Biochemistry

1. Universidade de Pernambuco
Disciplina de Bioquímica
Prof.: Cristina Halla
MATRIZ EXTRACELULAR

2. Matriz Extracelular: Funções
• Rodeia tecidos
• Suporte para as células que rodeia
• Habilidade de contato e interação entre as
células

3. Substância Fundamental
Amorfa (SFA)
• Proteoglicanas
• Glicosaminoglicanas (GAGs)
• Glicoproteínas de adesão
Fibras
• Colágenas
• Elásticas
Estrutura do Tecido Conjuntivo:
Fluido Intersticial
• Água, íons, pequenas
moléculas e proteínas de
baixo peso molecular.
Matriz Extracelular:
Welsch (1999)

4. Matriz Extracelular: Fibras Colágenas
1 Estrutura:
• Constituídas pela proteína colágeno;
• Hélice em triplice, três resíduos por volta, resíduo
de glicina (pequeno, a cada terceira posição), (Gly-
X-Y)n; X=prolina ou outro; hidroxiprolina, lisina ou
outro;
• Prolina e hidroxiprolina: conferem rigidez à
molécula;
• Formação de hidroxiprolina e hidroxilisina: prolil
hidroxilase e lisil hidroxilase com vitamina C como
cofator.
• Hidroxilisinas: podem receber galactose ou
galactosil-glicose pela ligação O-glicosídica.

5. MATRIZ EXTRACELULAR
Fibras colágenas
Colágeno tipo I - Fibras espessas e
resistentes à tensão. Derme, tendões,
ligamentos, osso, dentina e cemento

6. Matriz Extracelular: Fibras Colágenas
2. Proteína Colágeno:
• Proteína mais abundante do corpo
(25%), produzida por grande variedade
de células;
• Existem vários tipos (19), com
composição bioquímica, morfologia e
propriedades físicas diferentes;
• Pele, osso, músculo liso, dentina,
cemento, lâmina basal.
• O colágeno formado é estável; sua
degradação aumenta no jejum e em
estado inflamatório; a produção
excessiva ocorre na cirrose.
Ross et al. (1993)

7. Matriz Extracelular: Fibras Colágenas
2. Proteína Colágeno:
• Classificação quanto à estrutura e função:
- Colágenos que formam fibrilas: I, II, III, V, XI
(dão resistência ao tecido);
- Colágenos que se associam a fibrilas: IX, XII
(ligam fibrilas entre si e a outros componentes
da MEC);
- Colágeno que forma rede: IV (aderência,
filtração);
- Colágeno de ancoragem: VII (prende fibras
colágenas à lâmina basal).
Alberts et al. (1997)

8. Colágenos tipos I e II
Colágeno II
Resistente às pressões;
Forma fibrilas finas em feixes mal organizados;
Produzido por condroblastos;
Cartilagens hialina e elástica, disco intervertebral.
Colágeno I
Mais abundante e resistente às trações;
Forma fibrilas e fibras grossas;
Produzido por fibroblastos, odontoblastos,
osteoblastos e condroblastos;
Tendões, cápsulas, ligamentos, derme, tecido
conjuntivo frouxo, dentina, ossos etc;

9. Colágenos tipos III e IV
Colágeno IV
Suporte de estruturas delicadas e filtração;
Forma rede tridimensional (feltro);
Produzido por células epiteliais, endoteliais e de
Schwann;
Lâminas basais.
Colágeno III
Manutenção da estrutura de tecidos delicados e
expansíveis;
Forma fibrilas e fibras finas e argirófilas;
Produzido por células musculares lisas, células
reticulares e células de Schwann;
Músculo liso, órgãos hematopoéticos, sistema
cardiovascular, pulmão, pele.

10. Colágenos tipos III e IV
Colágeno IV
Colágeno IV
Colágenos III e IV
Alberts et al. (1997); Gartner, Hiatt (1999); Welsch (1999)

11. Colágenos tipos V, VII e IX:
Colágeno V
Mesmas funções do colágeno tipo I;
Forma fibrilas com o colágeno tipo I;
Produzido por fibroblastos;
Derme, tendão, osso, fibrocartilagem.
Colágeno VII
Colágeno de ancoragem;
Une células ao tecido conjuntivo;
Não visíveis à microscopia óptica;
Derme.
Colágeno IX
Colágeno associado a fibrilas (ligam fibrilas entre si
e a outros componentes da MEC);
Produzido por condroblastos;
Cartilagem hialina.

12. Colágenos tipos II, III, IV, VII e IX
Alberts et al. (1997); Gartner, Hiatt (1999)
Colágeno IX
Colágeno
II

13. Biossíntese do Colágeno
Gartner, Hiatt (1999)
• Ribossomos produzem as cadeias
polipeptídicas com peptídeos de registro
que são lançadas no REG;
• As cadeias são hidroxiladas e glicosiladas;
• As cadeias se alinham de 3 em 3 devido aos
peptídeos de registro e vão para o
complexo de Golgi;
• Após liberação da célula, enzimas (pro-
colágeno peptidades- pró-colágeno
aminoproteinase e pró-colágeno
carboxiproteinase) retiram os peptídeos de
registro e as cadeias formam fibrilas.
• Lisil oxidase (Cobre): ligação cruzada intra
e inter cadeia, ligações covalentes que
estabilizam as fibrilas de colágeno.

