BIOQUIMICA

Universidad Nacional del Santa E.A.P Medicina Humana

RECONOCIMIENTO DE PROTEÍNAS

I. INTRODUCCIÓN

Las proteínas son biomoléculas orgánicas compuestas por C, H, O y N, pueden tener además Azufre ¨S¨ y, con menor frecuencia fosforo (P), Hierro (Fe), Cobre (Cu), Magnesio (Mg), Yodo (I), Calcio (Ca) etc. Están constituidos por polímeros de aminoácidos. Una sola molécula proteica puede contener varias centenas de aminoácidos y por ello tiene un elevado peso molecular. También puede haber diferentes tipos de aminoácidos, aunque no todas las proteínas tienen los 20 Aminoácidos distintos, sí ellas tienen una combinación exacta de aminoácidos y enlaces propios de cada molécula. Las proteínas poseen propiedades como ser de elevado peso molecular y ser solubles generalmente en el agua (forman soluciones coloidales) y algunas en otras sustancias como el alcohol, álcalis, soluciones acidas, etc.; precipitan con formación de coágulos por acción de los ácidos fuertes, álcalis fuertes y débiles, y por las sales de metales pesados como el plomo y el mercurio. Son altamente específicas, coagula por acción del calor (superiores a 70ºC) y poseen un pH, temperatura optima y punto isoeléctrico (PI); es decir cuando una proteína se encuentra en diferentes soluciones que tienen valores de pH menores, iguales o mayores a un punto isoeléctrico, sufren variaciones irreversibles en la constitución de sus grupos químicos, produciéndose, en consecuencia, variaciones en su estructura terciaria o cuaternaria y por tanto en su función biológica y su actividad. La proteína por ser altamente compleja tiene distintas formas, las proteínas estructurales forman las estructuras celulares, asimismo también constituyen estructuras dinámicas (enzimas, hormonas, etc.), que juegan un papel importante en el ser vivo.

II. MATERIALES

Material biológico:

o Ovoalbúmina 40% (Clara de Huevo)

Reactivos: o Ácido acético cc.o HN03 Solución de NaOH 40% (Sosa)o NaOH al 20%o Solución de CuSO4 1% o Acetato de plomo al 5 %

Bioquímica Clínica: Reconocimiento de Proteínas


Materiales: o 1 Pipeta de 10 mlo 6 Pipetas de 5 ml o 1 vaso de pp de 600 ml o 3 tubos de ensayoo 1 gradilla o 1 pinza de madera

III. PROCEDIMIENTO

3.1 RECONOCIMIENTO CUALITATIVO DE PROTEINAS: 3.1.1 DEMOSTRACIÓN DE PROPIEDAD FÍSICA: Experimento 1.

1. Colocar en un tubo de ensayo 2 ml. de solución de Ovoalbúmina.

2. Añadir V gotas de ácido acético y calentar el tubo en la llama del mechero, inclinando el tubo, flamear hasta que la solución forme el pico de flauta en el tubo.



3.2 REACCIONES COLOREADAS: Experimento 2. REACCION XANTOPROTEICA: Xantoproteico, significa ¨relativo a la xantoproteína¨, derivada de la raíz griega Xanthós= amarillo. Es un método cuantitativo para demostrar la presencia de proteínas en una muestra (biológica), la formación de un compuesto de color amarillo cuando se trata una muestra biológica con HNO3 concentrado es debido a compuestos aromáticos nitrados. La prueba da resultado positivo en aquellas muestras con aminoácidos con grupos bencénicos, especialmente en presencia de tirosina. La reacción se neutraliza con NaOH y la solución vira a un color anaranjado oscuro.

Componentes Tubo

I

Ovoalbúmina 2 ml

HNO3 concentrado 1 ml

Calentar en Baño María hirviente a 100 ºC

Coloración amariilla

Enfriar en agua de caño

NaOH al 40% Gota a gota

Observar y anotar los resultados (coloración naranja)



Experimento 3. REACCION DE BIURET-INKIOSE: El enlace peptídico (- CO- NH -) de los péptidos y proteínas se libera cuando el Na(OH) rompe las estructuras terciaria y cuaternaria de las proteínas como la ovoalbúmina. Cuando se libera los enlaces peptídicos la molécula queda en su forma primaria: R1 -NH2-CO-NH-CO-NH2-CO-NH2-CO-NH2-R2 En contacto con una solución de sulfato cúprico diluida, da una coloración violeta característica.

