Barril TIM

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Definição[editar | editar código-fonte]

              O conjunto de dobramentos que formam a estrutura quaternária de uma proteína é importante na determinação de suas ligações, afinidades e funções. Até pouco tempo tinha-se como regra que sequências homólogas de proteínas caracterizavam dobramentos similares [1]. Contudo, novas descobertas vêm quebrando esse paradigma ao mostrar que sequências altamente variadas podem gerar o mesmo dobramento, como é o caso dos barris TIM (ou barris αβ) [2].

             Foi proposto que os barris TIM (descobertos primeiramente através da estrutura da enzima triosefosfato isomerase) e os sanduíches αβ foram os primeiros a evoluírem, seguidos por sanduíches β (principalmente em eucariotos) [3][4]. Barris TIM são, portanto, um dos dobramentos mais antigos e fazem parte de muitas enzimas, sendo importantes para reações enzimáticas diversas [5].

Estrutura[editar | editar código-fonte]

              Barris TIM consistem em motivos alternados de estrutura secundária hélice-alça-corda, onde as cordas arranjam-se no centro do barril β. O barril β central é formado por folhas β paralelas, constituindo uma interface β/β no centro do dobramento. As margens externas do barril são mantidas por interações hélice-folha e hélice-hélice [6]. A interface α/β que flanqueia o barril é formada por motivos α-X-β, onde X pode representar qualquer estrutura secundária, como alças. As hélices interagem entre elas formando a interface α/α, voltada para o exterior do barril. Foi mostrado que a face do barril TIM que possui os C-terminais e as alças adjacentes contém os resíduos que formam os sítios ativos das enzimas. Como os barris TIM têm uma grande variedade funcional e são formados por várias sequências não-homólogas, são um ótimo sistema para o estudo das relações entre estrutura, sequência e função de proteínas [6].

Vista (A) superior e (B) lateral de um dobramento barril TIM clássico (αβ8: 8 α hélices e 8 folhas β). α hélices estão representadas em vermelho e folhas β, em amarelo. As interfaces estão destacadas e identificadas com setas. Figura adaptada de Vijayabaskar MS & Vishveshwara S, PLoS Comput Biol, 2012 (referência 6).

Funções[editar | editar código-fonte]

Funções dos resíduos presentes em cada motivo αβ (ou βα) do barril TIM, evidenciando a diversidade e a especificidade de interações com outras moléculas. Asteriscos (*) mostram os resíduos presentes no sítio ativo das enzimas que possuem este dobramento. Figura adaptada de Nagano N e cols, J Mol Biol, 2002 (referência 5).

              Barris TIM possuem funções variadas por participarem do sítio ativo de várias enzimas. A enzima triose fosfato isomerase (TIM), cuja estrutura monomérica é o próprio barril αβ8, é essencial para o metabolismo de glicose. Ela é responsável pela interconversão de diidroxiacetona fosfato e gliceraldeído 3-fosfato, etapa importante na sequência de reações da glicólise e gliconeogênese [7].

             Outra proteína que possui um barril TIM em sua estrutura e sítio catalítico é a fosfolipase C (PLC), que catalisa a quebra de fosfatidilinositol difosfato (PIP2) em 1,4,5 fosfatidilinositol trifosfato (IP3) e diacilglicerol (DAG). A ativação da PLC ocorre em resposta à estímulos nervosos no músculo liso, por exemplo, onde o IP3 liga-se a seus receptores no retículo sarcoplasmático, ativando canais de cálcio e liberando cálcio para o sarcoplasma e, com isso, levando à contração muscular. Simultaneamente, DAG e os níveis aumentados de cálcio intracelular agem ativando a proteína quinase C (PKC) que então fosforila proteínas em resposta ao estímulo inicial [8].

Referências[editar | editar código-fonte]

  1. ↑ Chothia C, Lesk AM (1986) The relation between the divergence of sequence and structure in proteins. Embo J 5: 823–826.
  2. ↑ Holm L, Sander C (1993) Protein structure comparison by alignment of distance matrices. J Mol Biol 233: 123–138.
  3. ↑ Grant A, Lee D, Orengo C (2004) Progress towards mapping the universe of protein folds. Genome Biol 5: 107.
  4. ↑ Caetano-Anolles G, Caetano-Anolles D: An evolutionarily structured universe of protein architecture. Genome Res 2003, 13:1563-1571.
  5. ↑ Nagano N, Orengo CA, Thornton JM (2002) One fold with many functions: the evolutionary relationships between TIM barrel families based on their sequences, structures and functions. J Mol Biol 321: 741–765.
  6. ↑ a b Vijayabaskar MS, Vishveshwara S. Insights into the fold organization of TIM barrel from interaction energy based structure networks. PLoS Comput Biol. 2012;8(5):e1002505.
  7. ↑ Marzzoco A, Torres BB. Bioquímica Básica, 3ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. ISBN: 978-85-277-1284-2.
  8. ↑ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. Molecular Biology of the Cell, 5ª edição. New York: Garlan Science, Taylor & Francis Group, 2008. ISBN: 978-0-8153-4105-5.
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