Aminoacidos

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MACROMOLECULAS BIOLOGICASMACROMOLECULAS BIOLOGICAS1. AMINOACIDOS1. AMINOACIDOS

Dr. Jose Martinez Oyanedel, ([email protected])

Las proteínas son polímeros líneales constituídos por unidades monoméricas llamadas aminoácidos.

Las proteínas son compuestos orgánicos complejos, cuya estructura básica es una cadena de aminoácidos.

Las proteínas son biomóleculas formadas básicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Pueden además contener azufre y en algunos tipos de proteínas, fósforo, hierro, magnesio y cobre entre otros elementos.

Hemoglobina Humana : C2818H4380N764O790S12 M w :61987 Da

Las proteínas poseen un amplio rango de grupos funcionales. (alcoholes, tioles, tioéteres, ácidos carboxílicos, carboxiamidas y una variedad de grupos básicos).

DEFINICIONESDEFINICIONES

AMINOACIDOSAMINOACIDOS AMINOACIDOSAMINOACIDOS

En los sistemas biológicos existen alrededor de 300 aminoacidos

2

Intermediarios metabólicos:- citrulina y ornitina en ciclo de la urea- pueden ser metabolizados para formar glucosa o acetil coA

Neurotransmisores:- (- glutamato y aspartato (excitatorios)- glicina, taurina y (GABA) ácido γ-amino butírico (inhibitorios)- precursores de) serotonina, dopamina, epinefrina,

Hormona tiroídea- Tiroxina

Almacenamiento de energía- Creatina

Síntesis de purinas y pirimidinas

FUNCIONES DE LOS AMINOACIDOSFUNCIONES DE LOS AMINOACIDOS AMINOACIDOSAMINOACIDOS

ENANTIOMEROS DE AMINOACIDOSENANTIOMEROS DE AMINOACIDOS AMINOACIDOSAMINOACIDOS

3

AA de la serie D:

En los peptidoglicanos

de la pared celular

de bacterias,

En peptidos ciclicos

AMINOACIDOS NATURALES O CODIFICADOS GENETICAMENTEAMINOACIDOS NATURALES O CODIFICADOS GENETICAMENTE

AMINOACIDOS ESPECIALESAMINOACIDOS ESPECIALES OTRAS CLASIFICACIONESOTRAS CLASIFICACIONES

4

•4-hidroxiprolina y 5-hidroxilisina. El primero se encuentra en proteínas de la pared celular vegetal. Ambos se encuentran en el colágeno.

•6-N-metil lisina (miosina). γ-carboxiglutamato (protrombina).

•Desmosina (elastina).

•Histamina (His decarboxilada) – alergia.

•Dopamina (derivada de Tyr) – neurotransmisor.

•Fosfoaminoácidos•grupos hidroxilos de Tyr, Ser, Thr pueden ser fosforilados, importantes en activación o inhibición enzimática o en señalización celular.

AMINOACIDOS MODIFICADOSAMINOACIDOS MODIFICADOS AMINOACIDOS MODIFICADOSAMINOACIDOS MODIFICADOS

AMINOACIDOSAMINOACIDOS DISOCIACION DE CADENAS LATERALES DE AMINOACIDOSDISOCIACION DE CADENAS LATERALES DE AMINOACIDOS

5

DISOCIACION EN AMINOACIDOSDISOCIACION EN AMINOACIDOS

pH = pKa + log [A- ]/[HA]

Si [A] el 100%, todo esta disociado pH = pKa + 2

Si [HA] el 100% no esta disociado pH = pKa - 2

ECUACION DE HENDERSON HASELBALCHECUACION DE HENDERSON HASELBALCH

HA H+ + A-

TITULACION DE AMINOACIDOSTITULACION DE AMINOACIDOS TITULACION DE AMINOACIDOSTITULACION DE AMINOACIDOS

+2

+1

0

-1

6

ACIDO ASPARTICOpKa αCOOH 2.0pKa βCOOH 3.6pKa α NH3

+ 9.6

HOOC-CH2-CH-COO-

NH3+

HOOC-CH2-CH-COOH

NH3+

HOOC-CH2-CH-COO-

NH3+

-OOC-CH2-CH-COO-

NH3+

-OOC-CH2-CH-COO-

NH3+

-OOC-CH2-CH-COO-

NH2

(+1) (0)

(0) (-1)

(-1) (-2)

pH = pKa + log [A-]/[HA]

pI = es el pH al cual la molécula se encuentra eléctricamente neutra, es decir hay un balance de sus cargas positivas y negativas. La molécula presenta carga eléctrica neta ( o total) cero. No migra en un campo eléctrico y presenta su mínima solubilidad.