Componentes Tubo

I

Ovoalbúmina 3 ml

NaOH al 20% 2 ml

Solución de CuSO4 al 1% IV a V gotas

Observar coloración (violeta-rosácea)



IV. RESULTADOS

EXPERIMENTO COLORACIÓN/ PRECIPITADO

Propiedad Física Blanquecino

Reacción Xantoproteica Amarillento

Reacción de Biuret- Inkiose Violeta

Dentro de los experimento realizados lo que se puede observar es la presencia

de aminoácidos aromáticos y la presencia de enlaces peptídicos. Estos

aminoácidos evidenciados con los siguientes: fenilalanina (Se encuentra en

las proteínas como L-fenilalanina (LFA), siendo uno de los 10 aminoácidos

esenciales para el ser humano ), tirosina (es uno de los 20 aminoácidos que

forman las proteínas. Se clasifica como un aminoácido no esencial en los

mamíferos ya que su síntesis se produce a partir de la hidroxilación de otro

aminoácido: la fenilalanina ) y triptófano (Es un aminoácido esencial en

la nutrición humana. Es uno de los 20 aminoácidos incluidos en el código

genético (codón UGG), Es esencial para promover la liberación

del neurotransmisor serotonina, involucrado en la regulación del sueño y

el placer ).



IV. CUESTIONARIO

1) ¿Qué diferencia existe un péptico y una proteína?

Los péptidos son un tipo de moléculas formadas por la unión de varios aminoácidos mediante enlaces peptídicos.

Los péptidos, al igual que las proteínas, están presentes en la naturaleza y son responsables de un gran número de funciones, muchas de las cuales todavía no se conocen.

La unión de un bajo número de aminoácidos da lugar a un péptido, y si el número es alto, a una proteína, aunque los límites entre ambos no están definidos.

Oligopéptido: de 2 a 10 aminoácidos. Polipéptido: entre 10 y 100 aminoácidos. Proteína: más de 100 aminoácidos.

Las proteínas con una sola cadena polipeptídica se denominan proteínas monoméricas, mientras que las compuestas de más de una cadena polipeptídica se conocen como proteínas multiméricas.

Los péptidos se diferencian de las proteínas en que son más pequeños (tienen menos de 10.000 o 12.000 Daltons de masa) y que las proteínas pueden estar formadas por la unión de varios polipéptidos y a veces grupos prostéticos. Un ejemplo de polipéptido es la insulina, compuesta por 51 aminoácidos y conocida como una hormona de acuerdo a la función que tiene en el organismo de los seres humanos.

El enlace peptídico es un enlace covalente entre el grupo amino (–NH2) de un aminoácido y el grupo carboxilo (–COOH) de otro aminoácido. Los péptidos y las proteínas están formados por la unión de aminoácidos mediante enlaces peptídicos. El enlace peptídico implica la pérdida de una molécula de agua y la formación de un enlace covalente CO-NH. Es, en realidad, un enlace amida sustituido. Podemos seguir añadiendo aminoácidos al péptido, pero siempre en el extremo COOH terminal.



2) Mediante fórmulas explique la formación del color violeta en la reacción de Biuret?

La reacción debe su nombre al biuret, una molécula formada a partir de dos de urea (H2N-CO-NH-CO-NH2), que es la más sencilla que da positiva esta reacción. La presencia de proteínas en una mezcla se puede determinar mediante la reacción del Biuret. El reactivo de Biuret contiene CuSO4 en solución acuosa alcalina (de NaOH o KOH). La reacción se basa en la formación de un compuesto de color violeta, debido a la formación de un complejo de coordinación entre los iones Cu2+ y los pares de electrones no compartidos del nitrógeno que forma parte de los enlaces peptídicos presentando un máximo de absorción a 540 nm.

3) Químicamente explique la reacción xantoproteica

Es un método que se puede utilizar para determinar la presencia de proteínas solubles en una solución, empleando ácido nítrico concentrado. La prueba daresultado positivo en aquellas proteínas con aminoácidos portadores de grupos aromáticos, especialmente en presencia de tirosina.

La reacción xantoproteica se puede considerar como una sustitución electrofilica aromática de los residuos de tirosina de las proteínas por el ácido nítrico dando un compuesto coloreado amarillo a pH acido



4) ¿Cuáles son los métodos más exactos para la determinación de proteínas?

