Aminocidos y protenas

AminocidosSon estructuras qumicas con un grupo amino y otro carboxilo como mnimo.Son estructuras cuaternarias con C, H, O y N. Pueden poseer adems azufre.Existen ms de 300 de ellos en la naturaleza, pero las protenas se generan a partir de nicamente 22 de ellos. Diez de los aminocidos deben estar contenidos en la alimentacin por cuanto no se sintetizan en el organismo y se les denomina esenciales.

Aminocidos esencialesLa clasificacin vigente, disminuye importancia nutricional de aa. no esenciales Esencialidad otorgada a 8-10 aminocidos, ade-ms a algunos cidos grasos, minerales y vitami-nas, recayendo toda su presencia en la dieta diaria.El hombre posee la habilidad necesaria para trans-formar aa y c. grasos esenciales en otros no esenciales pero igualmente necesarios.

aminocidos esenciales y no esencialesMetioninaValinaLeucinaIsoleucinaFenilalaninaTriptofanoTreonina Lisina

GlicinaAlaninaTirosinaAsparticoAsparraginaGlutmicoGlutaminaHistidinaProlinaHidroxiprolinaCistinaCisteina

Importancia especial de los aa no esenciales

Sntesis de protenas y aminocidos no esenciales.Metabolismo intermediario.Ciclos de Krebs y de la rea.Proceso gluconeogentico.Formacin de heme, colina, etanolamina, ATP, ADN-ARN, aminas bigenas y otros metabolitos.Por ello deben obligatoriamente sintetizarse.

Sintetiza prolina: aa. que con la hidroxiprolina (prolina hidro (en 30%) y la elastina (en 11%) del tejido conjuntivo, el mayor en el cuerpo humano, en tendones, articulaciones, bajo los epitelios,etc.

Sintetiza alanina y asprtico por transaminacin de ceto-cidos, pirvico y oxalacetato respectivamente.Alanina : importante aa. Glucognico. c. Asprtico, proveedor del 2 nitrgeno del ciclo de la Urea.

18 aminocidos con distintas cadenas laterales1 aminocido cuya cadena lateral esta unida a la cadena principalProlinaGlicina1 aminocido sin cadena lateral20 aminocidosSe consideran hidrofbicos

Clasificacin de los aminocidos

NombreAbreviacinEstructuraAminocidos con extremos de cadenas non polares GlicinaGly(G)AlaninaAla (A)ValinaVal(V)LeucinaLeu(L)IsoleucinaIle(I)MetioninaMet(M)

NombreAbreviacinEstructuraProlinaPro(P)fenilalaninaPhe (F)TriptfanoTrp(w)Aminocidos con extremos de cadenas polares pero no ionizadosAsparaginaAsn(N)GlutaminaGln (Q)

NombreAbreviacinEstructuraAminocidos con extremos de cadena polares pero no ionizadosSerinaSer (S)TreoninaThr(T)Aminocidos con extremos de cadenas cidoscido aprticoAsp(D)cido glutmicoGlu (E)TirosinaTyr(Y)

NombreAbreviacinEstructuraCistenaCys(C)Aminocidos con extremos de cadena bsicosLisinaLys(K)ArgininaArg (R)HistidinaHis (H

Clasificacin de aminocidosAminocidos hidrofbicos.Se ubican en el interior de las protenas.La glicina por ser pequea se acomoda a todas la curvas proteicas.Glicina rica en el colgeno.Cadenas laterales alifticasGlicina AlaninaValinaLeucina Isoleucina

Clasificacin de aminocidosLos hidroxilados son hidroflicos, fosforilables y ocupan la superficie proteica.La serina se encuentra en el sitio activo de muchas enzimas, no as la treoninaLos aminocidos azufrados, participan frecuentemente de los enlaces interprotenas que mantienen estructuras terciarias y cuaternarias.La metionina inicia la sntesis de las protenas.Serina Treonina Cisteina MetioninaAminocidos hidroxiladosAminocidos azufrados

Clasificacin de aminocidosAl ser dicarboxlicos proporcionan cargas elctricas negativas a las protenas en solucin. Adems generan proteinatos al reaccionar con cationes.Sostienen, por participar de los enlaces, la estructura secundaria, terciaria y cuaternaria de la protena.El glutamato y la glutamina son neurotrasmisores abundantes.Con grupos cidos o sus amidasAc.asprticoAsparraginaAc.glutmicoGlutamina

