Arquitectura Molecular de la Materia Viva: Proteínas

TM. Paulina Fernández Garcés

FUNCIÓN DE LAS PROTEÍNAS:

Control de la distribución de líquidos extracelular

Anticuerpos

Sistema complemento

Transporte

Factores de coagulación sanguínea

Nutritiva

Tampón

Enzimas

Hormonas

Concentración de Proteínas en el plasma

14 aspirinas (500 mg) en 100 ml

7 g/dl

Las proteínas corresponden a polímeros formados por aminoácidos (α-aminoácidos) y éstos a su vez son monómeros.

A M I N O Á C I D O S

Cα

H

C

O

O H

N

H

H

R

El grupo amino está unido al carbono α.

El carbono contiguo está unido al grupo carboxilo

Al carbono α de cada aminoácido también están unidos un átomo de H y una cadena lateral R

Cα

H

C

O

O H

N

H

H

R

Cα

H

C

O

O

N

H

H

R

+

-

H

Forma no iónica Forma iónica

Zwitterion a pH neutro

En los genes de todos los organismos están codificados veinte aminoácidos diferentes que se incorporan a las proteínas.

Clases de Aminoácidos

1.- Aa. Alifáticos:

- Glicina (Gly)

- Alanina (Ala)

- Valina (Val)

- Leucina (Leu)

- Isoleucina (Ile)

2.- Aa con R OH o de Azufre:

- Serina (S)

- Cisteína (Cys)

- Treonina (Thr)

- Metionina (Met)

- Prolina (Pro)

3.- Aa Aromáticos:

- Fenilalanina (Phe)

- Tirosina (Tyr)

- Triptofano (Trp)

4.- Aa Básicos:

- Histidina (His)

- Lisina (Lys)

- Arginina (Arg)

5.- Aa ácidos y sus aminas:

- Ac. Aspártico (Asp)

- Ac. Glutámico (Glu)

- Asparragina (Asn)

- Glutamina (Glu)

Las cadenas laterales R al no ser iguales son las que le dan a las proteínas diferentes variedades de estructuras y propiedades.

R determina:

2. Carácter hidrofóbico o hidrofílico del aminoácido

3. Naturaleza polar o no polar

4. Presencia o ausencia de grupos ionizables.

Aminoácidos Modificados

Los 20 aminoácidos están codificados en el ADN y se incorporan directamente a las proteínas.

Sin embargo algunos aminoácidos tienen la capacidad de modificarse químicamente una vez ensamblados a las proteínas.

Ej.

P É P T I D O Y E N L A C E P E P T I D I C O

Los aminoácidos se unen entre ellos de modo no covalente por la formación de un enlace amida entre el α-carboxilo de un aminoácido y el grupo α-amino de otro. Esta unión se denomina ENLACE PEPTÍDICO, y los productos que forman se denominan PÉPTIDOS.

Una vez formado el enlace peptídico debe quedar disponible un extremo amino (amino terminal o N-terminal) en un extremo del dipéptido y un grupo carboxilo (carboxilo terminal o C- terminal) sin reaccionar en el otro extremo. Esto permitirá la formación de nuevos enlaces peptídicos lo que llevará a la extensión de la cadena peptídica.

Cada vez que se agrega un aminoácido a la cadena debe ser eliminada una molécula de agua.

La porción de cada aminoácido que permanece en la cadena se denomina Residuo Aminoacídico

CADENAS CORTAS: Oligopéptidos

CADENAS LARGAS: Polipéptidos

La mayoría de los oligopéptido y polipéptidos conservan los grupos N y C terminales sin reaccionar, sin embargo existen algunas excepciones, como por ejemplo:

Grupos que pueden bloquear los N o C- terminales en las

proteínas.

Estructura del Enlace Peptídico

El enlace amida ubicado entre los pares de residuos de una proteína tienes propiedades importantes referentes a la configuración espacial de éstos.

C O y HN Son aproximadamente paralelos

Los grupos de átomos alrededor del enlace peptídico adquieren dos configuraciones posibles Cis y Trans

Más favorecidaPuede interferir estéricamente con los grupos R voluminosos sobres los Cα adyacentes

Estabilidad y formación del enlace peptídico

Esta reacción sin catalizar es extremadamente lenta a pH y T° fisiológicas. Los polipéptidos son metaestables y sólo se hidrolizan rápidamente en condiciones extremas o con presencia de un catalizador.

Las catálisis se logran mediante enzimas proteolíticas o proteasas, varias son específicas con relación a los enlaces que fragmentan.

Ej. Tripsina

Trombina

Polipéptidos como Polianfolitos.

Moléculas con grupos ionizables múltiples reciben el nombre de Anfolitos y Polianfolitos.

Se denomina anfolito a una molécula que contiene grupos con valores de pKa ácidos y básicos.

Ej. Glicina

H2N CH2 COOH

pKa 9,6 2,3

Si se disuelve en una solución muy ácida (pH 1,0) ambos grupos se protonan y la carga neta de la molécula será +1. Si aumenta el pH (añadiendo NaOH) la disociación de los protones tendrá lugar en la secuencia que sigue:

pH creciente

H

H

H

CH2N+

COOH H

H

H

CH2N+

COO- H

H

CH2N COO-

1,O 6,O 14,0pH

Carga Neta

+1 -10

A pH cercano al neutro la glicina adopta una carga igual a cero. Un anfolito en este estado se denomina zwtterion.

Al punto en donde las cargas son iguales a cero se denomina Punto isoeléctrico (pI)

Las moléculas grandes como las proteínas pueden tener muchos grupos ácidos o básicos. Estas moléculas se denominan POLIANFOLITOS.

En las cadenas laterales de las proteínas pueden contenerse algunos aminoácidos que posean grupos ionizables. Estos grupos poseen una amplia gama de valores de pKa.

Con más de dos grupos cargados en cálculo del pI es más complejo. Sin embargo, siempre que la molécula tenga grupos cargado positiva y negativamente tendrá un pI , en la cual la carga neta promedio es igual a cero.

Se puede determinar el pI de una molécula experimental mediante electroforesis

Ej. Titulación del siguiente polipéptido.

1. pH cero, todos los residuos ionizables se encuentran protonados.

2. El conjunto de la molécula tiene carga neta de +2

3. Si se titula con una solución básica los diversos grupos perderán los protones a valores cercanos a su pKa

4. Disminuye la carga positiva, pasa por cero (pI) y si se añade más base la molécula quedará con carga neta de -2.

Informe escrito e individual de herramientas bioquímicas para la separación de proteínas.

1. Electroforesis y

2. Enfoque isoeléctrico.

Principios descripción y uso en clínica.

Formato:

7. Portada

8. Introducción

9. Desarrollo

10.Conclusión

11.Bibliografía

Fecha de Entrega: Miércoles 25 de Marzo en horario de clases.

TAREA:

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TM. Paulina Fernández Garcés