Determinar la concentración de proteínas en una muestra biológica es una técnica de rutina básica cuando se aborda un esquema de purificación de una proteína concreta, cuando se quiere conocer la actividad específica de una preparación enzimática, para el diagnóstico de enfermedades, así como para otros muchos propósitos. Existen diferentes métodos para la cuantificación de proteínas. Muchos de estos métodos se basan en: a) la propiedad intrínseca de las proteínas para absorber luz en el UV, b) para la formación de derivados químicos, o c) la capacidad que tienen las proteínas de unir ciertos colorantes. En la Tabla I se recogen los métodos más usados así como sus respectivas sensibilidades. Cada uno de estos métodos tiene sus ventajas e inconvenientes, las principales se recogen en la Tabla II.



5) Elabore un cuadro clasificando los aminoácidos según su estructura química a) Aminoácidos con Grupos Alifáticos

b) Aminoácidos Aromáticos

c) Aminoácidos no Aromáticos con Grupos-R Hidroxilo



d) Aminoácidos Azufrados

e) Aminoácidos Ácidos



f) Aminoácidos Básicos

g) Aminoácidos Amidas

h) Aminoácidos Iminoácidos



6) Qué reacciones coloreadas vistas en la práctica, sirve para cuantificar la concentración de proteínas?

Método de Biuret: Se basa en la formación de un complejo coloreado entre el Cu2+ y los grupos NH de los enlaces peptídicos en medio básico. Cu2+ se acompleja con 4NH. La intensidad de coloración es directamente proporcional a la cantidad de proteínas (enlaces peptídicos) y la reacción es bastante específica, de manera que pocas sustancias interfieren. La sensibilidad del método es muy baja y sólo se recomienda para la cuantificación de proteínas en preparados muy concentrados (por ejemplo en suero).

7) Cuáles son los aminoácidos esenciales para el hombre y por qué deben ser ingeridos en la dieta y que alimentos los contiene?

Se llaman aminoácidos esenciales aquellos que no pueden ser sintetizados en el organismo y para obtenerlos es necesario tomar alimentos ricos en proteínas que los contengan. Nuestro organismo, descompone las proteínas para obtener los aminoácidos esenciales y formar así

nuevas proteínas.



ALIMENTOS RICOS EN HISTIDINA

Origen animal:

Carnes Pollo Hígado de ternera Mortadela Pescados Lácteos Leche en polvo descremada

Huevos.

Origen vegetal:

Legumbres Arroz integral Semillas Cereales integrales Levadura de cerveza

ALIMENTOS RICOS EN ISOLEUCINA

Origen animal:

Carne Pollo Pescado Huevos productos lácteos

Alimentos de origen vegetal:

Como granos Cereales Nueces Legumbres

ALIMENTOS QUE CONTIENEN LEUCINA

HuevosLos huevos son una de las mejores opciones para encontrar la leucina.

Huevos cocidos, hervidas.



Frijoles de soya y lentejas

Leguminosas como la soja y lentejas también se sabe que contienen leucina.

Semillas de soja tienen g 2,97 y lentejas 2,03 g de leucina por cada 100

gramos, sirviendo como listadas por alimentos de fibra dietética

Carnes de animales

Muchas carnes de animales incluyendo la carne de vacuno, salami y pollo

contienen leucina. También se encuentra en la carne de caza silvestre como

alce, alces y búfalo.

Mariscos

Atún, camarones y pescado también es fuentes de leucina. Además, los

mariscos es a menudo más bajos en calorías y grasa, que puede ayudar a

controlar el peso

ALIMENTOS RICOS EN LISINA

Origen animal:

Carnes rojas Cerdo Aves Pescados (bacalao y

sardinas) Queso, en especial el

Parmesano Huevos.

Origen vegetal:

Alcaravea Algarroba Arroz integral Cereales integrales Espárragos Espinaca Legumbres Lentejas Levadura de cerveza Quínoa Soja Vegetales Semillas.

ALIMENTOS QUE CONTIENEN METIONINA

La metionina la podemos obtener a partir de diferentes tipos de alimentos, sobre todo aquellos que tienen un alto componente proteico. Sobre todo vamos a destacar las:



Carnes Pescados Lácteos Huevos

Pero también se encuentra, aunque en menores cantidades:

Legumbres Frutos secos Soja

ALIMENTOS QUE CONTIENEN FENILALANINA

Origen animal:

Carne Pescado Huevos productos lácteos

Origen vegetal:

Espárragos Garbanzos Lentejas Cacahuetes Soya y dulces

ALIMENTOS RICOS EN TREONINA

Origen animal:

Carnes de cerdo, cordero Vísceras (hígado, riñón,

sesos) Carne de pollo Salchichas Pato Pavo Pescados Lácteos Huevos.

