02 dezembro, 2013

Chaperonas: as damas de companhia das proteínas (RESUMO)

Detalhe do quadro "As meninas" de Velásquez (1656)
A correta atuação das proteínas não depende apenas das instruções para a suas sínteses contidas nos genes. Muitas proteínas, devido ao seu tamanho e às condições do meio em que se encontram, precisam de ajuda para se enovelar de maneira correta.
 
Esquema do enovelamento de proteínas mediado por chaperonas
O caminho mais comum de uma proteína, após sua síntese nos ribossomos, é se enovelar para alcançar sua estrutura funcional, seja de modo espontâneo ou com a ajuda de alguma chaperona molecular.

Chaperon é o termo francês para dama de companhia, uma senhora que acompanhava moças jovens e solteiras nos passeios para proteger suas virtudes.

As proteínas muito grandes tem dificuldade para se enovelar, principalmente quando a temperatura do ambiente está alta, neste contexto, quando, aliada à temperatura elevada, ocorre também alta concentração de proteínas, são favorecidas interações não-específicas, ou seja inadequadas.

Estas interações formam agregados insolúveis, que se depositam nos tecidos e podem causar doenças conformacionais, decorrentes de alterações na estrutura das proteínas. Essas doenças são chamadas ainda de amiloidogênicas, exemplos: doença da vaca louca, de Alzheimer e de Parkinson.

As chaperonas são proteínas que se ligam e estabilizam outras proteínas, auxiliando seu correto enovelamento. “Bem como, elas reconhecem e ‘agarram” proteínas malformadas, encaminhando-as para degradação.
 
Eliminação de agregado proteico mediada por chaperonas.
As várias famílias de chaperonas moleculares são nomeadas com a sigla HSP, em inglês, heat shock protreins, associadas ao choque térmico. Elas são identificadas por seus pesos moleculares aproximados, dado na unidade quilodálton (KDa): Hsp40, Hsp70, e assim por diante.

Experimentos mostram que o bloqueio de produção de chaperonas faz com que alguns microrganismos se tornem intolerantes mesmo a pequenos aumentos de temperatura e morram. 

A introdução da expressão das chaperonas torna certas plantas mais resistentes ao calor, permitindo que continuem vivas em condições insuportáveis para sua versão normal.

Em condições de elevadas temperaturas algumas chaperonas tornam-se uma das principais famílias de proteínas expressas nas folhas das plantas, o que é de grande interesse para agricultura diante de previsões atuais de aquecimento global significativo, que pode afetar seriamente a produção de alimentos.

De acordo com a função principal as chaperonas, elas podem ser divididas em dois tipos: as “Holdases” (do inglês hold que significa segurar) que estão envolvidas no reconhecimento das proteínas e as “enovelases” ou “foldases” (do inglês fold, que significa enovelar) que auxiliam no enovelamento correto.

Entre as várias famílias de chaperonas, as Hsp70 têm papel central na rede formada por essas proteínas auxiliares, sua importância pode ser medida pelo fato de algumas organelas, como as mitocôndrias e o retículo endoplasmático, terem uma Hsp70 específica para receber proteínas-clientes produzidas no citoplasma.

Estudos das chaperonas moleculares poderão auxiliar em tratamentos de estresse e câncer. As chaperonas também poderão ter grandes valia para a medicina por conta de sua capacidade de reconhecer agregados proteicos e desfazê-los, remetendo-os ao reenovelamento ou à degradação.

Artigo original: RAMOS, Carlos H.I. As damas de companhia das proteínas. Ciência Hoje, Rio de Janeiro: vol. 41. p. 44 a 49, 2007.

Resumo elaborado por Fernanda Fernandes Leite
Disciplina: Tópicos atuais em Biologia molecular, genética e evolução

Professoras: Gladis Franck da Cunha e Vânia E. Schneider

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