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Qual é a diferença entre uma proteína e um fator?

Qual é a diferença entre uma proteína e um fator?



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Em termos de nomenclatura / semântica, por que algumas proteínas são denominadas proteínas e alguns fatores denominados?

Estive revisando o DNA eucariótico e encontrei algumas proteínas que parecem ter quase a mesma função, mas têm nomes diferentes. Por exemplo,

  • Ativador de replicação proteína
  • Licenciamento de replicação fatores
  • Replicação proteína UMA
  • Replicação fator C
  • Transcricional fator
  • Iniciação da tradução eucariótica fator

TLDR: Pelo que eu sei, não há nenhuma razão específica para algumas proteínas serem chamadas de "fatores"; é apenas uma questão de qual nome foi escolhido.


"Proteína" é um termo específico que significa uma longa cadeia de aminoácidos. Eles têm tipicamente pelo menos 50 aminoácidos de comprimento.

Por outro lado, a palavra "fator" é um termo bastante vago e tão amplo quanto ser "um elemento de algo". Então, essencialmente nada em biologia, de um produto químico à temperatura poderia ser chamado de fator.

No contexto da bioquímica, um fator é uma "substância que participa de uma reação bioquímica ... ... ou processo". Isso pode incluir tudo, desde proteínas e enzimas (por exemplo, EGF), a produtos químicos não proteicos, como substratos, cofatores. Mesmo Ca $ ^ {2 +} $ (fator de coagulação IV) e óxido nítrico / ácido araquidônico / etc. (EDHF) estão sob esse guarda-chuva - um único íon é o mais longe possível de ser uma proteína! Muitas proteínas também recebem o rótulo de "fator". Na verdade, a proteína C foi chamada de ambos "Proteína C "e" coagulação do sangue fator XIV ".

Uma das razões pelas quais várias proteínas foram chamadas de "fatores" é que a palavra fator costumava ser usada para se referir a genes. Eu especularia que outro motivo pode ser que certos nomes e siglas já existiam. Por exemplo, proteína C vs. fator Ligação C ou CREB proteína (CBP) vs. ligação de núcleo fator (CBF).

Mas, desde que a nomenclatura das proteínas seja padronizada, não vejo razão para não usarmos apenas siglas para descrever proteínas. Afinal, nomes de proteínas podem ser enganosos (por exemplo, Sonic Hedgehog), e há uma grande confusão na literatura entre nomes de proteínas.


Resposta curta

Não existe uma convenção de nomenclatura acordada para proteínas - existem alguns padrões básicos porque na linguagem as pessoas geralmente tentam transmitir suas ideias de uma maneira que os outros possam entender, mas isso não significa necessariamente regras fixas.

Resposta mais longa

Acho que é importante reconhecer que o processo de compreensão do que as proteínas fazem nem sempre é simples. Na maioria das vezes, a função de uma proteína é primeiro entendida ao ver o que acontece se essa proteína estiver ausente (e às vezes superexpresso).

A terminologia fator implica que uma proteína está modulando um processo ou pelo menos não é por si só suficiente para um processo. Ou seja, é nomeado porque quando foi omitido, algum outro processo mensurável mudou. Pode significar algo que tem sua função principal de ligação, em vez de catalisar uma reação química, ou pelo menos que o mecanismo de ação real ainda não é conhecido no momento da nomeação.

Você não esperaria, por exemplo, que uma enzima com um alvo conhecido fosse chamada de fator: é mais provável que seja nomeada de acordo com seu alvo e o tipo de reação que está sendo catalisada.

No entanto, é possível que um nome permaneça quando há um entendimento menos completo. Algo pode ser chamado de fator inicialmente por causa de como influencia algum processo, mas a contribuição real só é entendida mais tarde. Apenas como exemplo, pegue o fator de complemento I. Nomeado inicialmente porque tinha alguma função no sistema do complemento, agora sabe-se que cliva enzimaticamente outra proteína.

Mais importante, lá não é uma terminologia pura aqui ou convenção de nomenclatura consistente: na maioria dos casos, apenas remonta ao modo como a primeira pessoa a descrever a proteína a discutiu. Algumas proteínas são nomeadas (de forma controversa, acrescentarei) coisas como Sonic hedgehog - relacionadas à via de sinalização Hedgehog, de nome semelhante, que é totalmente nomeada por causa da descrição criativa de uma pessoa / grupo de um fenótipo de mosca-das-frutas relacionado.

Nomear algo como "proteína" apenas identifica que é uma proteína, um pouco mais.


Resposta curta
Todos os fatores são proteínas, nem todas as proteínas são fatores

Fundo
Um fator é tipicamente uma pequena proteína que regula uma proteína alvo maior diretamente, associando-se especificamente a ela, ou indiretamente, afetando seu substrato. Por exemplo, fatores de proteína desempenham papéis importantes na síntese de proteínas (Berg et al., 2002) e veja a Fig. 1 .:

  • Um fator de iniciação liga-se ao ribossomo de múltiplas subunidades muito maior e mais complexo durante o início da tradução, uma parte da biossíntese de proteínas (fig. 1);
  • UMA fator de liberação termina a tradução pelo ribossomo reconhecendo o códon de terminação ou códon de parada em uma sequência de mRNA
  • UMA fator de transcrição é uma proteína que regula a RNA polimerase, muito mais complexa e maior. Os fatores de transcrição controlam a taxa de transcrição da informação genética do DNA para o RNA mensageiro, ligando-se a uma sequência específica de DNA.