pI = 1/(m + n) Σ mpKa+ + npK a

-

dondempKa

+ m veces el pKa del grupo cuya deprotonación lleva la molécula desde carga neta positiva a carga neta cero.

npKa- n veces el pKa del grupo cuya deprotonación lleva la molécula

desde carga neta cero a carga neta negativa

pH > pI Molécula carga neta negativapH = pI Molécula carga neta ceropH < pI Molécula carga neta positiva

CALCULO DEL PUNTO ISOELECTRICOCALCULO DEL PUNTO ISOELECTRICO

UTILIDAD DE LA DISOCIABILIDAD DE LOS AMINOACIDOSUTILIDAD DE LA DISOCIABILIDAD DE LOS AMINOACIDOS

7

ENLACE POLIPEPTIDICOENLACE POLIPEPTIDICO

NN CC

CADENA POLIPEPTIDICACADENA POLIPEPTIDICA

Ala – Glu – Gly – Lys

A – E – G – K


Existen Existen ppééptidosptidos con importantes actividad biolcon importantes actividad biolóógica:gica:

••OxitocinaOxitocina (9, (9, CysCys--TyrTyr--IleIle--GlnGln--AsnAsn--CysCys--ProPro--ArgArg--GlyGly--NH2)NH2)

••Vasopresina (9 residuos de aminoVasopresina (9 residuos de aminoáácidos)cidos)

••BradiquininaBradiquinina (9)(9)

••EncefalinaEncefalina (5)(5)

••Factor liberador de Factor liberador de tirotropinatirotropina, TRH (3), TRH (3)

••GlucagGlucagóónn (29)(29)

••CorticotropinaCorticotropina (39)(39)

POLIPEPTIDOSPOLIPEPTIDOS

8

OLIGOPEPTIDOOLIGOPEPTIDO: POLIMERO DE HASTA 8-10 RESIDUOS

POLIPEPTIDOPOLIPEPTIDO: POLIMERO DE MAS DE 10 RESIDUOS

PROTEPROTEÍÍNANA: POLIPEPTIDO DE MASA MOLECULAR MAYOR A 5000


1. Comparación con otras secuencias para determinar similitudes y establecer si dos proteínas pertenecen a una misma familia

2. Comparación de secuencia de la misma proteína de diferentes especies para obtener información sobre evolución

3. Búsqueda de repeticiones

4. Búsqueda de secuencias de señalización y de modificaciones postraduccionales

5. Análisis para la preparación de anticuerpos

6. Análisis para la preparación de sondas

ANALISIS DE SECUENCIASANALISIS DE SECUENCIAS

MATRIZ DE MUTABILIDAD DE AMINOACIDOSMATRIZ DE MUTABILIDAD DE AMINOACIDOS ALINEAMIENTO DE SECUENCIAS DE ENZIMA ALINEAMIENTO DE SECUENCIAS DE ENZIMA TrypanosomatidaesTrypanosomatidaes Y MAMIFEROSY MAMIFEROS

9

ALINEAMIENTO DE SECUENCIA ALINEAMIENTO DE SECUENCIA T.cruziT.cruzi CONCON E.coliE.coli, (1va6), (1va6) ANALISIS DE SECUENCIAS: Alineamientos mANALISIS DE SECUENCIAS: Alineamientos múúltiplesltiples

ANALISIS DE SECUENCIAS: ANALISIS DE SECUENCIAS: DendogramasDendogramas ANALISIS DE SECUENCIASANALISIS DE SECUENCIAS

Firmas de familias:

Secuencia común que presentan las proteínas que pertenecen a una determinada familia.

Estas familias son generalmente definidas por la función:

B-lactamasas tipo II:[LI]-x-[STN]-[HN]-x-H-[GSTA]-D-x(2)-G-[GP]-x(7,8)-[GS] [H/N, H y D son los ligandos del zinc]P-x(3)-[LIVM](2)-x-G-x-C-[LIVMF](2)-K [C ligando de zinc]

10

Arginasa (EC 3.5.3.1) Agmatinasa (EC 3.5.3.11) Formiminoglutamasa (EC 3.5.3.8) Proteínas Hipotéticas de archaebacteria metanogenicas.