Origen vegetal:

Aguacate Apio Avena

Arroz integral Berenjena Brócoli Cebada Cebolla Cereales integrales Col Garbanzo Germen y salvado de trigo Guayaba Haba seca Harina integral de centeno Higo Legumbres Lenteja Levadura de cerveza Maíz en grano Papaya



Semillas de sésamo Soja

Uva

ALIMENTOS RICOS EN TRIPTÓFANO

Huevos Amaranto Leche Cereales integrales Chocolate Avena Dátiles

Semillas de sésamo Garbanzos Pipas de girasol Pipas de calabaza Cacahuetes Plátanos calabaza

ALIMENTOS RICOS EN VALINA

Origen animal:

Carnes Aves Pescados Lácteos Requesón Huevos.

Origen vegetal:

Arroz integral Cacahuete Cereales integrales Legumbres Levadura de cerveza Melocotón Semillas de sésamo Vegetales

8) Qué aminoácidos son empleados en la síntesis de insulina, Hb, Melanina, Adrenalina? Grafique la estructura química de cada uno de ellos.

INSULINA



HEMOGLOBINAGlobina + Hemo

MELANINA


4(Glicina + Succinil CoA)+ Fe++


ADRENALINA

9) Qué aminoácidos tienen función de neurotransmisores y neuropepétidos? Describir cada uno de ellos

AMINOÁCIDOS NEUROTRANSMISORESEl triptófano, la tirosina y la colina son precursores de neurotrasmisores. El triptófano es convertido en las terminaciones de ciertas neuronas en el neurotrasmisor serotonina. En otras neuronas la colina es convertida en el neurotrasmisor acetilcolina. En otra población neuronal, la tirosina sirve como precursor de dopamina, norepinefrina y epinefrina, las que son llamadas en conjunto catecolaminas trasmisoras. La síntesis aumentada puede incrementar la producción y secreción de moléculas trasmisoras por parte de la neurona cuando ésta es estimulada, también amplifica la trasmisión de señales de la neurona a las células por ella inervada. La conversión de triptófano en serotonina está influida por la proporción de carbohidratos en la dieta. La colina y la tirosina amplían la trasmisión selectivamente, la incrementan en algunas sinapsis y no lo hacen en otras, lo que pudiera ser explotado en la terapéutica. La cantidad de triptófano disponible en el cerebro para ser convertido en serotonina depende no sólo de la cantidad de triptófano en el plasma, sino también de los niveles



plasmáticos de otros aminoácidos: tirosina, fenilalanina, leucina, isoleucina, valina. Aunque la cantidad de nutrientes puede influir la síntesis de un neurotrasmisor en la terminación presináptica de una neurona, no necesariamente el nutriente aumenta la trasmisión de impulsos a través de la sinapsis; el nutriente también puede incrementar el número de moléculas trasmisoras segregadas por un grupo de neuronas en la unidad de tiempoLa histamina es producida a partir del aminoácido histidina por una histidina descarboxilasa. Se observan concentraciones elevadas de histamina y de histidina descarboxilasa en el hipotálamo, desde donde las neuronas histaminérgicas envían proyecciones escasas pero difusas a casi todas las regiones del encéfalo y la médula espinal. Aminoácidos exitadores (glutamato y aspartato) EL L-glutamato es el mayor neurotransmisor excitatorio en el Sistema Nervioso Central. Está involucrado en funciones cognitivas altas. Por tanto, un desequilibrio en sus acciones puede llevar a procesos excitotóxicos que contribuyen a una gran variedad de condiciones neurodegenerativas. El L-Aspartato actualmente no se le reconoce su papel como neurotransmisor pues no se han encontrado receptores específicos en neuronas post-sinápticas. Concentraciones del glutamato: En condiciones de reposo, la concentración de glutamato en el espacio extracelular es de un micromol, en el citoplasma presináptico es de diez milimoles y en las vesículas de almacenamiento es de cien milimoles. El gradiente entre el espacio extracelular y el citoplasma presináptico es sostenido por un mecanismo sodio dependiente. El gradiente entre las vesículas de almacenamiento y el citoplasma celular depende de una bomba ATPasa.

