Definição de proteólise
A proteólise é a hidrólise das ligações peptídicas que mantêm proteínas unidas, resultando na quebra de proteínas em seus principais componentes, peptídeos e aminoácidos. A proteólise pode ocorrer como um método de regulação dos processos celulares, reduzindo a concentração de uma proteína, transformando uma proteína em uma forma ativa ou fornecendo aminoácidos necessários para sintetizar uma proteína diferente. A proteólise é frequentemente realizada por proteases, enzimas que catalisam a quebra das proteínas. Também pode ocorrer como resultado de condições celulares adversas, como temperatura extrema, acidez ou salinidade, o que interrompe as moléculas nas ligações peptídicas e resulta na quebra de ligações.
Esta figura mostra a quebra de uma ligação peptídica nos aminoácidos constituintes através da hidrólise da ligação amida.
Esta figura mostra a hidrólise de uma ligação peptídica através da adição de água.
Estrutura de proteólise
A proteólise ocorre quando as ligações peptídicas que mantêm uma proteína juntas são hidrolisadas. Isso geralmente ocorre através da catálise por proteases, enzimas envolvidas na quebra das proteínas. As enzimas interagem com proteínas com especificidade do substrato com base na conformação das proteínas e no resíduo de aminoácidos ao qual se ligam. As proteases funcionam de uma de duas maneiras: elas podem quebrar a ligação amida entre dois aminoácidos no terminal amino ou carboxi (exopeptidases), ou podem clivar a proteína dentro do substrato (endopeptidases). As proteases podem ser categorizadas em seis tipos, com base na maneira como hidrolisam as proteínas e o resíduo envolvido: aspartato, cisteína, glutamato, metallo, serina e proteases de treonina. As diferentes categorias hidrolisam a ligação amida através de uma reação de adição/eliminação que produz um intermediário ou por hidrólise direta da ligação por uma molécula de água polarizada. As proteases, e, portanto, a proteólise, podem ser inibidas pela ligação de inibidores aos locais ativos da protease, ou através de confinamento espacial que os separa de seus substratos. Essa inibição desempenha um papel importante na regulação dos processos celulares.
Função de proteólise
A proteólise desempenha vários papéis importantes, porém diversos, no corpo. Pode controlar a função da proteína, produzindo ou removendo proteínas. A proteólise pode regular a concentração de uma proteína, removendo qualquer excesso de proteína, de modo que sua função seja diminuída ou prejudicada. A proteólise é frequentemente responsável pela inativação completa de proteínas, o que pode resultar na interrupção das interações proteína-proteína e nas cascatas de sinalização, incluindo apoptose. Como alternativa, as proteases podem produzir proteínas ativas, realizando modificações em escala fina para uma proto-proteína não funcionando ou alterando seu estado ou localização física. Exemplos disso incluem a regulação da coagulação do sangue através da remoção de coágulos por plasmina e fibrinólise e a ativação da tripsina protease pela modificação do zimogênio pré-protease.
A proteólise também atua como processo de limpeza celular, removendo proteínas danificadas ou desnecessárias. As proteínas danificadas incluem aquelas que foram fraturadas por outro mecanismo, deixando apenas um fragmento de proteína e proteínas mal dobradas que são funcionalmente prejudicadas. As proteases reciclarão os aminoácidos para criar proteínas novas ou mais apropriadas ou para realocar as proteínas para uma nova região. As proteínas intactas e dobradas corretamente não serão quebradas, atuando essencialmente como uma função de controle de qualidade celular.
A proteólise é um componente essencial da digestão dos nutrientes, quebrando qualquer proteína ingerida para que os nutrientes estejam disponíveis para serem adotados pelo organismo. Nesse processo, as proteínas são completamente divididas em seus aminoácidos. A proteólise também é um componente da produção de alimentos, com proteases quebrando as proteínas do leite na produção de queijos e uma proteólise de acionamento por pH baixo da actina na fermentação de salsicha seca.
Questionário
1. Como a proteólise quebra uma proteína? A. Hidrólise B. Desidratação C. Combustão D. Base ácida
Resposta à pergunta nº 1
A está correto. A proteólise quebra as ligações peptídicas em uma proteína através da hidrólise da ligação amida. A hidrólise é uma quebra química por reação com água. A molécula de água interage com o amino em um aminoácido e o carboxy do outro.
2. Qual é uma função importante da proteólise? A. Organogênese B. Formação de células sanguíneas C. Remoção de toxinas D. Regulação de proteínas
Resposta à pergunta nº 2
D está correto. A proteólise pode atuar para regular as proteínas, sinalizar cascatas e expressão gênica, através da ativação e repressão de proteínas através da modificação e quebra de proteínas.
3. O que causa proteólise? A. Enzimas B. Altas temperaturas C. Acidez extrema D. todas as opções acima
Resposta à pergunta nº 3
D está correto. Embora a maioria da proteólise seja regulada por proteases (enzimas), ela também pode ocorrer devido a condições ambientais extremas que podem interromper as ligações químicas.
Referências
- Kaiser, M., Huber, R. e Ehrmann, M. (2013). “Proteólise”. Enciclopédia de Genética de Brenner, 2ª ed. 501-503.
Última atualização em 19 de agosto de 2022