[LIVMF]-G-G-x-H-x-[LIVMT]-[STAV]-x-[PAG]-x(3)-[GSTA][H une manganeso]

ANALISIS DE SECUENCIASANALISIS DE SECUENCIAS ANALISIS DE SECUENCIASANALISIS DE SECUENCIAS

Sitios de modificación :

Secuencias específicas que son el blanco de

modificaciones post-traducionales

[RK](2)-x-[ST] Protein quinasa cAMP o cGMP dependiente[ST]-x(2)-[DE] casein quinasa II[RK]-x(2)-[DE]-x(3)-Y or [RK]-x(3)-[DE]-x(2)-Y Tirosina

quinasa[ST]-x-[RK] Protein quinasa C

Sitios de fosforilación

ANALISIS DE SECUENCIASANALISIS DE SECUENCIAS

ETNFDVQ.............KSGVEKG

RSTVSSREVQT

RSTVSSREVIT

H1.1

H2B.1

H2B.2

35 54

115 125

114 124

SITIOS DE FOSFORILACION PARA CASEIN QUINASA II

COMPARACION DE SECUENCIAS DE FOSFOFRUCTOQUINASASCOMPARACION DE SECUENCIAS DE FOSFOFRUCTOQUINASAS

11

DETERMINACION DE LA COMPOSICION AMINOACIDICADETERMINACION DE LA COMPOSICION AMINOACIDICA

Hidrólisis química:

Proteína + HCl 6M, 100°C, 24 hs Aminoacidos

COMPOSICION AMINOACIDICA DE ALGUNAS PROTEINASCOMPOSICION AMINOACIDICA DE ALGUNAS PROTEINAS

DETERMINACION DE LA SECUENCIA DE UNA PROTEINADETERMINACION DE LA SECUENCIA DE UNA PROTEINA ENDOPROTEASAS: HIDRENDOPROTEASAS: HIDRÓÓLISIS ESPECIFICASLISIS ESPECIFICAS

12

ENDOPROTEASAS: HIDRENDOPROTEASAS: HIDRÓÓLISIS ESPECIFICASLISIS ESPECIFICAS

13

Identificación EnzimaResultados

Intensidad Relativa

Masas (m/z)

PM 35999

Identificación EnzimaProtein Prospector

MS-Fit

Identificación Enzima

14

Ferredoxina--NADP reductase(FNR)Nombre

SynechocystisEspecie(66%)Identidad

Resultados

Identificación Enzima

10 20 30 40 50 60MYSPGYVATS SRQSDAGNRL FVYEVIGLSQ STMTDGLDYP IRRSGSTFIT VPLKRMNQEM

70 80 90 100 110 120RRITRMGGKI VSIKPLEGDS PLPHTEGIAK PSQSEGSGSE AVANPAPESN KTMTTTPKEK

130 140 150 160 170 180KADDIPVNIY RPKTPYIGKV LENYPLVREG AIGTVQHLTF DLSAGDLRYL EGQSIGIIPP

190 200 210 220 230 240GEDDKGKPHK LRLYSIASTR HGDFGDDKTV SLCVRQLEYQ NEAGETVQGV CSTYLCNIKE

250 260 270 280 290 300GDDIAITGPV GKEMLLPPDE DANIVMLATG TGIAPFRAFL WRMFKEQHED YKFKGLAWLI

310 320 330 340 350 360FGIPKSENIL YKDDLEKMAA EFPDNFRLTY AISREQQNAE GGRMYIQHRV AENAEELWNL

370 380 390 400 410MQNPKTHTYM CGLKGMEPGI DEAFTALAEQ NGKEWTTFQR EMKKEHRWHV ETY

Secuencia de FNR de

Synechocystis sp

10 20 30 40 50 60MYSPGYVATS SRQSDAGNRL FVYEVIGLSQ STMTDGLDYP IRRSGSTFIT VPLKRMNQEM

70 80 90 100 110 120RRITRMGGKI VSIKPLEGDS PLPHTEGIAK PSQSEGSGSE AVANPAPESN KTMTTTPKEK

130 140 150 160 170 180KADDIPVNIY RPKTPYIGKV LENYPLVREG AIGTVQHLTF DLSAGDLRYL EGQSIGIIPP

190 200 210 220 230 240GEDDKGKPHK LRLYSIASTR HGDFGDDKTV SLCVRQLEYQ NEAGETVQGV CSTYLCNIKE

250 260 270 280 290 300GDDIAITGPV GKEMLLPPDE DANIVMLATG TGIAPFRAFL WRMFKEQHED YKFKGLAWLI

310 320 330 340 350 360FGIPKSENIL YKDDLEKMAA EFPDNFRLTY AISREQQNAE GGRMYIQHRV AENAEELWNL

370 380 390 400 410MQNPKTHTYM CGLKGMEPGI DEAFTALAEQ NGKEWTTFQR EMKKEHRWHV ETY

Aciertos de la espectrometría de MALDI -TOF

Aminoacidos

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