PROTEINAS

AminoacidosAminoacidos Pptido y ProtenasPptido y Protenas

Introduccin

Las protenas llamados tambien:PROTIDOS.

Pueden considerarsepolmeros de unaspequeas molculas quereciben el nombre deaminocidos y seran por

PptidosY

Protenas

son biomleculas formadasbsicamente por C, H, O y NPueden adems contener S yen algunos tipos de protenas,P, Fe, Mg y Cu entre otroselementos.

aminocidos y seran portanto los monmeros ounidades bsicas. Losaminocidos estn unidosmediante enlacespeptdicos.

Pueden considerarse polmeros de unas pequeasmolculas que reciben el nombre de aminocidos yseran por tanto los monmeros o unidades bsicas.Los aminocidos estn unidos mediante enlacespeptdicos.

La palabra protena proviene del griego prota que significa lo primero o del dios proteo por la cantidad de formas que puede tomar

El trmino protena se aplica a los polipeptidos mayores de 100 residuos de a.a., capaces de adoptar estructuras tridimensionales tomar tridimensionales especificas. El tamao puede variar de 100 y 2500 residuos pero la mayora tienen en promedio de 300 a 500 residuos.

Estructura de los Aminoacidos

Un aminocido (a.a.): es el resultado de la aminacin de los cidos orgnicos de bajo peso molecular.

Existen mas de 150 a.a. en el organismo animal, los mas importantes estn presentes en las protenas.

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a.a. Esenciales:

Nuestro organismo es incapaz de sintetizarlos; por ende son adicionadas en las dietas como suplementos.

Son necesarias para

Triptofano Fenilalanina. Valina Leucina Isoleucina. Treonina Arginina* Histidina** Metionina

Son necesarias para nuestra organizacin estructural y funcional sin que tengamos mecanismos para su sntesis.

Metionina Lisina

*Sintetizada por el hgado, pero hidrolizada por la argininasa.

**Parece no ser esencial en animales adultos pero si durante el crecimiento.

a.a. No Esenciales.

Son los que sintetiza nuestro organismo a partir de diferentes productos del metabolismo intermedio,

Alanina Acido asprtico Cisitina. Cisteina*** cido glutmico Glutamina Glicina

intermedio, fundamentalmente el metabolismo lipdico y glucocdico.

Glicina Prolina Serina Tirosina***

Semi-esenciales: sintetizados a partir de la metionina y fenilalanina. (a.a. esenciales).

Generalidades de los a.a.

Los a.a. son sustancias incoloras de punto de fusin elevado (hasta 318 C).

Relativamente solubles en agua y con carcter anftero.carcter anftero.

Compuestos vitales en las clulas, necesarios en la formacin de las propias clulas.

Un pptido:

Es la unin de varios a.a. con P.M. menor a 6000.

Presentan un enlace peptdico: el carbono del grupo carboxilo (-COOH) de un a.a. y el Nitrgeno del grupo amino (NH2) del otro a.a. Con liberacin de una

2a.a. Con liberacin de una molcula de agua.

La unin de 2 a.a forma un dipeptido, hasta llegar a polipeptidos (varios a.a); pero cuando son 60 o mas de 60 a.a. se conocen como: verdaderas protenas

Ejemplos de pptidos:

Glutatin: Tripptido presente en la sangre, los eritrocito y otros tejidos, participando en procesos de transporte a nivel de membrana.

Carnosina y anserina:

ACTH, abreviatura de la hormona adrenocorticotropa secretada por el lbulo anterior de la hipfisis. Su funcin especfica es estimular el crecimiento y las secreciones de la corteza de la glndula suprarrenal. Una de estas secreciones es el cortisol, hormona implicada en el metabolismo de los hidratos de carbono y las protenas y en el alivio de los sntomas de las alergias y la artritis. La ACTH, Carnosina y anserina:

dipptidos de los msculos.

Hormonas como: ACTH, Oxitocina y Vasopresina.

Antibiticos como: gramicidina y polimixina

de las alergias y la artritis. La ACTH, tambin llamada corticotropina, es una molcula de protena compleja que contiene 39 aminocidos. Su masa molecular es de aproximadamente 5.000. En varias especies de animales la actividad biolgica de esta hormona es similar a la que tiene en los humanos, pero su secuencia de aminocidos vara entre los distintos organismos.

Oxitocina, hormona producida por el hipotlamo y almacenada y secretada por el lbulo posterior de la hipfisis, cuya funcin principal es estimular las contracciones de la musculatura lisa.

