Mapa metabólico sobre o metabolismo da vitamina C no sistema nervoso central

Vasopressina

A vasopressina (væsoʊˈprɛsən / vaso- + pressure + -in), também conhecida como hormona antidiurética (ADH em inglês), tem um peso molecular de 1228 kDa e é formada pela seguinte sequência de nove aminoácidos: Cisteína – Tirosina – Fenilalanina – Glutamato – Aspartato – Cisteína – Prolina – Arginina – Glicina. O facto de ter uma ponte dissulfureto entre as cisteínas, na posição 1 e 6, confere-lhe uma estrutura em forma de anel. Na maioria das espécies, a posição 8 da molécula é ocupada pela arginina, pelo que também é chamada de arginina vasopressina ou argipressina (AVP). A lisina vasopressina possui uma lisina na posição da arginina. Em 1955, Du Vigneaud venceu o Prémio Nobel da Química, em parte, pela descoberta da vasopressina e da oxitocina, hormona relacionada com a vasopressina. A vasopressina, nos rins, aumenta a permeabilidade das células dos túbulos renais à água. Como resultado, permite que o organismo conserve água, aumentando a concentração da urina e diminuindo seu volume. Por essa razão recebe o nome de hormona antidiurética (ADH). Promove também vasoconstrição arteriolar, aumentando a resistência periférica e consequentemente a pressão arterial. Por esse motivo recebe também o nome de vasopressina. Tem também outras funções como: regulação do ritmo circadiano, homeostasia e diversos comportamentos sociais.Esta hormona é produzida pela neuroipófise, mas também pode ser produzida pelo hipotálamo ao nível do núcleo supraóptico e paraventricular. A produção da vasopressina começa com a ativação do gene responsável pela sua biossíntese. Este gene localiza-se no cromossoma 20 e possui 3 exões, separados por 2 intrões. Cada exão dá origem a 1 dos 3 domínios da molécula precursora da vasopressina.

Sob a ação enzimática, este precursor perde o peptídeo sinalizador e vai posteriormente ser armazenado em vesículas no Complexo de Golgi, para depois ser transportado do corpo celular do neurónio para as terminações nervosas. Este transporte demora cerca de 12 a 24 horas. Durante este tempo ocorrem diversas clivagens, dando origem a moléculas de ADH, neurofisina e copeptina. A ADH é excretada pela neuroipófise, resumidamente, em resposta a diminuições do volume plasmático (detetadas por barorrecetores), aumentos do potencial osmótico do plasma (detetados por osmorecetores em veias, artérias, entre outros vasos) e ainda em resposta a colecistocinina (excretada pelo intestino delgado).
As doenças relacionadas com a vasopressina dão-se normalmente por deficiência ou excesso na sua produção ou no seu efeito. Na deficiência pode ocorrer poliúria, excesso de urina excretada, que quando é hipotónica e aliada a hipernatremia (excesso de sódio na corrente sanguínea) são sinais de Diabetes insipidus. O termo Diabetes refere à perda de água, em que insipidus é a ausência de sabor na urina e mellitus, oriundo de mel, é o sabor adocicado da mesma. A Diabetes insipidus surge da falta de produção da hormona ADH. O excesso é caracterizado pela retenção de líquidos e pode levar a hiponatremia. Acontece muitas vezes nas quedas de pressão arterial, redução da volemia (quantidade de sangue circulante) ou desidratação. O excesso também ocorre pelo Síndrome da secreção inadequada de vasopressina (SIHAD), causado por desordens no Sistema Nervoso Central, neoplasias, doenças pulmonares, HIV e medicações e não por quedas de pressão e algum dos outros fatores.

Texto escrito por:

Luís Alves

Pedro Silva

Ricardo Praia

Tiago Fernandes

Tiago Borges

Vídeo sobre CRISPR

Obrigado por mais uma sugestão Vasco! :)
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Aminoácidos standard e não standard

Os aminoácidos são moléculas que, do ponto de vista químico, são caracterizadas por apresentarem um grupo amina e um grupo carboxílico (ácido), e daí o seu nome: aminoácido. A sua principal função é servirem como monómeros para a síntese de péptidos e proteínas. De todos os aminoácidos existentes na Natureza, há um conjunto de 20 aminoácidos que são designados por aminoácidos standard, e que são usados como blocos de construção para a grande maioria das proteínas produzidas por qualquer ser vivo. Esses aminoácidos estão amplamente estudados e foram os elementos centrais nos meus últimos posts. Só para relembrar, os aminoácidos standard são:

- glicina

- alanina

- prolina

- valina

- leucina

- isoleucina

- metionina

- fenilalanina

- tirosina

- triptofano

- serina

- treonina

- cisteína

- asparagina

- glutamina

- lisina

- arginina

- histidina

- aspartato

- glutamato

No entanto, além dos aminoácidos standard, existem muitos outros aminoácidos que entram na composição de algumas proteínas, sendo designados por aminoácidos não standard. A ideia da utilização destes aminoácidos não standard é simples de entender. São aminoácidos que, tendo uma composição diferente da dos standard, apresentam obrigatoriamente propriedades físico-químicas diferentes. Portanto, quando é necessário que uma proteína apresente um local com determinadas propriedades, se as mesmas não puderem ser fornecidas pelos aminoácidos standard, é incorporado na sequência um aminoácido não standard. Em relação à tradução, nestes casos, são introduzidos nesses locais aminoácidos standard que, numa fase pós-tradução, sofrem modificações covalentes para originar aminoácidos com outras características. Gostaria de destacar algo que me parece importante. Como vão reparar a seguir, vários dos aminoácidos não standard são encontrados em proteínas da matriz extracelular. Sendo a matriz extracelular uma estrutura muito complexa, que estabelece inúmeras interações com muitas moléculas diferentes (extracelulares e moléculas celulares), é necessário que as proteínas que a compõem apresentem muita versatilidade nas interações que estabelecem, daí a necessidade de incluir especificamente nalguns locais aminoácidos que tenham características diferentes. Alguns exemplos de aminoácidos não standard incluem:

