PROTEÓLISE: TIPOS E FUNÇÕES - BIOLOGIA - 2025

A proteólise ou degradação de proteínas é um processo pelo qual as proteínas de uma célula podem ser degradadas completamente (até seus aminoácidos constituintes) ou parcialmente (produzindo peptídeos). Ou seja, consiste na hidrólise de uma ou mais ligações peptídicas que mantêm seus aminoácidos juntos.

Esse processo pode ocorrer graças à participação de outras proteínas com atividade enzimática, em cujos sítios ativos ocorre a hidrólise das ligações. Também pode ocorrer por “métodos” não enzimáticos, como por ação do calor ou de substâncias com pH extremo (muito ácido ou muito básico).

Esquema básico de proteólise de uma proteína (Fonte: Fdardel via Wikimedia Commons)

A degradação das proteínas ocorre em bactérias, animais e plantas, mas é especialmente comum em animais, principalmente ao nível do sistema digestivo, uma vez que dela dependem a digestão e a absorção intestinal das proteínas ingeridas com a dieta.

Além disso, a proteólise é de extrema importância para a manutenção e regulação funcional de múltiplos processos celulares e também tem a ver com a eliminação daquelas proteínas que apresentam erros de tradução, dobragem, embalagem, importação, operação, etc.

É importante destacar que se trata de um processo irreversível, altamente eficaz que atua também na "regulação de reguladores", pois não só elimina aquelas proteínas que possuem atividades biológicas "diretas", mas também aquelas que regulam outras proteínas ou a expressão dos genes correspondentes.

Tipos de proteólise

As proteínas internas de uma célula podem ser degradadas de forma aleatória ou seletiva ou, o que dá no mesmo, de forma controlada ou não. Por sua vez, conforme comentado anteriormente, esse processo pode ocorrer por meio de enzimas especiais ou devido a condições ambientais definidas como pH ácido e / ou alcalino.

É importante mencionar que qualquer proteína corretamente traduzida, dobrada ou embalada oculta uma ou mais sequências de sinal de degradação que são "crípticas" e que podem ser expostas quando a proteína é estruturalmente perturbada por temperatura, pH, etc.

Proteólise de ubiquitinação

Ubiquitinação (sistema ubiquitina-proteassoma) é um sistema pelo qual proteínas podem ser hidrolisadas seletivamente após serem especificamente marcadas para degradação, um processo que pode ocorrer tanto no citosol quanto no núcleo da célula.

Esse sistema tem a capacidade de reconhecer e destruir proteínas marcadas no núcleo e no citosol, bem como degradar proteínas que não se dobram adequadamente durante sua translocação do citosol para o retículo endoplasmático.

Processo de rotulagem de Ubiquitina (Ubiquitinação) (Fonte: Rogerdodd via Wikimedia Commons)

Ele funciona principalmente pela adição ou conjugação de proteínas "alvo" a uma pequena proteína ou peptídeo de 76 aminoácidos, mais conhecido como ubiquitina. Essas proteínas "marcadas" por ubiquitinação são degradadas em pequenos fragmentos pelo proteassoma 26S, uma protease de múltiplas subunidades.

Proteólise por autofagia

A autofagia também é considerada por alguns autores como uma forma de proteólise, com a distinção de ocorrer dentro de um compartimento membranoso fechado que se dirige para os lisossomas (nas células animais), onde as proteínas contidas nele são degradadas por proteases lisossomais.

Proteólise não enzimática

A temperatura, o pH e até a concentração de sal de um meio podem causar a hidrólise das ligações peptídicas que mantêm os aminoácidos de diferentes tipos de proteínas juntos, o que ocorre por desestabilização e interrupção das ligações.

Recursos

A proteólise tem muitas funções nos organismos vivos. Em particular, tem a ver com a renovação de proteínas, em que algumas moléculas de proteínas específicas que foram traduzidas de um ou mais ribossomos são eventualmente degradadas em taxas diferentes.

As proteínas têm meia-vida que varia de alguns segundos a alguns meses e os produtos de sua degradação, regulados ou não, mediados por enzimas ou não, geralmente são reaproveitados para a síntese de novas proteínas, que provavelmente cumprem funções diferentes.

É o que acontece com as proteínas consumidas com os alimentos, que são degradadas no trato gastrointestinal por proteases, incluindo tripsina e pepsina; bem como com algumas proteínas celulares, quando as células não têm comida suficiente para sobreviver.

Os sistemas proteolíticos intracelulares detectam e eliminam proteínas "anormais" potencialmente tóxicas para as células, pois podem interagir com ligantes "fisiologicamente inadequados", além de produzirem agregados que causam impedimentos mecânicos e físicos aos processos celulares normais.

O acúmulo de proteínas anormais no interior da célula, seja por defeitos no sistema proteolítico interno ou por outros motivos, é o que muitos cientistas consideram uma das principais causas do envelhecimento em seres vivos multicelulares.

No sistema imunológico

A proteólise parcial de muitas proteínas de fontes exógenas ou estranhas, como microrganismos invasores, por exemplo, é um processo fundamental para o sistema de resposta imune, uma vez que os linfócitos T reconhecem os fragmentos curtos, produto da proteólise (peptídeos) que lhes são apresentados. em associação com um conjunto de proteínas de superfície.

Os referidos peptídeos podem ser provenientes do sistema de ubiquitinação, processos autofágicos ou eventos de proteólise não controlados.

Outras funções

Outra função da proteólise limitada ou parcial é a modificação de proteínas recém-formadas, que funcionam como uma "preparação" para suas funções intra ou extracelulares. Isso é verdade, por exemplo, para certos hormônios e proteínas envolvidas em diferentes processos metabólicos.

A morte celular programada (apoptose) também depende, em grande medida, de proteólise “sítio-específica” limitada ou parcial de proteínas intracelulares, que é mediada por uma cascata de proteases específicas chamadas caspases.

Os sistemas reguladores extracelulares também dependem da proteólise específica do local e o exemplo mais proeminente é o da coagulação do sangue.

A proteólise geral ou completa também cumpre funções essenciais para a degradação seletiva daquelas proteínas cuja concentração deve ser cuidadosamente controlada dependendo do desenvolvimento fisiológico, metabólico ou das células.

Nas plantas

As plantas também usam processos proteolíticos para controlar muitos de seus aspectos fisiológicos e de desenvolvimento. Atua, por exemplo, na manutenção das condições intracelulares e nos mecanismos de resposta a condições estressantes como seca, salinidade, temperatura, entre outras.

Como nos animais, a proteólise nas plantas colabora na ativação e maturação de zimógenos (proteínas inativas), controla o metabolismo, a homeostase, os processos de morte celular programada, o desenvolvimento de tecidos e órgãos, etc. Nestes organismos, a via de proteólise por ubiquitinação é uma das mais importantes.

Referências

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