Clasificacin de aminocidosProporcionan cargas positivas a las protenas.Participan de los enlaces de hidrgeno y mantienen la estructura secundaria, terciaria y cuaternaria de la protena.La Histidina se encuentra en los sitios activos de las enzimas.La arginina es necesaria en la sntesis de rea.Con grupos bsicos

Clasificacin de aminocidosContienen grupo aromticos, que le confieren carcter hidrofbico.Se sitan en el interior de la protena.Estos aminocidos dan color a las protenas.El triptofano es precursor de la niacina.La prolina es rica en el colgeno.Con anillos aromticosIminocidos

Cargas elctricas de los aminocidosLos aminocidos pueden tener carga positiva, negativa o cero.La ionizacin del carboxilo produce cargas negativas, la captura del protn por parte del grupo amino produce una carga positiva.

A un pH biolgico entre 7 y 7,4 los grupos carboxilo son predominantemente COO- y los grupos amino existen como NH3+La carga neta es la suma algebraica de grupos negativos y positivos del aminocido.+++-+--+--HNHRNHRHCOORCOOHR23

Los aminocidos son anfteros, contienen un grupo cido y uno bsico.Formas zwitterinicas de un aminocidoEspecie presente en medio cidoEspecie presente en medio bsicoZwitterinEspecie presente en medio neutro

pH isoelctrico de un aminocidoEs el pH en el cual el aminocido presenta cargas positivas y negativas iguales.Desde un punto de vista prctico resulta de obtener la media entre las constantes de disociacin del carboxilo y del grupo amonio.

Curva de valoracin de la glicina. Valores de pH menores que pKa1: la especie a es la mayoritaria. Valores entre pKa1 y pKa :la principal especie es el zwitterin (b). La concentracin del zwitterin es mxima en el punto isoelctrico pI. Valores superiores a pKa2: la especie c es la presente en mayor concentracin.ab c

Propiedades caractersticas de cada aminocidoMuchas de las caractersticas fsicas y qumicas de los aminocidos dependen de la estructura del grupo R anexo a su carbono alfa.

Grupos tan pequeos como el de la Glicina permiten su presencia en lugares poco accesibles de una estructura proteica.Grupos aromticos como el de la Tirosina permiten absorcin de la luz UV y su medida por procedimientos espectrofotomtricos.Grupos bsicos o cidos permiten la formacin de enlaces (de hidrgeno) con los de otros compuestos.CH=carbono alfaCH3=grupo R

Aminocidos y su centro asimtricoGlicina(Aquiral)L-aminocido(Proyeccin de Fischer y en perspectiva)

Deteccin espectroscpica de aminocidos aromticosLos aminoacidos aromaticos absorven luz en la region UVTryptofano y tirosina son los mas fuertes cromogenosConcentracion pude ser determinada por la UV usando : A = cl

CromatografaProcedimiento de eleccin para separar e identificar aminocidos.Se basa en:particin por solventes.adsorcin por el soporte.Dos elementos bsicos en la separacin:soporte: papel, slica gel, resinas.solvente: mezcla de solventes orgnicos y agua.Diferenciacin de acuerdo al Rf

Visualizacin:coloreado: ninhidrina.fluorescencia : fluorescamina.lectura UV.

Separacin electrofortica.

Separacin de aminocidos... Cromatografa de exclusin molecular.Cromatografa lquida de alta presin.

ProtenasEstructura qumica formada por la unin de aminocidos mediante diversas formas de enlace.Se considera :oligopptidos: de 2 a 10 aminocidos.polipptidos de 10 a 100 aminocidos.protenas : ms de 100 aminocidos.Clasificacin:Por su forma: globulares y fibrosas.Por su solubilidad: albminas (solubles en agua) y globulinas (solubles en soluciones salinas diluidas).Por su composicin: simples (slo aminocidos), compuestas. (glucoprotenas, lipoprotenas, metaloprotenas ).Por su densidad: lipoprotenas: LDL,HDL,VLDL .Por su carga: a pH fisiolgico cidas y bsicas.