- cistina, desmosina e isodesmosina, que são aminoácidos encontrados em proteínas da matriz extracelular, tal como a elastina;

- hidroxiprolina e hidroxilisina, encontradas na proteína mais abundante da matriz extracelular, o colagénio;

- gama-carboxiglutamato, encontrado na osteocalcina, que é uma proteína da matriz extracelular óssea, mas também na pró-trombina, que é importante para a cascata de coagulação;

- fosfoserina, fosfotreonina e fosfotirosina, que são encontradas em muitas proteínas diferentes, pois a fosforilação proteica é a modificação pós-tradução mais frequente, e envolve sempre aminoácidos com grupos hidroxilo na cadeia lateral;

- N-acetillisina, que é fundamental para a estrutura das histonas:

 - metillisina, que é encontrada na miosina, uma proteína motora do nosso citoesqueleto, mais concretamente, dos filamentos de actina.

Vídeo sobre cultura de células imortalizadas

Obrigado pela sugestão Vasco! :)
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Aminoácidos com cadeias laterais ácidas

Este é o último grupo de aminoácidos standard que me falta referir. É composto por 2 aminoácidos, o glutamato (também chamado de ácido glutâmico) e o aspartato (também chamado de ácido aspártico). Ambos apresentam um grupo carboxílico na sua cadeia lateral, que, sendo um grupo ácido fraco, confere propriedades acídicas à cadeia lateral. Por outras palavras, estas cadeias laterais tendem a apresentar carga negativa, como consequência da desprotonação do grupo carboxílico. São, por isso, aminoácidos muito importantes para o estabelecimento de interações iónicas com aminoácidos com cadeia laterais alcalinas (mais informação sobre esses aminoácidos aqui), sendo que essas forças também podem ser chamadas de pontes salinas. De forma a evitar confusão na nomenclatura do grupo carboxílico da cadeia lateral e do grupo carboxílico ligado ao carbono alfa, o grupo da cadeia lateral é normalmente referido como gama-carboxílico. A diferença entre o glutamato e o aspartato está apenas num grupo metileno -CH2-. De facto, o glutamato tem mais um carbono (sob a forma de grupo metileno) do que o aspartato. Ambos podem ser obtidos a partir de intermediários do ciclo de Krebs (o glutamato a partir do alfa-cetoglutarato e o aspartato a partir do oxaloacetato), e além de blocos de construção para a síntese de proteínas, são também utilizados como neurotransmissores, sendo que o glutamato tem igualmente um papel muito importante ao nível do sentido do paladar. O glutamato é também importante como dador de grupos amina em diversas reações de síntese de moléculas azotadas.

Aminoácidos com cadeias laterais alcalinas

Esta classe de aminoácidos engloba todos aqueles que possuem na sua cadeia lateral um grupo funcional alcalino. Isto significa que estes aminoácidos tendem a apresentar carga positiva na sua cadeia lateral, pois os grupos alcalinos têm tendência para captar H+. Como consequência, são aminoácidos que normalmente estabelecem ligações iónicas (ou pontes salinas) com aminoácidos com cadeias laterais carregadas negativamente Há 3 aminoácidos que pertencem a esta classe:

Lisina – Este aminoácido apresenta na sua cadeia lateral uma amina primária, ou seja, um grupo amina que está ligado apenas a um carbono, sendo que os restantes substituintes do azoto são átomos de hidrogénio. O grupo amina é o principal grupo básico na bioquímica (mais informações neste post). A lisina é o principal local de glicosilação das proteínas, sendo que, nesse caso, as ligações estabelecidas são ligações N-glicosídicas.

 

Arginina – Este aminoácido possui na sua cadeia lateral um grupo funcional alcalino mais complexo, designado por guanidino. Trata-se de um grupo funcional composto por 3 átomos de azoto, que exibe ressonância eletrónica, e que pode ser protonado.

Histidina – Este aminoácido apresenta uma estrutura cíclica na sua cadeia lateral, mais precisamente um anel imidazole. Trata-se de um heterociclo formado por átomos de azoto e de carbono, no qual um dos azotos pode ser protonado. A histidina apresenta uma característica particularmente importante para a bioquímica: é o único aminoácido que apresenta capacidade tamponante significativa ao pH fisiológico (entre 6,5 e 7,5), pois o seu pKa é de cerca de 6. Em relação a isto, convém referir, em primeiro lugar, que o pKa da histidina muda, como é lógico, quando esse aminoácido é inserido numa cadeia polipeptídica, mas normalmente não difere muito do valor original. Também o facto de ser importante ter um pKa próximo do pH fisiológico, prende-se com a capacidade de a histidina existir sob a forma ácida e sob a forma alcalina ao valor do pH fisiológico, ou seja, funciona como um par ácido-base conjugado.