QUESTÃO 3: Abaixo há uma lista dos 10 primeiros aminoácidos da hélice B na mioglobina de diferentes animais. Com base nesta informação, quais posições
- não podem tolerar substituições;
- podem tolerar substituição conservativa (substituição por cadeia lateral com propriedade similar);
- são muito variáveis.
Explique as bases das suas respostas.
Espécie
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
HOMEM
D
I
P
G
H
G
Q
E
V
L
GALINHA
D
I
A
G
H
G
H
E
V
L
CROCODILO
E
L
P
E
H
G
H
E
V
I
TARTARUGA
D
L
S
A
H
G
Q
E
V
I
ATUM
D
V
T
T
M
G
G
L
V
L
CARPA
D
F
E
G
T
G
G
E
V
L
| Espécie | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| HOMEM | D | I | P | G | H | G | Q | E | V | L |
| GALINHA | D | I | A | G | H | G | H | E | V | L |
| CROCODILO | E | L | P | E | H | G | H | E | V | I |
| TARTARUGA | D | L | S | A | H | G | Q | E | V | I |
| ATUM | D | V | T | T | M | G | G | L | V | L |
| CARPA | D | F | E | G | T | G | G | E | V | L |
Passo 1
O enunciado pede que eu analise a lista dos primeiros 10 aminoácidos da hélice B da mioglobina em diferentes animais e, com base nisso, diga quais posições:
- não podem tolerar substituições;
- podem tolerar substituição conservativa;
- são muito variáveis.
As sequências fornecidas (peguei estes dados da tabela do enunciado) para as espécies são, posição a posição:
- Humano:
- Galinha:
- Crocodilo:
- Tartaruga:
- Atum:
- Carpa:
Perguntas claras que preciso responder:
- Para cada posição
a , classificar em uma das três categorias pedidas (não tolera, substituição conservativa, muito variável). - Explicar a base da classificação (quais propriedades químicas/estruturais motivam a conclusão).
Passo 2
Breve revisão didática (o “mini‑curso” para entender a análise): o que significa conservação e substituição conservativa.
- Conservação entre espécies: quando uma mesma posição na proteína mantém o mesmo aminoácido (ou aminoácidos muito semelhantes) através de espécies distintas, isso sugere que essa posição é importante para a estrutura ou função da proteína. Em prova, isso se traduz em: “pouca ou nenhuma tolerância a mudanças”.
- Substituição conservativa: troca por outro aminoácido com propriedades químicas semelhantes (ex.: carga, hidrofobicidade, tamanho). Essas trocas tendem a preservar função/estrutura.
- Muito variável: posições que mudam para aminoácidos de classes químicas diferentes (por exemplo, ácido → hidrofóbico → polar) indicam baixa restrição evolutiva ali; a posição tolera mutações diversas.
Categorias de propriedades que vou usar (cada aminoácido escrito entre
):
- Hidrofóbicos (alifáticos/aromáticos):
- Polares não carregados:
- Catiônicos (básicos, às vezes carregados):
(nota: é parcialmente carregada dependendo do pH) - Aniônicos (ácidos):
- Especialíssimos:
(muito pequeno, flexível), (ciclização que quebra/torce hélices, tem papel estrutural especial)
Passo 3
Como vou decidir, em termos práticos (regras simples que aplicarei para cada posição):
- Se todas as espécies têm exatamente o mesmo aminoácido → classificar como “não pode tolerar substituições” (posição estritamente conservada).
- Se aparecem substituições, mas todas pertencem à mesma categoria química (por ex. só hidrofóbicos ou só ácidos) → classificar como “pode tolerar substituição conservativa”.
- Se aparecem aminoácidos de categorias muito diferentes (por ex. ácido, hidrofóbico, polar e ainda
ou ) → classificar como “muito variável”. - Além disso, levo em conta aminoácidos especiais: presença recorrente de
ou merece atenção estrutural (p. ex. frequentemente indispensável onde o volume pequeno é necessário; costuma desestabilizar hélices).
Passo 4
Agora começo a análise posição por posição. Para cada posição eu mostro os resíduos observados, identifico suas classes químicas, comento o que isso sugere e dou a classificação.
Passo 5
Resíduos observados:
.
- Comentário sobre classes:
e são ambos ácidos (aniônicos). A troca é um exemplo clássico de substituição conservativa (mesma carga negativa, tamanhos parecidos). - Interpretação: a posição é claramente conservada quanto à propriedade (ácida). A presença de
numa espécie não muda a natureza química da posição. - Conclusão: esta posição não é estritamente idêntica em todas as espécies, mas aceita apenas substituições ácidas — logo classificada como “pode tolerar substituição conservativa”.
Passo 6
Resíduos observados:
.