14. MATRIZ EXTRACELULAR - Fibras
As fibras proporcionam força tênsil e elasticidade.
Tipos de fibras: colágenas, reticulares e elásticas.
Colágeno: importante proteína para formação das fibras
Obs.:
Pró colágeno = solúvel
Tropocolágeno (colágeno)=
insolúvel

15. Correlações Clínicas: Escorbuto
• Defeito na renovação do colágeno por
deficiência de vitamina C;
• A vitamina C é importante na
hidroxilação das cadeias polipeptícas
do colágeno;
• As moléculas de tropocolágeno não se
agregam para formar fibrilas;
• Indivíduos apresentam ulceração
gengival, hemorragias, perda dentária,
olhos afundados, pele pálida etc.;
• Doença muito comum nos tripulantes
de navios britânicos na era
napoleônica.

16. Matriz Extracelular: Fibras Elásticas
Alberts et al. (1997); Gartner, Hiatt (1999);
• Parte central amorfa; confere extensibilidade e
capacidade de retração do pulmão, vasos
sanguíneos e ligamentos;
• Não é tão distribuida quanto o colágeno; está
presente em grande quantidades; parece
existir apenas um tipo; hidroxilisina e
hidroxilisina glicosilada não estão presentes;
não é sintetizada em uma pro forma com
peptídeos de extensão; não contém
sequências repetitivas Gly-X-Y; não contém
estrutura em tripla hélice;não contém frações
de carboidratos; 1/3 dos aa é Gly; rica em
prolina, alanina e valina, pobre em
hidroxiprolina; não contém hidroxilisina
• Constituídas pela proteína elastina e
microfibrilas de fibrilina.
• Numerosas ligações cruzadas entre as fibras
garante o alto grau de elasticidade.

17. Matriz Extracelular: Fibras Elásticas
• Produzidas por fibroblastos e células
musculares lisas dos vasos
sanguíneos;
• Encontrada no pulmão, vasos
sanguíneos, ligamentos e também nas
cartilagens elásticas ( produzidas pelos
condrócitos).
• É sintetizada na forma de tropoelastina
(monômero solúvel); ocorre
hidroxilação de algumas prolinas a
hidroxiprolinas pela prolil hidroxilase;
ligações cruzadas são formadas com
resíduos de lisina pelas ação da lisil
oxidase, formando a desmosina que
confere a propriedade elástica.

18. MATRIZ EXTRACELULAR
Fibras elásticas
Formadas por microfibrilas de fibrilina e parte amorfa
de elastina (desmosina e isodesmosina – extensividade)
Elaunínicas (muitas microfibrilas e pouca elastina)
Oxitalânicas (exclusivamente fibrilas)

19. Matriz Extracelular: Substância Fundamental Amorfa
(SFA)
Glicosaminoglicanas (GAGs):
• Polissacarídeos longos, não-flexíveis, não-ramificados,
constituídos de unidades dissacarídeas que se repetem
(aminoaçúcar e ácido urônico);
• São carregadas negativamente e atraem cátions, que por sua vez
atraem água, tornando a SFA hidratada e mais resistente à
compressão;
• Exemplos de GAGs: ácido hialurônico, queratan-sulfato, heparan-
sulfato, heparina, condroitino-4-sulfato, condroitino-6-sulfato.

20. Glicosaminoglicanos (GAGs)
Polissacarídeos longos, não-ramificados, compostos por unidades
dissacarídeas que se repetem
Têm carga negativa (atrai cátions – Na+, atrai H2O)
Com exceção do ácido hialurônico, todos são sulfatados e fazem
ligações covalentes com proteínas, formando os proteoglicanos.

21. Proteoglicanos
Muitos GAGs associados
a proteínas…
Altamente hidratados

22. MATRIZ EXTRACELULAR
Substância fundamental – Proteoglicanos

23. Matriz Extracelular: Substância Fundamental Amorfa
(SFA)
Proteoglicanas
• São macromoléculas
compostas por um núcleo
protéico, no qual se ligam
várias GAGs covalentemente);
• Várias proteoglicanas (Ex.:
agrecana) podem ligar-se a
uma molécula de ácido
hialurônico e às fibras
colágenas, formando
agregados responsáveis pelo
estado de gel da MEC. Gartner, Hiatt (1999)

24. Proteoglicanas: Funções
• Resistem à compressão e
retardam o movimento rápido
de microorganismos e células
metastáticas;
Gartner, Hiatt (1999)
• Associam-se à lâmina basal e
servem como filtros;
• Se ligam a moléculas
sinalizadoras, retardando sua
difusão ou concentrando-as
em locais específicos;
• Ligam células a
macromoléculas da MEC,
quando são de superfície
celular.

25. Matriz Extracelular: Substância Fundamental Amorfa
(SFA)
Glicoproteínas de Adesão
• Unem as células aos
componentes da MEC,
situando-se entre as fibras ou
proteoglicanas e as proteínas
da membrana celular;
• Exemplos: fibronectina,
laminina, entactina, tenascina,
condronectina e osteonectina.
Alberts et al. (1997)

26. Fibronectina
Importante na migração celular (células embrionárias,
de defesa).
MATRIZ EXTRACELULAR
Substância fundamental - Glicoproteínas

28. Matriz Extracelular: Glicoproteínas de
adesão
• Fibronectina: além da adesão célula-MEC, marca o caminho de
migração de células embrionárias; se liga a colágeno, heparina,
heparan-sulfato, ácido hialurônico;
• Laminina: praticamente restrita às lâminas basais; liga-se a
colágeno IV, heparan-sulfato, entactina e membrana celular;
• Entactina: facilita ligação da laminina à rede de colágeno;
• Tenascina: liga-se à sindecana e fibronectina; é restrita a tecido
embrionário, marcando o caminho para células migratórias;
• Condronectina/Osteonectina: semelhantes à fibronectina;
encontradas na cartilagem e osso, respectivamente.

29. Laminina

31. Laminina
Aderência das
células `a
lâmina basal
MATRIZ EXTRACELULAR
Substância fundamental - Glicoproteínas

32. Lamina Basal