Referência
-Berg et al., Bioquímica, 5º ed. Nova York: Freeman (2002)
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Fig. 1. Os fatores de iniciação são proteínas relativamente pequenas que interagem com o grande complexo ribossomal de múltiplas subunidades. fonte: Conceitos de genética


Existem pelo menos duas razões pelas quais certos compostos foram historicamente nomeados na forma 'função-fator'.

  1. Quando você tem alguma preparação impura que exerce uma função biológica, mas não sei a natureza química do componente responsável é.

Por exemplo, um desconhecido fator de crescimento, pode ser uma proteína, mas também pode ser um esteróide, etc.

  1. Como um deliberado contraste com enzima para enfatizar que a atividade não é catalítica. O ponto aqui não é a oposição a um tipo diferente de proteína.

Por exemplo, na síntese de DNA ou RNA você tem as enzimas reais (DNA e RNA polimerases) que funcionam cataliticamente para formar ligações fosfodiéster e, em seguida, várias proteínas acessórias que são necessárias para se ligar a regiões específicas do DNA, mas não catalisam nenhuma reação química . Neste caso, a palavra 'proteína' não distingue a molécula de uma enzima.

Nos casos em que a necessidade de fazer tais distinções não é evidente para um cientista que estabeleceu a natureza proteica de uma atividade, ele pode ter escolhido designá-la proteína para maior precisão.

Coda

Quando um campo amadurece o suficiente, geralmente há uma iniciativa de racionalizar a nomenclatura. Isso é freqüentemente resistido pelos criadores da nomenclatura. A esse respeito, Fritz Lipmann teria dito que “mudar de nome é reescrever a história”.


Diferença entre cofator e coenzima

A diferença entre cofator e coenzima é principalmente devido aos seguintes fatores:
Natureza química: Os cofatores constituem um grande grupo de moléculas auxiliares que podem ser inorgânicas e orgânicas, enquanto os cofatores são simplesmente as pequenas moléculas orgânicas.
Função: As coenzimas atuam significativamente como um material transportador para converter a proteína inativa (Apoenzima) na forma ativa (Holoenzima). Em contraste, os cofatores apenas fixam a reação enzimática dentro de uma célula.

Tanto o cofator quanto a coenzima são termos importantes para estudar as propriedades químicas e físicas de uma enzima. É importante notar que os cofatores ou coenzimas apenas se ligam aos tipos de enzimas conjugadas que também contêm uma região não proteica. Conseqüentemente, as enzimas simples que contêm inteiramente aminoácidos não requerem nenhum carreador adicional para mostrar sua atividade catalítica.


Boas proteínas vs. Proteínas Ruins

Conseguir um corpo magro e um abdômen parecido com o do Kevlar não acontece automaticamente. É preciso muito trabalho e tempo gasto na academia, além de uma dieta rica em proteínas.

Contanto que seja o tipo certo de proteína.

Todo mundo sabe que as gorduras são ruins e que os carboidratos são suspeitos, mas a proteína não pode fazer nada de errado - ou assim pensamos. Embora muitas proteínas sejam boas, algumas podem ser prejudiciais à saúde.

Desde o final da década de 1990, a dieta Atkins e outros modismos, como a dieta de South Beach, popularizaram planos de refeições com alto teor de proteína e baixo teor de carboidratos. Como resultado, o consumo de alimentos ricos em proteínas aumentou dramaticamente. o Nutrition Business Journal em San Diego, estimou que, em 2004, os americanos gastaram cerca de US $ 1,2 bilhão em suplementos de proteína e outros US $ 2 bilhões em barras de proteína. O Departamento de Comércio informa que o consumo per capita de peixes cresceu 4,5% - assim como o consumo de carne bovina, que cresceu 25% entre 1998 e 2004, de acordo com a National Cattleman's Beef Association.

Mas nem todas as carnes são iguais: há uma enorme diferença entre um cheeseburger gordo e um bife de lombo magro. Mas os americanos ainda estão tomando decisões alimentares pouco saudáveis. Na verdade, as pessoas nos EUA nunca foram menos saudáveis. Com quase 70% da população acima do peso, parece que as pessoas estão mais confusas do que informadas sobre o que deveriam comer.

Primeiro, todos nós sabemos que a proteína deve ser boa para nós, mas o que ela faz exatamente? A proteína é essencial para uma dieta equilibrada, porque constrói músculos e colágeno. De acordo com o diretor de promoção da saúde e comunicação da Universidade de Harvard, Dra. Lilian Cheung, a proteína é o bloco de construção de enzimas, hormônios, fatores imunológicos e muitas outras moléculas que são essenciais para o corpo. Revista online de Harvard, Fonte de nutrição, afirma, "Os adultos precisam de um mínimo de um grama de proteína para cada quilograma de peso corporal por dia para evitar quebrar lentamente seus próprios tecidos."

Isso significa que uma pessoa que pesa 60 quilos deve consumir cerca de 63 gramas de proteína por dia - o equivalente a dois filés grandes de frango - o que, para a maioria das pessoas, não é um problema. A perda de peso decorre de um processo chamado cetose, que é a base da dieta Atkins, na qual, se todo o amido for removido da dieta, o corpo começará a liberar gordura - em vez de armazená-la - e então queimar como combustível. Mas isso não significa que quanto mais proteína você ingere, mais gordura você perde, porque, no final, a proteína ainda contém calorias - mesmo em pequenas quantidades - e uma vez que se transforme em gordura, o corpo não será capaz de queimar tudo de uma vez. Perder peso significa gastar mais calorias do que você consome.

O Departamento de Agricultura dos Estados Unidos diz que o americano médio já consome proteína mais do que o suficiente - às vezes muito mais, embora não haja estudos que indiquem que o excesso de proteína é ruim para você. O que pode ser ruim, entretanto, é como você ingere essa proteína. Afinal, qualquer alimento consumido em excesso - seja proteína, carboidrato ou gordura - não é saudável.

O truque é aprender as proteínas boas das ruins e a quantidade de que você precisa.

"O que torna uma proteína boa é sua base de nutrientes, como ela foi criada e cultivada, seu valor de ácido graxo ômega-3 e se ela tem alto ou baixo teor de gordura saturada", diz Oz Garcia, nutricionista e autora de Tenha uma aparência fabulosa para sempre. Os ácidos graxos ômega-3 são um tipo de gordura poliinsaturada - uma boa gordura - encontrada principalmente em peixes, que tem propriedades curativas para pacientes com doenças cardíacas.

Os produtos à base de soja são surpreendentemente controversos. Enquanto os produtos à base de soja costumavam ser principalmente para vegetarianos estritos e intolerantes à lactose, agora ela ocupou seu lugar no setor de laticínios como um tipo de 'superalimento', porque é uma proteína de base vegetal que embala muitos nutrientes . A soja está chegando a mais produtos do que apenas leite de soja, e alguns nutricionistas alertam que ingerir muito pode ter efeitos colaterais que alteram os hormônios. Isso porque a soja contém fitoquímicos e fitoestrogênios, que são ótimos para mulheres na menopausa, mas não tão bons para a pessoa média.

A melhor maneira de se manter saudável é com uma dieta balanceada - que forneça quantidades adequadas de nutrientes essenciais e deixe a pessoa satisfeita depois de comer. Na verdade, a maioria dos alimentos combina naturalmente proteínas, carboidratos e gordura, razão pela qual uma dieta com ou sem carboidratos é irreal.

"Digo aos meus clientes que uma xícara de arroz cozido contém cinco gramas de proteína, embora pensemos no arroz como um alimento 'carboidrato', e que o espaguete tenha cerca de sete gramas de proteína", diz Anne Collins, nutricionista e fundadora da annecollins.com. "É por isso que eu defendo fortemente uma dieta balanceada."

O que é uma ótima notícia para os amantes da carne vermelha - bem como para os fanáticos por peixes e entusiastas de ovos - porque uma dieta saudável não precisa se restringir a peitos de frango e hambúrgueres de grãos. Grelhar uma fatia magra de lombo de vaca sem molho pesado ou lados gordurosos é uma boa maneira de obter proteína. E embora os ovos tenham sido desaprovados no passado, eles podem realmente ser um bom complemento à dieta, desde que a gema, que contém a maior parte da gordura e do colesterol, seja removida.

Para saber mais sobre quais proteínas são boas - e ruins - para você, siga os links abaixo.


4 níveis de estrutura da proteína (com diagrama)

Por convenção, quatro níveis de organização de proteínas podem ser identificados; eles são chamados de estruturas primárias, secundárias, terciárias e quaternárias da proteína.

1. Estrutura da proteína primária:

Os aminoácidos sucessivos que formam a espinha dorsal de uma cadeia polipeptídica são ligados entre si por meio de ligações peptídicas e acredita-se que essas sejam as únicas associações covalentes que ocorrem entre os aminoácidos sucessivos.

A estrutura primária de uma proteína é a ordem desses aminoácidos na estrutura de cada uma das cadeias polipeptídicas que constituem a molécula.

A estrutura primária de uma cadeia polipeptídica é delineada começando com o aminoácido que ocupa o terminal N do polipeptídeo & # 8217s. Por conveniência, cada aminoácido é identificado usando sua abreviatura específica. A primeira proteína a ter sua estrutura primária determinada foi o hormônio insulina, uma proteína relativamente pequena contendo apenas 51 aminoácidos.

A molécula de insulina consiste em duas cadeias polipeptídicas chamadas cadeia A (comprimento de 21 aminoácidos) e cadeia B (comprimento de 30 aminoácidos). A estrutura da insulina é mostrada na Figura 4-16 e revela ainda outra faceta das associações covalentes que podem existir nas proteínas.

As cadeias A e B da insulina estão ligadas entre si por duas pontes dissulfeto e uma terceira ponte dissulfeto ocorre dentro da cadeia A. Conforme mostrado na Figura 4-17, as pontes dissulfeto são formadas pela remoção do hidrogênio dos grupos sulfidrila das cadeias laterais de dois resíduos de cisteína.

Quando a estrutura primária de uma cadeia polipeptídica é determinada quimicamente, é comum determinar simultaneamente quais resíduos de cisteína da estrutura estão envolvidos na formação de pontes dissulfeto. Desde a elucidação da estrutura primária da insulina em 1953 por F. Sanger (para (Sanger recebeu o Prêmio Nobel), várias centenas de proteínas foram totalmente sequenciadas, muitas delas consideravelmente maiores do que a insulina. Entre as proteínas totalmente sequenciadas estão quase 100 formas de hemoglobina, a proteína transportadora de oxigênio no sangue dos vertebrados.

Estudos de hemoglobina revelaram alguns fatos fascinantes sobre a evolução de proteínas relacionadas e a maneira como as diferentes cadeias polipeptídicas de uma proteína interagem umas com as outras na atividade biológica da molécula.

Variedade inerente de estruturas primárias de proteínas:

A diversidade de aminoácidos que podem ser incluídos nas proteínas fornece um enorme número de diferentes estruturas primárias. Considere, por exemplo, a variedade matemática que é possível em uma cadeia polipeptídica que consiste em 61 aminoácidos (e isso seria considerado uma proteína relativamente pequena). Cada uma das 61 posições de resíduos pode ser ocupada por qualquer um dos 20 aminoácidos diferentes.

Portanto, no total haveria 20 61 moléculas de polipeptídeo possíveis (isto é, 20 61 diferentes estruturas primárias são possíveis). Agora, 20 61 = 2,3x 10 79, e como foi estimado que todo o universo contém 0,9 x 10 79 átomos, existe uma variedade potencial maior em uma cadeia polipeptídica com 61 aminoácidos de comprimento do que átomos no universo!

Estrutura de Proteína Secundária:

Ao descrever uma estrutura primária de proteína & # 8217s, a ordem dos aminoácidos em cada cadeia polipeptídica, mas não a forma tridimensional resultante, é considerada. A forma tridimensional é levada em consideração começando com a estrutura secundária.

Uma estrutura secundária de proteína descreve quaisquer relações espaciais periódicas dentro de cada uma das cadeias polipeptídicas, como:

(1) As localizações e extensão das regiões de cada cadeia que são organizadas em hélices e

(2) O tipo de hélices que estão presentes.

Entre as estruturas periódicas que são comuns em cadeias polipeptídicas estão a alfa, pi e 310 hélices discutidas anteriormente e as várias conformações beta. Em proteínas globulares, não é incomum que metade de todos os resíduos de cada polipeptídeo sejam organizados em uma ou mais estruturas secundárias específicas.

Por conveniência, os vários segmentos de uma cadeia polipeptídica podem ser atribuídos a uma nomenclatura específica. Começando no terminal N, as regiões helicoidais são denotadas pelas letras A, B, C, D e assim por diante, e os aminoácidos dentro de cada hélice são atribuídos a números (por exemplo, C1, C2, C3, etc.). As regiões inter-helicoidais de cada cadeia são denotadas pelas letras das hélices adjacentes (ou seja, regiões não-helicoidais AB, BC, CD, etc.) e os aminoácidos dentro dessas regiões também são atribuídos a números (ou seja, BC1, BC2 , BC3, etc.).

A região não helicoidal no terminal N (se de fato o terminal N não fizer parte de uma hélice) é denotada como NA e seus aminoácidos são numerados consecutivamente (NA1, NA2, NA3, etc.). Se houver um segmento não helicoidal no terminal C, ele é identificado com base na última hélice. Por exemplo, em uma cadeia polipeptídica contendo oito hélices (A a H), um segmento não helicoidal no terminal C seria identificado como HC (e seus aminoácidos numerados HC1, HC2, HC3, etc.). Usando este tipo de nomenclatura, a posição específica de qualquer aminoácido pode ser identificada (ver Fig. 4-18).

Estrutura da proteína terciária:

A estrutura terciária da proteína refere-se à maneira pela qual as regiões helicoidal e não helicoidal de um polipeptídeo são dobradas sobre si mesmas para adicionar ainda outra ordem de forma à molécula. Nas proteínas globulares, são as regiões não helicoidais que permitem o dobramento. A dobragem de uma cadeia polipeptídica não é aleatória, mas ocorre de uma maneira específica, conferindo assim certas propriedades estéricas à proteína.

Muito antes de a estrutura atômica tridimensional da primeira proteína ser elaborada, W. Kauzmann antecipou os princípios gerais que governariam a forma geral de uma proteína. Kauzmann previu em 1959 que todos os grupos polares na proteína iriam interagir uns com os outros ou seriam solvatados pela água circundante e essas considerações de entropia atrairiam as partes não polares da proteína juntas no interior da molécula.

Este tipo de dobramento específico é alcançado e mantido por uma variedade de interações entre uma parte da cadeia polipeptídica e outra e entre o polipeptídeo e moléculas de água vizinhas.

As interações incluem:

(1) ligações iônicas ou pontes de sal,

Ligações iônicas (pontes de sal):

Em soluções aquosas, a maioria dos aminoácidos ocorre em um estado ionizado (ou dissociado). Por exemplo, a maioria das moléculas de glicina existem na seguinte forma quando a glicina é dissolvida em água:

Nesta forma, um íon de hidrogênio (ou seja, um próton) foi dissociado do grupo α-carboxila e outro foi removido da água circundante pelo grupo a-amino. O íon resultante é chamado de zwitterion porque carrega dois tipos diferentes de carga - positiva e negativa. Observe que, embora tenha os dois tipos de carga, a molécula de glicina não tem carga líquida.

O aminoácido ácido aspártico tem a seguinte forma zwitteriônica:

Neste caso, o ácido aspártico carrega uma carga positiva e duas negativas e, portanto, tem uma carga líquida (ou seja, -1). O ácido glutâmico se comporta de maneira semelhante.

Finalmente, o aminoácido básico lisina produz o seguinte zwitterion em solução:

Nesta forma, a lisina carrega duas cargas positivas e uma carga negativa e tem uma carga líquida positiva (ou seja, +1).

Nas cadeias polipeptídicas, os grupos a-amino e a-carboxil de todos os aminoácidos, exceto aqueles que estão nos terminais n e c, estão envolvidos nas ligações peptídicas. Portanto, exceto nas extremidades da cadeia polipeptídica, esses grupos não são ionizados e não contribuem com nenhuma carga para o polipeptídeo.

No entanto, as cadeias laterais de aminoácidos ácidos e básicos (bem como alguns outros) podem contribuir com cargas positivas e negativas ao longo do comprimento do polipeptídeo se as condições de pH local ou a natureza das outras cadeias laterais na região do terciário estrutura permite dissociação ou protonação.