- Comentário sobre classes:
são todos hidrofóbicos (alifáticos/aromáticos no caso de ). Trocas entre são típicas substituições conservativas dentro do núcleo hidrofóbico de uma hélice. - Interpretação: embora o resíduo exato varie, a propriedade hidrofóbica é mantida em todas as espécies — indica papel estrutural (empacotamento hidrofóbico).
- Conclusão: “pode tolerar substituição conservativa”.
Passo 7
Resíduos observados:
.
- Comentário sobre classes: mistura de
(especial, quebra/torce hélice), (hidrofóbico pequeno), (polares não carregados), (ácido). Isso é um leque amplo de propriedades químicas. - Interpretação: essa posição varia entre aminoácidos com efeitos muito diferentes na estrutura local (por ex.
versus ). Tal variedade indica baixa restrição evolutiva — a posição tolera mudanças grandes. - Conclusão: “muito variável”.
Passo 8
Resíduos observados:
.
- Comentário sobre classes: maioria
(pequeno e flexível), mas aparecem também (ácido), (pequeno hidrofóbico), (polar). Mistura de tipos. - Interpretação: presença frequente de
indica que em várias espécies o pequeno volume/flexibilidade é útil ali; contudo outras espécies toleram residuais de outras classes. Há variação considerável. - Conclusão: melhor classificar como “muito variável” (não estritamente conservado e não limitado a substituições conservativas).
Passo 9
Resíduos observados:
.
- Comentário sobre classes: predominância de
(histidina) em quatro espécies; substituições observadas são (metionina, hidrofóbico) e (polares). é especial porque pode participar de ligações de hidrogênio e de interações com grupos químicos (pode ser protonado). - Interpretação: a maioria sendo
sugere importância funcional/estrutural dessa imidazol, mas existem substituições que mudam a propriedade química. Como há maioria forte porém algumas mudanças não conservativas, posição é moderadamente conservada quanto a ser “não polar/neutra”? Mais seguro: posição tende a conservar mas pode aceitar mudanças em algumas linhas evolutivas — na prática, classifico como “pode tolerar substituição conservativa” com ressalva, pois muitas espécies mantêm . - Conclusão: “pode tolerar substituição conservativa” (motivação: predominância de uma mesma classe funcional, embora haja algumas exceções).
Passo 10
Resíduos observados:
.
- Comentário sobre classes: todas as espécies têm
. - Interpretação:
é completamente conservado — isso indica forte restrição: provavelmente esse carbono alfa reduzido é essencial (por exemplo empacotamento muito apertado ou necessidade de flexibilidade local). Substituir por outro resíduo tipicamente causa alteração estrutural grande. - Conclusão: “não pode tolerar substituições” (estritamente conservado).
Passo 11
Resíduos observados:
.
- Comentário sobre classes: mistura de
(polar não carregado), (semi‑catiônico), e (especial). São propriedades diferentes. - Interpretação: variação entre tipos com química distinta indica pouca restrição; presença de
em peixes sugere uma solução estrutural diferente em linhagens aquáticas. - Conclusão: “muito variável”.
Passo 12
Resíduos observados:
.
- Comentário sobre classes: cinco de seis espécies têm
(ácido); apenas o atum tem (hidrofóbico). - Interpretação: forte predominância de um resíduo ácido sugere importância da carga nessa posição; a presença de
numa espécie é uma exceção, possivelmente adaptativa, mas globalmente a posição é conservada quanto à propriedade ácida. - Conclusão: “pode tolerar substituição conservativa” (na prática: conservado como ácido na maioria das espécies).
Passo 13
Resíduos observados:
.
- Comentário sobre classes: todas as espécies têm
(valina), um hidrofóbico de tamanho médio. - Interpretação: conservação absoluta de
indica papel estrutural rígido (provavelmente empacotamento no núcleo da hélice ou contato com o heme). - Conclusão: “não pode tolerar substituições” (estritamente conservado).
Passo 14
Resíduos observados:
.
- Comentário sobre classes:
e são ambos hidrofóbicos alifáticos e trocas entre eles são conservativas. - Interpretação: variação limitada a aminoácidos hidrofóbicos similares — típico de uma posição no núcleo hidrofóbico de uma hélice.
- Conclusão: “pode tolerar substituição conservativa”.
Passo 15
Resumo das classificações obtidas (vou listar as posições por categoria com a justificativa curta):
- Posições estritamente conservadas (não podem tolerar substituições):
e . Justificativa: mesmo aminoácido em todas as espécies ( e , respectivamente), indicando forte restrição estrutural. - Posições que toleram substituição conservativa:
. Justificativa: nesses locais as variações observadas mantêm a mesma propriedade química (ácido, hidrofóbico ou similar), sugerindo que apenas a propriedade, não o residúo exato, é importante. - Posições muito variáveis:
. Justificativa: mostram trocas entre classes químicas distintas (incluindo e ), o que indica baixa restrição evolutiva nessa posição.
Resposta
Posições que não podem tolerar substituições:
Posições que podem tolerar substituição conservativa:
Posições muito variáveis: