e função de glicoproteínas e glicosaminoglicanos das células dos mamíferos, insetos e plantas. Quer a desoxirribose que a fucose pertence à família dos desoxiaçúcares.
A glucosamina e a galactosamina são aminoaçúcares (monossacarídeos com um grupo amina), muito importantes como blocos de construção de glicosaminoglicanos. Derivam da glucose e da galactose, respetivamente.
Estes grupos amina podem ainda sofrer modificações adicionais, originando, por exemplo, N-acetilglucosamina ou N-acetilgalactosamina.
Outra família importante de derivados de monossacarídeos são os derivados acídicos. Neste caso podemos ter dois tipos diferentes os ácidos –ónicos e os ácidos –urónicos. Os primeiros surgem quando o grupo carbonilo de um monossacarídeo é oxidado a grupo carboxílico. Se isso acontecer à glucose, por exemplo, obtém-se o ácido glucónico. Os segundos surgem quando é o último grupo hidroxilo da cadeia que sofre oxidação a grupo carboxílico. Por exemplo, se glucose sofrer este tipo de modificação, obtém-se o ácido glucorónico. Estes derivados de açúcar são importantes constituintes de glicosaminoglicanos, por exemplo.