A atração eletrostática entre as cadeias laterais de aminoácidos de carga oposta de um polipeptídeo pode aproximar essas regiões da cadeia e estabilizar suas posições uma em relação à outra. As ligações assim formadas são chamadas de ligações iônicas ou pontes salinas (também ligações salinas).

Também é possível que as cadeias laterais ionizadas de aminoácidos no interior da molécula reajam e se liguem à água, e em muitas proteínas uma certa quantidade de água é permanentemente retida dentro da molécula por tais interações. Como os íons de sal (por exemplo, Na + e Cl & # 8211) também estão presentes nos arredores da maioria das proteínas, eles também podem desempenhar um papel na formação de ligações iônicas entre diferentes grupos ionizados no interior da molécula. As ligações iônicas também ocorrem entre as cadeias laterais carregadas que se projetam da superfície da proteína e da água circundante e dos íons de sal. Os vários tipos de ligações iônicas são mostrados na Figura 4-19.

As ligações de hidrogênio formadas entre átomos de hidrogênio a-amino e átomos de oxigênio a-carboxil já foram discutidos em conexão com a estabilização de hélices e cadeias paralelas da estrutura da folha beta pregueada. As ligações de hidrogênio também podem ser formadas entre cadeias laterais não dissociadas contendo carboxila dos aminoácidos ácidos e os grupos amino dos aminoácidos básicos lisina, triptofano e histidina.

Os grupos hidroxila da serina, teonina e tirosina também podem participar das ligações de hidrogênio, assim como os grupos carboxila e amino secundários da asparagina e da glutamina. Embora individualmente fracos, esses laços contribuem coletivamente para a estabilidade de uma estrutura terciária específica.

Terceiras classes de interações que estabilizam a estrutura da proteína terciária são ligações hidrofóbicas. Estas são interações entre aminoácidos cujas cadeias laterais são hidrofóbicas (por exemplo, leucina, isoleucina, valina e os aminoácidos aromáticos).

As cadeias laterais desses aminoácidos são unidas por suas propriedades hidrofóbicas mútuas, tornando-se organizadas de forma a ter contato mínimo com a água circundante. Colocados próximos uns dos outros, átomos justapostos de cadeias laterais separadas sofrem interações de van der Waals entre si, resultando na formação de ligações fracas.

Novamente, é o grande número dessas interações que conferem estabilidade à estrutura. A Figura 4-20 representa a estabilização de uma dobra em uma cadeia polipeptídica pela associação hidrofóbica entre duas cadeias laterais de valina.

Por serem covalentes, as pontes dissulfeto são as ligações mais fortes formadas entre uma parte de uma cadeia polipeptídica e outra. A natureza e a formação dessas ligações já foram discutidas em conexão com a estrutura da proteína primária (ver acima). Essas ligações podem ser formadas entre resíduos de cisteína em diferentes regiões de um polipeptídeo (e também entre resíduos de cisteína em diferentes cadeias de polipeptídeo de uma proteína, ver abaixo). Onde ocorrem, as pontes dissulfeto contribuem com uma influência estabilizadora considerável para a estrutura terciária.

As quatro classes de ligações que acabamos de discutir são representadas juntas na estrutura generalizada da proteína terciária diagramada na Figura 4-21. Ao examinar este diagrama, é importante observar que as ligações que estabilizam o dobramento terciário podem simultaneamente estabilizar a estrutura secundária.

Por exemplo, a ponte dissulfeto e as ligações hidrofóbicas e eletrostáticas que mantêm as hélices superior e média da proteína representada na Figura 4-21 paralelas também servem para evitar o desenrolamento dessas duas hélices. Assim, em um sentido geral, as interações específicas entre uma parte de uma proteína e outra podem desempenhar um papel estabilizador em mais de um nível da estrutura da proteína & # 8217s.

Estrutura da proteína quaternária:

Muitas proteínas consistem em mais de uma cadeia polipeptídica. Em proteínas que são compostas por duas ou mais cadeias polipeptídicas, a estrutura quaternária se refere à orientação específica dessas cadeias em relação umas às outras e à natureza das interações que estabilizam essa orientação. As cadeias polipeptídicas individuais da proteína são geralmente chamadas de suas subunidades. A Tabela 4-4 lista algumas proteínas representativas que são compostas de subunidades e fornece seus números, designações e pesos moleculares.

Como pode ser visto a partir desta amostragem, as proteínas podem conter um pequeno número de grandes subunidades (por exemplo, tiroglobuliri), um grande número de pequenas subunidades (por exemplo, apoferritina) ou qualquer combinação intermediária. Além disso, em algumas proteínas, as subunidades são cadeias polipeptídicas cujas estruturas primárias são idênticas entre si (por exemplo, L-arabinose isomerase), enquanto em outras as subunidades são diferentes (por exemplo, imunoglobulina G).

As mesmas classes de interações que contribuem para a estabilidade da estrutura da proteína terciária também servem para estabilizar a associação quaternária de subunidades, a saber, ligações iônicas, ligações de hidrogênio, ligações hidrofóbicas e pontes dissulfeto. Muitas enzimas celulares são compostas por subunidades, e a estrutura quaternária resultante é de fundamental importância na regulação da atividade enzimática.

Os pesos moleculares das proteínas compostas por subunidades são frequentemente grandes o suficiente para que as moléculas sejam vistas e estudadas por microscopia eletrônica de preparações coradas negativamente. A microscopia eletrônica, portanto, fornece informações adicionais sobre a estrutura quaternária, pois muitas vezes é possível discernir o número e a orientação das subunidades da proteína & # 8217s. A organização da subunidade da enzima L-arabinose isomerase é bastante evidente nas fotomicrografias eletrônicas da Figura 4-22.

