proteínas
TRANSCRIPT
Profesor Cristian Omar Alvarez De La Cruz Proteínas by Cristian Omar Alvarez De La Cruz is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-
NoComercial-CompartirIgual 3.0 Unported License.
Son los polímeros de los aminoácidos A las uniones de los aminoácidos se les llama
“Enlaces peptídicos”. El EP se forma por una reacción de condensación
entre el grupo carboxilo de un AA y el grupo amino del siguiente.
El EP es un enlace AMIDA.
Hidrólisis Condensación
Enlace peptídico
A cada AA que conforma un péptido o proteína se le llama “residuo”.
Como consecuencia del EP sólo el grupo amino del primer aminoácido (amino terminal) y el grupo carboxilo del último (carboxilo terminal) tienen capacidad de ionización.
Excepto ácidos y bases cuyas cadenas no participan en el EP.
Carboxilo terminal Amino terminal
Enlace peptídico
Re
sid
uo
s
Re
sid
uo
s
Re
sid
uo
s
Re
sid
uo
s
Residuos
Se nombran empezando por el residuo terminal amino al carboxilo terminal.
La Prolina es un caso un poco diferente a los anteriores, ya que su anillo pirrolidínico
Radical, está formado en parte por su alfa amino. Pero esto no le resta la posibilidad
para formar enlaces peptídicos; aunque tendrá algunas características especiales,
como interrumpir la formación de una α Hélice, ya que no encaja en su formación. Por
ello casi siempre se hallan en los extremos de las asas de las helices alfa.
A pH de 7: los grupos ácidos (Carboxilo) se encuentran ionizados y presentan carga negativa; y los grupos básicos (Aminos) se encuentran protonados con carga positiva.
Nota importante la forma que tiene la histidina (His) en este ejemplo puede parecerte a simple vista que no se parece a la de tu tabla. Pero es la misma.
A pH ÁCIDO: los grupos ácidos (Carboxilos) están protonados (COOH). Y los grupos básicos (Aminos) presentan carga positiva.
A pH Básico: los grupos ácidos (Carboxilos) están ionizados (COO-), y los grupos básicos (Aminos) han perdido su protón.
Considere el péptido siguiente: Lys-Ser-Tyr-Val-Phe-Lys-Cys
La alfa Quimiotripsina es una enzima digestiva muy específica que rompe sólo los enlaces peptídicos en los que participa el grupo carboxilo de los aminoácidos aromáticos. Indique qué efecto tendría esta enzima sobre el siguiente péptido y los productos de la reacción catalizada por esta enzima.
Por tal motivo, los productos de la reacción serán: Lys-Ser-Tyr Val-Phe Lys-Cys
Ribunucleasa Bovina Pancreática A, contiene 124 residuos de aminoácidos . 4 puentes disulfuro (S-S) forman enlaces cruzados en este polipéptido entre Cys26 y Cys84, Cys40 y Cys95, Cys58 y Cys110, y Cys65 y Cys72.
Las características de los AA que conforman la cadena
determina la forma y función de la proteína.
Todos los organismos contienen miles de proteínas distintas y
con diversas funciones.
Principales tipos de funciones
proteicas Ejemplos
Estructurales:
Proporcionar soporte mecánico a células
y tejidos
• Colágeno y la Elastina: son constituyentes comunes de la
matriz extracelular, y forman fibras en tendones, ligamentos,
y hueso.
• Tubulina: forma microtúbulos rígidos y duros.
• Queratina: forma fibras que refuerzan a las células
epiteliales; piel, uñas, pelo, plumas, otras.
Transporte:
Llevan sustancias vitales a todo el
organismo.
• Albúmina: transporta lípidos.
• Hemoglobina: transporta O2 y CO2.
• Transferrina: hierro.
• Citocromos: electrones en las mitocondrias y cloroplastos.
Reguladoras:
Actúan como hormonas, regulan varios
procesos fisiológicos.
• Insulina y glucagón: regulan el metabolismo de la glucosa.
• Somatotropina: Es la hormona del crecimiento, estimula el
crecimiento de los huesos y de los cartílagos.
• La sustancia P: media la sensación de dolor en el sistema
nervioso.
Catalíticas:
Actúan acelerando las reacciones
químicas en el organismo (enzimas).
• Pepsina: Degrada a proteínas de la dieta en el estómago .
• Amilasa: se encuentra en la saliva y tiene función catabólica
en almidón y glucógeno.
• Lipasa: actúa en la digestión química de lípidos.
• Lactasa: imprecindible en el catabolismo de la lactosa. La
falta de ella genera la intolerancia a la Lactosa.
• DNA polimerasa: copia el ADN.
Principales tipos de funciones
proteícas Ejemplos
Contráctiles:
Confieren a los organismos la capacidad
de desplazarse o de cambiar de forma.
• Actina y Miosina: Forman las miofibrillas responsables de
la contracción muscular.
• Dineína: Responsable del movimiento de los cilios y
flagelos.