NEUROPÉPTIDOS

Muchos péptidos son conocidos como hormonas en las células endocrinas, incluidas las neuronas de las regiones neuroendocrinas del encéfalo como el hipotálamo y la hipófisis. Los péptidos pueden actuar también como neurotransmisores, son a menudo coliberados con los neurotransmisores de molécula pequeña. Con frecuencia los precursores peptídicos son muchas veces más grandes que sus productos peptídicos activos y pueden dar origen a más de una especie de neuropéptidos.

La sustancia P:H-Arg-Pro-Lis-Pro-Glu-Glen-Fe-Fe-Gli-Leu-Met-Nh2 se encuentra en intestino, también está presente en las astas posteriores y en sistema



habenulo interpeduncular. Presente en concentraciones elevadas en el hipocampo y la neocorteza humanos. Parece tener una acción excitadora cuando se aplica al tejido neuronal. Es un neurotransmisor sensorial en la médula espinal, específicamente relacionado con la trasmisión del dolor y con receptores periféricos del dolor en el SNC, de allí su nombre sustancia P “pain”, su liberación puede ser inhibida por los péptidos opioides liberados desde las interneuronas medulares.

Vasopresina:Cis-Tir-Fe-Glu (Nh2)-Asp (Nh2)-Cis-Pro-Lis-Gli-Nh2

Oxitocina:Cis-Tir-Ile-Glu (NH2)-Asp (NH2)-Cis-Pro-Leu-Gli (NH2)

La vasopresina y la oxitocina están contenidas en las neuronas neurosecretoras de los núcleos supraópticos y paraventriculares, son secretadas a la circulación periférica a partir de las terminaciones neurohipofisiarias, se han considerado también como sustancias con acciones sobre el SNC

La neurotensina:Es un tridecapéptido que se encuentra tanto en el tracto gastrointestinal como en el SNC, en éste tiene una distribución heterogénea en todos los mamíferos, después de la administración central de la neurotensina se ha señalado que induce un número de efectos fisiológicos y conductuales que incluyen: hipotermia, relajación muscular, reducción espontánea de la actividad locomotora, potenciación del etanol y de la sedación barbitúrica, antagonismo con las anfetaminas.

Neuropéptido Y:Es un neurotransmisor péptido de 36 aminoácidos que se encuentra en el cerebro y el sistema nervioso autónomo, y actúa aumentando los efectos vasoconstrictores de las neuronas noradrenérgicas. El NPY ha sido asociado con varios procesos fisiológicos cerebrales, incluyendo la regulación del balance energético, la memoria, el aprendizaje y la epilepsia.

10) Señalar los aminoácidos pro cancerígenos y que estereoisometría los caracteriza?

ACRILAMIDA:


https://es.wikipedia.org/wiki/Epilepsia

https://es.wikipedia.org/wiki/Memoria_(proceso)

https://es.wikipedia.org/wiki/Neurona

https://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_nervioso_aut%C3%B3nomo

https://es.wikipedia.org/wiki/Cerebro

https://es.wikipedia.org/wiki/Amino%C3%A1cidos

https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ptido

https://es.wikipedia.org/wiki/Neurotransmisor

https://es.wikipedia.org/wiki/Neurop%C3%A9ptido


La acrilamida es un compuesto orgánico de tipo amida. En forma

experimental, se atribuye a la acrilamida actividad cancerígena en ratas

de laboratorio. Asimismo, estudios efectuados en animales machos han

demostrado causar trastornos en la fertilidad. Las ratas macho tratadas

con acrilamida desarrollan mesotelioma testicular y tumores en la

tiroides y las hembras tumores en la tiroides y en las mamas. En

presencia del promotor cancerígeno TPA (12-0- tetradecanoyl-forbol-

13-acetato) se produjeron neoplasias de piel. No existen datos que

permitan extrapolar a los humanos estos descubrimientos hechos en

ratas.

V. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICASo Cox, M. y Nelson. Principios de bioquímica, 6ta edición.

Barcelona. Omega. 2013

o Bradford MM (1976): A rapid and sensitive method for the

quantitation of microgram quantities of protein utilizing the

principle of protein-dye binding. Anal Biochem. 72: 248-254.

o Fujimoto EK, Goeke NM, Olson BJ, Klenk DC (1985):

Measurement of protein using bicinchoninic acid. Anal Biochem

150: 76-85.

o Suelter CH (1985): A Practical guide to enzymology, Editorial,

John Wiley & Sons, New York.


https://es.wikipedia.org/wiki/Amida

https://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_org%C3%A1nico

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