Hemocianina

1. Trabalhorealizadopor:
JoãoRibeiro
NunoBastos
Grupo4P5
Química Bioinorgânica
Licenciatura em Bioquímica
Ano lectivo2012/2013

2. Traços Gerais
A hemocianina é uma metaloproteínacuja principal função
é transportar o oxigénio em alguns artrópodes e moluscos.
•Contém2átomosdecobrequese
ligamreversivelmenteaoO
2.
•Encontra-sesuspensanahemolinfa.
•Aformadesoxigenadaéincolorea
formaoxigenadaéazul.

3. Porestarpresentenasmaisdiversasespécies
demoluscoseartrópodes,atravésdoPDB,
encontram-seváriasestruturas,obtidaspor
cristalografiaderaios-Xdahemocianina.Cadauma
dasestruturasestáassociadaaumaúnicaespécie.
Citar-se-ãoasestruturasquetêmcomo
identificação1OXY,1NOLe1LLA,porseremas
primeirasasereminseridasnoPDB,ouseja,que
representamosprimeirosestudoscristalográficos
destaproteína.
Traços Gerais

4. As hemocianinas fazem parte do grupo das proteínas de cobre de tipo III
do qual também pertencem, por exemplo, a catecoloxidase e a tirosinase.
Alinhamentodassequênciasdeaminoácidosdossítios
activosdacatecoloxidasedabatatadoce,tirosinasehumana
ehemocininadocaracol(adaptadadeEickenetal,1999).
Centroactivodeváriasproteínasdecobredotipo
III:AeCcorrespondemàhemocianinadelímuloe
polvo-gigante-do-pacífico,respetivamente;B,
catecoloxidasedebatatadoceeDtirosinasede
ummicroorganismo(Lietal,2009)
Traços Gerais

5. Aunidadebásicadeorganizaçãodashemocianinaséumconjuntode
seissubunidades,comumpesoaproximadode450000Da.
Ahemocianinacirculantepodesercompostaporuma,duas,quatroou
oitodesseshexâmeros,peloqueoseupesoécrescenteeasuasolubilidadeé,
consequentemente,maior.
x6
Traços Gerais

6. HemocianinadeLimuluspolyphemus.Asuaestrutura
secundáriaé33%α-hélices,18%folhas-β,19%β-turne
30%semestruturaespecífica.Incorporaumcentrode
cobrebinucleardotipoIII.Rasmol,1OXY
Centro ativoda Hemocianina de
Limuluspolyphemus.Compostapordoisátomosde
cobre,assinaladosaamarelo,estandonocentroa
moléculadeoxigénio.Aamareloestão
representadososresíduosdeHistidinaque
coordenamcomoscentrosmetálicos,peloátomode
azoto.DeepView,1OXY
Estrutura da proteína e do centro
ativo

7. Naformadesoxigenada,osiões
cobreestãosobaformadeCu
+
.
Geometria do centro metálico
Desdobramentodeorbitais,
paraumcomplexode
geometriatrigonalplana
d¹⁰
transições d-d proibidas por spin
Orbitaiscompletamentepreenchidas
Complexo incolor

8. Oscentrosdecobre(I)nadesoxihemocianinatêmumageometriatrigonal
planarcom3ligaçõesCu-N(His).
Há2estruturascristalinas(ReT)dadesoxihemocianinaquediferemem
grandepartenadistânciaCu-Cuenadistorçãopiramidaldestageometria.
Estado T -tensoEstado R -relaxado
Formas R e T

9. Aligaçãoreversívelaooxigénioéfeitaatravésdeum
centrodecobrebinucleargeralmentereferidocomocentrode
cobrede‘tipoIII’.
Mecanismo de transporte

10. DuranteacoordenaçãodoO₂,
háumareorientaçãodosligandosque
alteraageometriadecoordenação
parapiramidalquadrada.Esta
alteraçãodocampodeligandoaltera
edestabilizaasorbitaisativasdo
cobre,favorecendoatransferência
eletrónica.
Mecanismo de transporte

11. Ligação/ Libertação do O₂

12. ΔH
Ligação/ Libertação do O₂

13. Naoxihemocianinaosdoisiõescobreestãosob
aformaCu
2+
,levandoaqueoO₂sejareduzidopelos2
eletrões,paraO₂²¯.
Nocomplexobinuclear,ambososcobres(II)têm
umgeometriapiramidalquadradacomduasligaçõesde
2,0Åa2histidinas,peloátomodeazoto,noplano
equatorial.Cadaumadasoutrashistidinasestáem
posiçãotrans-axialaoscentrosdecobreaumadistância
de2,4Å.
Alterações Estruturais

14. Estruturadosítioativoda
oxihemocianinadaespécieL.
polyphemus.Osazotosligados
directamenteaocentrodecobre
estãonumerados.Osmais
distanciadossãoosligandostrans-
axiais.Rasmol,1OXY.
Estruturadosítioativoda
desoxihemocianinadaespécieL.
polyphemus.Rasmol,1LLA.
Alterações Estruturais

15. Oespectrodeabsorçãodaoxihemocianinaexibe
umatransiçãomuitointensaa350nm(ε≈20000
M¯¹cm¯¹)eumabandamaisfracaa550nm(ε≈
1000M¯¹cm¯¹)quesãoatribuídasàstransferência
decargaLigando-Metal,O₂²¯Cu(II)
Geometria do centro metálico

16. Abandademaiorenergiaéatribuídaà
transiçãoπ
σ*(O
2
2-
)d
x2-y2(Cu(II))eamais
baixaàtransiçãoπ
v*(O
2
2-
)d
x2-y2(Cu(II)),
ondeπ
σ*éaorbitaldaespécieO
2
2-
noplano
Cu₂O₂(ligaçãoσaoscentrosmetálicosde
Cu(II))enquantoaorbitalπ
v*é
perpendicularaesseplano.
Geometria do centro metálico

17. EPR-Silenciosonaformaoxigenada
edesoxigenada
EXAFS
Distânciaentrecatiõesdecobre
Oxihemocianina-3,6Å
Desoxihemocianina-3,5a4,6Å
Esferadecoordenação
Oxihemocianina-3átomosdeazotoe2
àtomosdeoxigênio
Desoxihemocinanina-3átomosde
azoto
Oxihemicianina
Desoxihemocianina
Ressonância Paramagnética Eletrónica(EPR) e
EspetroscopiaAlargada da Estrutura Fina de
Absorção de Raios X (EXAFS)

18. •TheodorSvedberg
Descobriuametaloproteínanaespéciede
caracol,Helixpomatia.
•AnneVolbeda
Primeirainvestigadoraaestudaraestrutura
dahemocianina.
•EdwardSolomon
Principalinvestigadordageometriadocentro
metálicodaHemocianina.
Principais
Investigadores

19. AKLH,KeyholeLimpetHemocyanin,éumametaloproteína,
compostaporváriassubunidadesdahemocianina,encontrada
nahemolinfadomoluscocaliforniano,Megathuracrenulata.
Megathuracrenulata, molusco de
onde é retirado a KLH.
Aplicações
Biotecnológicas
Aplicações:
•Transportedeproteínas
•Terapiaemcancro

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Referências Bibliográficas