Entre os grupos de proteínas cujas estruturas quaternárias foram extensivamente estudadas estão a hemoglobina & # 8217s e a imunoglobulina & # 8217s. Provavelmente, mais se sabe sobre a química, a organização e as funções dos membros desses dois grupos do que sobre todas as outras proteínas combinadas.


Qual é a diferença entre um peptídeo e uma proteína?

Proteínas e peptídeos são componentes fundamentais das células que desempenham importantes funções biológicas. As proteínas dão forma às células, por exemplo, e elas respondem aos sinais transmitidos do ambiente extracelular. Certos tipos de peptídeos desempenham papéis importantes na regulação das atividades de outras moléculas. Estruturalmente, proteínas e peptídeos são muito semelhantes, sendo constituídos por cadeias de aminoácidos que são mantidas juntas por ligações peptídicas (também chamadas de ligações amida). Então, o que distingue um peptídeo de uma proteína?

Os fatores básicos de distinção são tamanho e estrutura. Os peptídeos são menores do que as proteínas. Tradicionalmente, os peptídeos são definidos como moléculas que consistem de 2 a 50 aminoácidos, enquanto as proteínas são compostas de 50 ou mais aminoácidos. Além disso, os peptídeos tendem a ser menos bem definidos na estrutura do que as proteínas, que podem adotar conformações complexas conhecidas como estruturas secundárias, terciárias e quaternárias. Distinções funcionais também podem ser feitas entre peptídeos e proteínas.


Existem aplicações agrícolas também

Embora a estabilidade dos peptídeos seja um desafio a ser superado no uso humano, é uma faca de dois gumes e pode ser uma vantagem em alguns usos agrícolas. A velocidade de degradação dos peptídeos usados ​​como inseticidas ou fungicidas faz com que eles não persistam no meio ambiente.

Portanto, a criação de uma maior estabilidade de peptídeos pode funcionar nos dois sentidos.

Se a estabilidade do peptídeo pode ser ajustada, então ele pode ser feito para durar o suficiente para funcionar na colheita, mas também para se degradar.

Isso significa que não causaria os problemas de longo prazo do DDT, por exemplo, que pode existir por centenas de anos.


Métodos

Materiais vegetais e condições de crescimento

Nicotiana benthamiana as sementes foram fornecidas pelo College of Life Sciences, Wuhan University, China. o Nicotiana Benthamiana usados ​​neste estudo foram cultivados em casa de vegetação sob luz artificial para manter um fotoperíodo de 16 h de luz e 8 h de escuridão a 22 ± 2 ° C. Para os experimentos BiFC, as folhas de plantas com 5 semanas de idade foram usadas.

Análise filogenética

As sequências de proteínas de PCNA1 / 2 em Arabidopsis e PCNA em arroz foram identificados usando o Arabidopsis Banco de dados de Recursos de Informação (TAIR) (https://www.arabidopsis.org/) e o banco de dados do Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia (NCBI) (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/), respectivamente. As sequências de AtPCNA1 / 2 e OsPCNA foram utilizadas para pesquisar homólogos de PCNA em outras espécies. O alinhamento de múltiplas sequências foi realizado usando o software DNAMAN. Uma árvore de união de vizinhos foi construída usando o software MEGA4.

PCR quantitativo em tempo real

O RNA total de vários tecidos foi extraído por RNAiso Plus (TaKaRa, Japão).

PCR quantitativo em tempo real (qRT-PCR) foi realizado usando TransStart Eco qPCR SuperMix (TransGen, China) em uma máquina BIO-RAD CFX Connect (BIO-RAD, EUA). Pelo menos três réplicas biológicas foram realizadas para cada gene, e pelo menos três réplicas técnicas foram realizadas para cada réplica biológica. O método para analisar os níveis de expressão relativos é o método △ △ Ct [50], e o GAPDH e Actin foram aplicados como genes de referência para Arabidopsis e genes do PCNA do arroz na análise de qRT-PCR, respectivamente.

Construção de vetores para análise de dois híbridos de levedura e BiFC

Para construir os vetores para análise Y2H, as estruturas de leitura aberta de comprimento total (ORFs) de AtRFC1 / 2/3/4/5, OsRFC1 / 2/3/4/5, AtPCNA1 / 2 e OsPCNA com códon de parada foram amplificados com a ajuda de KOD-Plus-Neo polimerase (TOYOBO, http://www.toyobo-global.com) usando primers específicos (arquivo adicional 9). Em seguida, os produtos de PCR foram purificados usando um kit de limpeza de PCR AxyPrep ™ (Axygen, http://www.axygen.com.cn) e clonados no pGADT7 e pGBKT7 vetores, respectivamente. Da mesma forma, as estruturas de leitura aberta de comprimento total (ORFs) de AtRFC1 / 2/3/4/5, OsRFC1 / 2/3/4/5, AtPCNA1 / 2 e OsPCNA foram amplificados e clonados no pCAMBIA-SPYNE e pCAMBIA-SPYCE vetores para o ensaio BiFC.

Análise de dois híbridos de levedura

Um sistema de levedura-dois híbrido (Clontech, www.takarabio.com) foi usado para testar as interações entre as proteínas AtPCNA1 / 2 e AtRFC1 / 2/3/4/5, OsPCNA e OsRFC1 / 2/3/4/5. A cepa de levedura AH109 foi transformada com combinações apropriadas de plasmídeos isca e presa, juntamente com vetores de controle negativo. Após a transformação, as células de levedura foram transferidas para placas de seleção SD-Leu-Trp seguidas por uma incubação de 3 dias a 28 ° C. As células transformadas foram semeadas em meio sólido SD-Leu-Trp-His-Ade e incubadas durante 7 dias a 28 ° C antes da análise.