Defensiva y protectoras:
Defienden y protegen al organismo contra
sustancias extrañas.
• Inmunoglobulinas: son los anticuerpos que se sintetizan
cuando penetran moléculas extrañas (antígenos) en el
organismo.
• Trombina y fibrinógeno: intervienen en la coagulación lo
que impide la perdida de sangre.
• Mucina: en el tracto digestivo y respiratorio tienen
funciones bactericidas.
De Reserva:
Almacenan pequeñas moléculas o iones
• Ferritina: almacena hierrro.
• Ovoalbúmina: en la clara de huevo se utiliza como una
fuente de aminoácidos para el desarrollo del embrión de
ave.
• Caseína: en la leche, es una fuente de aminoácidos para las
crías de mamíferos.
Reconocimiento de señales Receptores.
En la superficie celular existen
receptores…
• Hormonales
• Neurotransmisores
• De anticuerpos
• De Virus
• De bacterias
• Etc.
Fibrosas:
Largas
Forma de varilla
Insolubles en agua
Funcionan como protección y soporte principalmente.
Ejemplos: el colágeno, la queratina, la elastina, la fibrina, la
miosina, otras.
Colágeno una proteína
fibrosa
Globulares:
Esféricas compactas
Hidrosolúbles
Complejas
Físicamente correosas (se pueden doblar y estirar sin romperse)
Múltiples funciones, algunas de ellas: enzimas, transporte,
hormonas, otras.
Ejemplos: hemoglobina, inmunoglobulinas, albúmina, insulina,
amilasa, otras.
Hemoglobina
Simples:
Contienen sólo aminoácidos
Ejemplos: albumina, queratina , histonas, globulinas, etc.
Conjugadas:
Consta de proteína simple combinada con un componente no
proteico (grupo prostético).
Primaria:
Es la secuencia de aminoácidos en una cadena polipeptidica.
Secundaria
Plegado de segmentos de polipéptidos cortos (3 a 30 residuos) y
contiguos. α ó β
Terciaria
Los segmentos secundarios se pueden plegar en interacciones
con los residuos (aa) más alejados de la misma secuencia.
Cuaternarios
Varias cadenas asociadas formando una unidad funcional.
Hélice α
Lámina β
α Hélice:
Estructura en forma de tornillo
Dextrógira (giro a la derecha)
De 3,6 residuos (aa) por vuelta
Distancia de giro 5.4 Amnstrons
Estabilizada por puentes de hidrógeno entre
los grupos –NH de los enlaces peptídicos y el
carbonilo, cuatro residuos más adelante.
Cómo distinguir entre dextrógiro y
Levógiro:
Existe un método sencillo para
determinar el sentido de giro de una
estructura helicoidal. Cierre los
puños dejando el pulgar estirado y
dirigido hacia arriba. Observando
su mano derecha, imagine una
hélice que se prolonga en la
dirección indicada por el pulgar y
con su espiral girando en el sentido
que se pliegan los otros 4 dedos. La
hélice resultante es dextrógira.
Si lo haces con tu mano izquierda
obtendrás la levógira.
Dextrógiro Levógiro
Lámina β:
Dos o más polipéptido adyacentes forman puentes de hidrogeno.
Su forma asemeja una serie de pliegues en zigzag.
Pueden ser paralelos (mismo sentido) ó antiparalelos (opuesto).
Suelen tener una longitud de 5 a 6 residuos.
Las laminas antiparalelas, tienen zonas alternadas de puentes de
hidrógeno próximos y separados que se disponen
perpendiculares al eje de la hebra.
En las láminas paralelas, lo hacen a distancias semejantes pero
formando un ángulo con la dirección de las hebras. Es decir
forman puentes de hidrógeno más débiles entre las cadenas
adyacentes. Son menos estables.
En realidad son un tercer tipo de estructura secundaria.
Compuesta por 4 residuos.
Permiten que se produzca un cambio de dirección de la cadena
de 180º.
Se estabiliza por puentes de hidrógeno entre el grupo carboxilo
del primer residuo y el el grupo amino del cuarto.
Generalmente se encuentran constituídos por residuos de Pro y
Gly.
En la Gly por ser un residuo pequeño y flexible; y en la Pro, por
su configuración imino particularmente adecuada para la
formación de un giro cerrado.
Son combinaciones de varios elementos estructurales
secundarios combinados (helices α, láminas β y giros β).
a) βαβ, b) αα, c) meandro β, d) llave griega
Es la representación real tridimensional de la proteína.
La estructura 3D y la función de la proteína depende de su
secuencia de aa.
La estructura 3D se estabiliza mediante diferentes tipos de
enlaces e interacciones.
Son regiones diferenciadas dentro de la estructura terciaria de las
proteínas.
Actúan como unidades autónomas de plegamiento y/o desnaturalización
de las proteínas.
Es la asociación de distintos dominios lo que origina la estructura
terciaria y mantiene su conformación tridimensional.
Cada Dominio puede conferir una función específica.