Enlaces covalentesPeptdicos y disulfuroEl peptdico es el ms importantes de la estructura polipeptdica. An el ms simple tiene carcter de doble y mantiene la rigidez y adems la solidez de la protena.Genranse entre el alfa carboxilo de un aminocido y el alfa amino de otro con eliminacin de molcula de agua.La reaccin qumica ms importante en el campo clnico - la de Biuret- radica en la presencia del enlace peptdico. El enlace disulfuro se genera por la presencia de radicales -SH de la cistena, formando uniones disulfuro entre porciones de una misma cadena y entre dos cadenas.Participa de la solidez de la estructura y an permite la unin de dos polipptidos como en el caso de la insulina.

Enlaces no covalentes e interaccionesComo su nombre indica no son enlaces reales sino fuerzas de atraccin entre grupos de tomos.El enlace de H se genera por atraccin entre el ncleo de H+ (positivo) y el par de electrones no compartidos de otro tomo. En el caso de una protena es un oxgeno de otro aminocido.El enlace hidrofbico se genera por la semejanza estruc-tural entre dos aminocidos (aromticos, alifticos ?).El enlace inico se genera entre carboxilos libres y amo-nios libres de aminocidos dicarboxlicos y diamnicos.

Enlaces no covalentes...

Estructura proteica: estructura primariaLa conformacin nativa de una protena se define como la estructura tridimensional que es biolgicamente activa. Se mantiene sobre la base de los enlaces covalentes y no covalentes anteriormente explicados.La estructura primaria est definida por la secuencia de aminocidos unidos por los enlaces peptdicos.Su carcter de doble enlace fija una estructura rgida, incapaz de girar sobre su eje, y el movimiento se trasmite a los enlaces del carbono alfa. Esto mantiene una estructura fija coplanar (en un mismo plano).

RRRLibreRgido

Secuencia de aa. en las protenasLa estructura primaria de una protena est dada por la secuencia de aminocidos.La determinacin de sta, por tanto, ha resultado un enorme avance para la bioqumica .La estrategia bsica consiste en :Determinar qu aminocidos estn presentes y en qu relacin molar. Romper el pptido en pequeos fragmentos, separarlos y determinar su composicin en aminocidos. Identificar los aminocidos de N y C terminales del pptido original y de cada fragmento. Organizar la informacin de manera que los fragmentos puedan unirse para revelar la secuencia completa.

Aminocidos de la insulina

Estructura secundariaLas rotaciones permitidas en el esqueleto del polipptido generan una estructura repetitiva denominada secundaria, la cual puede ser:alfa helicoidal estructura beta u hoja plegadaEsta estructura es mantenida por los puentes de hidrgeno de la pro-tena. En el alfa hlix los puentes son intracatenarios y en la estructura beta intercatenarios.

Hoja plegada o lmina En esta disposicin los aminocidos forman una cadena en forma de zigzag, mediante la formacin de enlaces de hidrgeno entre los grupos N-H y los C=O de cadenas adyacentes antiparalelas. Ej: fibrona de la seda.Hlice Se forma al enrollarse la estructura primaria helicoidalmente sobre s misma. Se debe a la formacin de enlaces de hidrgeno entre el -C=O de un aminocido y el -NH- del cuarto aminocido que le sigue. Ej: queratina del pelo, cuernos, uas, lana.

Estructura terciariaLa estructura terciaria se refiere a la disposicin tridimensional de la cadena polipeptdica en una protena, permitiendo la disposicin globular o fibrosa de la misma.La mantienen todos los enlaces no covalentes y an el enlace disulfuro.La interaccin proviene de aminocidos que pueden estar alejados en la secuencia pero cerca en la disposicin tridimensional.La protena est plegada de forma tal que los grupos hidroflicos ocupan el exterior de la misma y los hidrofbicos el interior.La estructura cuaternaria se produce en aquellas protenas que tienen dos o ms cadenas polipeptdicas, las que se estabilizan por enlaces no covalentes.Mioglobina

Estructura cuaternariaAlgunas protenas estn formadas por ensamblaje de dos o ms cadenas. La forma en que estas subunidades se encuentran organizadas se denomina estructura cuaternaria.Hemoglobina:Las cuatro cadenas (dos alfa y dos beta) se acomodan, creando una estructura globular con cuatro bolsillos

Estructura cuaternaria de la HemoglobinaLas cuatro cadenas (dos alfa y dos beta) se acomodan, creando una estructura globular con cuatro bolsillos.

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