Ensaio BiFC

A análise BiFC foi realizada conforme descrito anteriormente [51]. Fluorescent signals of YFP were observed under an Olympus FluoView FV1000 confocal microscope to determine whether the two designate proteins could interact with each other. Under the confocal microscope (OLYMPUS Fluoview 1000), YFP signal was excited with an argon laser at a wavelength of 515 nm and emissed at wavelength of between 505 nm and 530 nm.

Accession numbers

The accession numbers of genes used in this study are: AtRFC1 (At5g22010), AtRFC2 (At1g63160), AtRFC3 (At1g77470), AtRFC4 (At1g21690), AtRFC5 (At5g27740), AtPCNA1 (At1g07370), AtPCNA2 (At2g29570), OsRFC1 (Os11g0572100), OsRFC2 (Os12g0176500), OsRFC3 (Os02g0775200), OsRFC4 (Os04g0569000), OsRFC5 (Os03g0792600), OsPCNA (Os02g0805200). The accession numbers of proteins used in this study are: AtPCNA1 (NP_172217.1), AtPCNA2 (NP_180517.1), OsPCNA (XP_015627245.1), HsPCNA (CAG38740.1), ScPCNA (NP_009645.1), ZmPCNA (NP_001105461.1), BnPCNA (NP_001303041.1), CePCNA (NP_500466.3), DmPCNA (XP_002091715.2), DrPCNA (NP_571479.2), GhPCNA (XP_016740519.1), GmPCNA (NP_001241553.1), MmPCNA (NP_035175.1), NbPCNA (CAA10108.1), and PtPCNA (XP_002298328.1).


What are Growth Factors?(Growth Factor Definition)

Growth factors, which generally considered as a subset of cytokines, refer to the diffusible signaling proteins that stimulate cell growth, differentiation, survival, inflammation, and tissue repair. They can be secreted by neighboring cells, distant tissues and glands, or even tumor cells themselves. Normal cells show a requirement for several growth factors to maintain proliferation and viability. Growth advantage is often found for the cells which secrete a growth factor.

Growth factor can exert their stimulation though endocrine, paracrine or autocrine mechanisms. Due to their short half-lives and slow diffusion in intercellular spaces, growth factors usually act locally. Typically, the signal transduction of growth factors is initiated by binding to their receptors on the surface of target cells. The specific instruction conveyed by a growth factor to a particular subpopulation of cells depends on the type of receptors, number of target cell, and the intracellular signal transduction subsequent to factor binding. Moreover, external factors such as the binding ability of a growth factor to extracellular matrices (ECM), ECM degradation, and concentration of the growth factor may have an effect on the ultimate response of a target cell to a specific growth factor.


Conteúdo

GM-CSF is a monomeric glycoprotein that functions as a cytokine — it is a white blood cell growth factor. [6] GM-CSF stimulates stem cells to produce granulocytes (neutrophils, eosinophils, and basophils) and monocytes. Monocytes exit the circulation and migrate into tissue, whereupon they mature into macrophages and dendritic cells. Thus, it is part of the immune/inflammatory cascade, by which activation of a small number of macrophages can rapidly lead to an increase in their numbers, a process crucial for fighting infection.

GM-CSF also has some effects on mature cells of the immune system. These include, for example, enhancing neutrophil migration and causing an alteration of the receptors expressed on the cells surface. [7]

GM-CSF signals via signal transducer and activator of transcription, STAT5. [8] In macrophages, it has also been shown to signal via STAT3. The cytokine activates macrophages to inhibit fungal survival. It induces deprivation in intracellular free zinc and increases production of reactive oxygen species that culminate in fungal zinc starvation and toxicity. [9] Thus, GM-CSF facilitates development of the immune system and promotes defense against infections.

GM-CSF also plays a role in embryonic development by functioning as an embryokine produced by reproductive tract. [10]

The human gene has been localized in close proximity to the interleukin 3 gene within a T helper type 2-associated cytokine gene cluster at chromosome region 5q31, which is known to be associated with interstitial deletions in the 5q- syndrome and acute myelogenous leukemia. GM-CSF and IL-3 are separated by an insulator element and thus independently regulated. [11] Other genes in the cluster include those encoding interleukins 4, 5, and 13. [12]

Human granulocyte-macrophage colony-stimulating factor is glycosylated in its mature form.

GM-CSF was first cloned in 1985, and soon afterwards three potential drug products were being made using recombinant DNA technology: molgramostim was made in Escherichia coli and is not glycosylated, sargramostim was made in yeast, has a leucine instead of proline at position 23 and is somewhat glycosylated, and regramostim was made in Chinese hamster ovary cells (CHO) and has more glycosylation than sargramostim. The amount of glycosylation affects how the body interacts with the drug and how the drug interacts with the body. [13]

At that time, Genetics Institute, Inc. was working on molgramostim, [14] Immunex was working on sargramostim (Leukine), [15] and Sandoz was working on regramostim. [16]

Molgramostim was eventually co-developed and co-marketed by Novartis and Schering-Plough under the trade name Leucomax for use in helping white blood cell levels recover following chemotherapy, and in 2002 Novartis sold its rights to Schering-Plough. [17] [18]

Sargramostim was approved by the US FDA in 1991 to accelerate white blood cell recovery following autologous bone marrow transplantation under the trade name Leukine, and passed through several hands, ending up with Genzyme, [19] which was subsequently acquired by Sanofi. Leukine is now owned by Partner Therapeutics (PTx).