Nota : el puente disulfuro
es un enlace más fuerte a
comparación de los otros,
aunque no tan común. Es
cavalente, a diferencia de
los otros.
Las fuerzas hidrofóbicas contribuyen al plegamiento de las proteínas en
conformaciones compactas. Las cadenas laterales de los AA polares tienden
a reunirse en el exterior de la proteína plegada, donde pueden interactuar
con el agua; las cadenas laterales de los AA no polares quedan en el
interior para formar centros hidrófobos compactos de átomos que rechazan
el agua .
Asociación de varias cadenas proteicas para formar una
proteína multimérica.
Subunidades iguales: Homomultímero
Subunidades diferentes: Heteromultímeros.
Protómero: es el grupo de subunidades que se repite.
N Terminal en color Purpura; C Terminal en color rojo.
Es el proceso de destrucción de la estructura de la proteína.
Normalmente no incluye la ruptura de enlaces peptídicos.
Puede ser parcial o total la perdida de su actividad biológica y
su forma física.
Y puede ser por:
• Ácidos y bases fuertes
• Disolventes orgánicos
• Detergentes
• Agentes reductores
• Concentración salina
• Iones metálicos pesados
• Cambios de temperatura
• Agresión mecánica.
Agentes o procesos que
desnaturalizan a las proteínas Descripción
Ácidos y bases fuertes Los cambios de pH dan lugar a protonación de algunos grupos
laterales de la proteína, lo cual altera los patrones de enlace
del hidrógeno y los puentes salinos .
Disolventes orgánicos
Los disolventes orgánicos hidrosolubles, como el etanol,
interfieren con las interacciones hidrófobas, ya que
interaccionan con los grupos “R” apolares y forman enlaces
de hidrógeno con el agua y los grupos polares de la proteína.
Detergentes
Estas moléculas anfipáticas (que tienen componentes
hidrófobos e hidrófilos) rompen las interacciones hidrófobas,
haciendo que se desplieguen las proteínas en cadenas
polipeptídicas extendidas.
Agentes reductores
En presencia de reactivos como la Urea, los agentes reductores,
como el β- mercaptoetanol, convierten los puentes disulfuro en
grupos sulfhidrilos. La Urea rompe los enlaces de hidrógeno y
las interacciones hidrófobas .
Cambios de Temperatura
Al aumentar la temperatura, aumenta la velocidad de
vibración molécular. Finalmente, se rompen las interacciones
débiles como los enlaces de hidrógeno, y la proteína se
despliega .
Agentes o procesos que
desnaturalizan a las proteínas Descripción
Concentración salina La unión de iones salinos a los grupos ionizables de una
proteína , disminuye la interacción entre los grupos de carga
opuesta sobre la molécula proteica , formando un precipitado.
Iones metálicos pesados
Los metales pesados como el Mercurio y el plomo afectan de
diversas maneras a la proteína. Pueden romper los puentes
salinos al formar enlaces iónicos con los grupos e carga
negativa. Pueden formar enlaces con los grupos sulfhidrilos.
Entre otros.
Agresión mecánica Las acciones de agitación y trituración rompen el delicado
equilibrio de fuerzas que mantienen la estructura proteica .
Profesor Cristian Omar Alvarez De La Cruz
20n: Donde “n” es la cantidad de aa. Representa las posibles
combinaciones de secuencias que podemos llegar a formar.
Si por ejemplo te dijera tu maestro que escribas todos los
péptidos que se pueden formar con la combinación de 4
aminoácidos, sería: 204= 160,000 combinaciones diferentes o
péptidos diferentes.
Sin embargo sólo una fracción de estos es estable.
Profesor Cristian Omar Alvarez De La Cruz
Profesor Cristian Omar Alvarez De La Cruz
Si quieres ver un resumen general explicado de todo lo
concerniente al tema de proteínas te dejo el siguiente enlace.
Está son 11 videos muy didácticos que te ayudaran a entender y
razonar los temas de una forma sencilla y completa.
http://www.biorom.uma.es/contenido/UPV_EHU/cibert.htm http://ocw.unican.es/ciencias-de-la-salud/bioquimica-estructural-y-
metabolica/ma http://oregonstate.edu/instruct/bb350/
Lehninger Principios de Bioquímica por David L. Nelson and M. Cox. Quita Edición Bioquímica. Por Richard Harvey y Denise Ferrier. Quinta edición. Editorial Lippincotts. Bioquímica Humana Texto y atlas de Koolman – Roehm. Editorial Panamericana, 4ta Edición. Bioquímica Ilustrada de Harper. Editorial Lange. 28ª Ed¡dición. Bioquímica Conceptos esenciales de Feduchi. Editorial Panamericana. Bioquímica “La base molecular de la vida” de Trudy y James Mckee. Editorial McGrawHill.
Tercera edición. BiochemIstry of R.H. Garrett and C.M.Grisham. Third Edition. Fundamentals of Biochemistry of Voet. Fourt edition. Biochemistry of Campbell and Farrell.
