Estudo conformacional de proteínas por espectroscopia Raman laser e de absorção no infravermelho: toxina γ de tityus serrulatus e fosfolipases A2 de crotalus durissus terrificus e de pâncreas de porco e seu zimogênio

• Main Author: Areas, Elizabeth Pinheiro Gomes
• Other Authors: Kawano, Yoshio
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 1990
• Subjects: Biochemistry; Bioqímica; Espectroscopia Raman; Fosfolipase; Phospholipase; Proteínas; Proteins; Raman spectroscopy; Toxin; Toxina
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46131/tde-04052011-123028/

Técnicas espectroscópicas vibracionais Raman e infravermelho foram utilizadas no estudo conformacional de algumas proteínas de interesse biológico, no que se refere a aspectos estruturais de seus esqueletos polipeptídicos e microambientes de cadeias laterais de certos resíduos de aminoácidos. O trabalho foi dividido em dois grupos, de acordo com os sistemas em estudo: a) Toxina γ do veneno de escorpião brasileiro Tityus serrulatus. A análise vibracional revelou que o esqueleto polipeptídico dessa proteína consiste de diferentes estruturas secundárias, com predominância de folhas β, seguida por estruturas do tipo não regular e α-hélice, com alguma evidência de dobras β. Conformação gauche-gauche-gauche foi detectada para os segmentos CCSSCC das quatro pontes dissulfeto. A intensidade do dubleto Raman da Tyr a 853 e 828 cm-1 indicou que 4 dentre 5 resíduos de Tyr encontram-se expostos na superficie molecular. Também há indicações de que os 3 resíduos de Trp apresentem localização externa. Sob o ponto de vista qualitativo, as características conformacionais da toxina no estado sólido amorfo e em solução são virtualmente as mesmas. b) Fosfolipases A2 de pâncreas de porco e de Crotalus durissus terrificus. Mudanças confarmacionais foram detectadas para as moléculas de fosfolipase como consequência de diferentes condições experimentais tais como mudança de estado físico, presença de certas espécies iônicas e interação com um análogo de substrato e com o próprio substrato. Características conformacionais discrepantes foram observadas para a forma sólida amorfa e forma cristalina da fosfolipase pancreática. Transições conformacionais foram detectadas para a transformação zimogênio → fosfolipase A2 e diferentes conteúdos estruturais foram calculados para a forma tóxica e atóxica dessa enzima. Todas essas mudanças conformacionais envolveram basicamente a arquitetura do esqueleto polipeptídico, não afetando a conformação das cadeias laterais dos resíduos de amino ácidos. As pontes dissulfeto apresentaram consistentemente uma conformação ggg a qual não foi perturbada por nenhuma das condições experimentais empregadas. A ocorrência externa de resíduos de triptofano constituiu uma característica comum para os sistemas ensaiados, assim como a localização predominante de residuos de tirosina em microambientes hidrofílicos, provavelmente na superficie molecular. === Raman and infrared spectroscopies were used to investigate conformational features of some proteins of biological interest, in what concerns structural aspects of their polypeptide backbones and microenvironments of certains amino acid residue side-chains. The work has been divided in two groups as related to the systems studied: a) Toxin γ from the venom of Brazilian scorpion Tityus serrulatus. The vibrational analysis has revealed that the protein polypeptide backbone consists of different secondary structures, with predominance of β-sheet, followed by unordered structure and α-helix, with some evidence of β-turns. A gauche-gauche-gauche (ggg) conformation for the CCSSCC fragments of the four dissulfide bridges has been detected. The intensity of the Tyr Raman doublet at 853 and 828 cm-1 indicated that 4 out of the 5 Tyr residues are exposed at the molecular surface. External localization of the 3 Trp residues has also been indicated. Under a qualitative point of view, conformational features of the toxin the amorphous solid state and in solution were virtually the same. B) Crotalus durissus terrificus and porcine pancreatic phospholipases A2. Conformational changes were detected for the phospholipases molecules as a consequence of different conditions such as change of physical state, presence of certain ionic species and interaction with a model substrate analog and with the substrate itself. Amorphous and crystalline solid pancreatic phospholipases presented discrepant conformational features. Conformational transitions were detected for the pancreatic zymogen → phospholipase A2 transformation and different secondary structures contents were observed for the toxic and the non toxic phospholipase melecules. All those structural changes heve been shown to involve primarily the architecture of the polypeptide backbone rather than the conformation of amino acid residue side-chains. Disulfide bridges have shown consistently a ggg conformation which has not been disturbed by any of the experimental conditions employed. The external occurrence of tryptophan residues has been a common feature for the systems assayed, as well as the predominant localization of tyrosine residues in hydrophylic environments, probably at the molecular surface.