Imlygic was approved by the US FDA in October 2015, [20] and in December 2015 by the EMA, as an oncolytic virotherapy, commercialized by Amgen Inc. This oncolytic herpes virus, named Talimogene laherparepvec, has been genetically engineered to express human GM-CSF using the tumor cells machinery. [21]

GM-CSF is found in high levels in joints with rheumatoid arthritis and blocking GM-CSF as a biological target may reduce the inflammation or damage. Some drugs (e.g. otilimab) are being developed to bloquear GM-CSF. [22] In critically ill patients GM-CSF has been trialled as a therapy for the immunosuppression of critical illness, and has shown promise restoring monocyte [23] and neutrophil [24] function, although the impact on patient outcomes is currently unclear and awaits larger studies.

GM-CSF stimulates monocytes and macrophages to produce pro-inflammatory cytokines, including CCL17. [25] Elevated GM-CSF has been shown to contribute to inflammation in inflammatory arthritis, osteoarthritis, colitis asthma, obesity, and COVID-19. [25] [26] [27]

Monoclonal antibodies against GM-CSF are being used as treatment in clinical trials against rheumatoid arthritis, ankylosing spondylitis, and COVID-19. [25]


What is the difference between mRNA and viral vector-based vaccines?

TORONTO -- After the National Advisory Committee on Immunization recently doubled down on its recommendation that mRNA vaccines are “preferred” over their viral vector-based counterparts in the fight against COVID-19, questions have been raised about the vaccines’ differences.

So far, Health Canada has currently authorized the use of four different COVID-19 vaccines made by Pfizer-BioNTech, Moderna, AstraZeneca, and Janssen (Johnson & Johnson’s vaccine division).

The Pfizer-BioNTech and Moderna vaccines use mRNA technology while the AstraZeneca and single-dose J&J shots are considered viral vector-based vaccines.

So what is the difference between mRNA and viral vector-based vaccines and why is NACI recommending one type over the other?

WHAT ARE VIRAL VECTOR-BASED VACCINES?

Viral vector-based vaccines, such as those developed by AstraZeneca and Johnson & Johnson, use a harmless virus, or adenovirus, as a delivery system to trigger the immune system to create antibodies to fight off an infection by SARS-CoV-2, which is the virus that causes COVID-19.

The adenovirus is not SARS-CoV-2 itself, but rather a different, harmless virus that has been manipulated so it’s unable to replicate and cause illness.

Adenoviruses are viruses that cause the common cold and there are many different types, which have been used for decades to deliver instructions for proteins, Health Canada explains on its website.

In the case of COVID-19, the vector virus delivers specific genetic instructions to the cells in the body to produce a harmless piece of SARS-CoV-2 called the spike protein. The cells then display this spike protein and the immune system triggers a response.

As a result, the immune system produces antibodies to the specific spike protein in order to fight off what it thinks is an infection. If the immune system encounters the real SARS-CoV-2 virus and its spike proteins, it will already be prepared to launch a defence against it.

The viral vector-based vaccines are genetically modified so they’re unable to replicate, which means once the antibodies are created, the viral vector is cleared for good.

According to the U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC), the benefit of viral vector-based vaccines is that they provide protection against SARS-CoV-2 without ever having to risk the serious consequences of getting sick with COVID-19.

The CDC also stressed that these types of vaccines cannot cause an infection of COVID-19 or with the adenovirus being used as a vaccine vector.

WHAT ARE mRNA VACCINES?

For their COVID-19 vaccines, Pfizer-BioNTech and Moderna use a novel technology that has never been approved for widespread use before the pandemic.

This technology uses messenger ribonucleic acid (mRNA), which is a molecule that provides cells with genetic instructions for making proteins that are needed for numerous cellular functions in the body, including for energy and immune defence.

In a lab, scientists develop synthetic mRNA that is able to instruct the body’s cells to develop that same distinctive spike protein from the SARS-CoV-2 virus that the viral vector-based vaccines also target.

After the piece of protein is made, the cell breaks down the genetic instructions and gets rid of them. Both Health Canada and the CDC stressed that the mRNA never enters the central part of the cell where a person’s DNA material is located, which means the vaccine does not affect or interact with DNA in any way.

Like with the viral vector-based vaccines, the immune system identifies the foreign spike proteins produced by the cells and initiates an immune response by building antibodies against them. If the immune system faces the real SARS-CoV-2 virus, it will be ready to fight it off.

While there are similarities in how both mRNA and viral vector-based vaccines instruct cells to create the SARS-CoV-2 spike protein, mRNA vaccines differ in that they don’t contain any live virus.

IS ONE TYPE OF VACCINE BETTER?

The viral vector-based COVID-19 vaccines developed by AstraZeneca and Johnson & Johnson have been linked to an extremely rare and potentially life-threatening blood-clotting syndrome called vaccine-induced thrombotic thrombocytopenia (VITT) – which is the combination of low platelet counts with blood clots.

The risk for developing this syndrome is estimated to be anywhere from one case in 100,000 doses to one case in 250,000.

In Canada, there have been only seven reported VITT cases in all of the approximately 1.7 million doses of AstraZeneca that have been administered in the country so far.

Due to the extremely low risk of developing VITT after vaccination with a viral vector-based vaccine, however, NACI recently reaffirmed that the mRNA vaccines are “preferred” over the other ones and that it might be in the best interest of some Canadians who have a low risk of exposure to COVID-19 to wait for an mRNA dose.

Despite this guidance, both Health Canada and NACI have emphasized that the vaccines by AstraZeneca and Johnson & Johnson are safe and effective for the majority of the population and there could be far worse consequences of contracting COVID-19.