Produce la contraccin del tero sobre todo al final de la gestacin, en el parto, y ayuda a

Vasopresina, tambin denominada hormona antidiurtica o ADH, hormona producida por el hipotlamo y almacenada y secretada por el lbulo posterior de la hipfisis, que estimula la reabsorcin de agua por las clulas tubulares del rin, con lo que se incrementa su contenido en el organismo. gestacin, en el parto, y ayuda a

la expulsin del feto. Adems, contrae las clulas mioepiteliales de las mamas, por lo que se produce la secrecin de la leche desde los alveolos hasta los conductos, de modo que el lactante la obtiene al mamar.

su contenido en el organismo. Adems, produce constriccin de los vasos sanguneos en concentraciones elevadas y aumenta la tensin

Las proteinas son, en resumen, biopolmeros de aminocidos ysu presencia en los seres vivos es indispensable para el

desarrollo de los mltiples procesos vitales.

protenas

Son las mas complejas y constituyen mas del 50% de la masa seca de la clula.

La mayor parte de las protenas son solubles en agua a excepcin de las

Enzimas. Transporte (hemogoblina). Reserva. Contracciones. Proteccin o defensiva.

(anticuerpos).agua a excepcin de las escleroprotenas.

Se identifican porelectroforesis.

Tienen funciones de:

Toxinas. Hormonas. Estructural (colgeno).

Forman parte de la cutcula de los artrpodos

En los artrpodos, la cutcula es la capa ms exterior del tegumento, inmediatamente por encima de la epidermis y segregada por sta. Es una formacin rgida, acelular (sin clulas), de estructura compleja y compuesta por quitina, entre compuesta por quitina, entre otras sustancias. Su funcin es doble; por un lado es una capa rgida protectora e impermeable; en segundo lugar, es e punto de anclaje de los msculos de animal, de manera que acta como esqueleto externo (exoesqueleto).

A: Cutcula y epidermis; B: Detalle de la epicutcula. 1: Epicutcula; 1a: Cemento; 1b: Ceras; 1c: Epicutcula externa; 1d: Epicutcula interna. 2: Exocutcula; 3: Endocutcula; 2+3: Procutcula; 4: Epitelio; 5: Lmina basal; 6: Clula epitelial; 6a: Canal poroso; 7: Clula glandular; 8: Clula tricgena; 9: Clula tormgena; 10: Terminacin nerviosa; 11: Pelo sensorial; 12: Pelo; 13: Poro glandular

ESTRUCTURA U ORGANIZACIN DE LAS

PROTENAS

La organizacin de una protena viene definidapor cuatro niveles estructurales denominados:estructura primaria, estructura secundaria,estructura terciaria y estructura cuaternaria.estructura terciaria y estructura cuaternaria.Cada una de estas estructuras informa de ladisposicin de las protenas en el espacio.

ESTRUCTURA PRIMARIA

A) Estructura primariaSe determina solamente el numero, orden y tiposde aminoacidos que forman la cadena. El primeraminocido tiene siempre libre el grupo amino. Elltimo aminocido siempre tiene libre el grupoltimo aminocido siempre tiene libre el grupocarboxilo.

ESTRUCTURA SECUNDARIA

B) Estructura secundariaLas cadenas se plieganrepentinamente para obteneruna configuracin masuna configuracin masestable. Pueden ser de dostipos:

- -helice y -laminar o plegada.- Estructura de -helice

ESTRUCTURA SECUNDARIA

Se forma por los puentes de hidrogeno, entre los grupos NH- y CO-

- Estructura -laminar o de hoja plegada

Los enlaces son mediante puentes de hidrogeno, Los enlaces son mediante puentes de hidrogeno, como en las hlices. Las cadenas polipeptdicas se pueden unir de forma paralela, donde las cadenas se disponen en el mismo sentido, y antiparalelas, en sentido contrario.

ESTRUCTURA (alfa)-hlice

Esta estructura se forma alenrollarse helicoidalmentesobre s misma laestructura primaria. Sedebe a la formacin dedebe a la formacin deenlaces de hidrgeno entreel -C=O de un aminocido yel -NH- del cuartoaminocido que le sigue.

ESTRUCTURA Configuracin beta o lmina plegada

En esta disposicin losaas. no forman unahlice sino una cadenaen forma de zigzag,denominada disposicindenominada disposicinen lmina plegada.

Presentan estaestructura secundaria laqueratina de la seda ofibrona.

Estructura Terciaria

Aqu se unen varias regiones, que pueden tener distinta estructura secundaria. Las interacciones se deben a los distintos grupos R de la cadena.

En esta estructura, los aminocidos apolares se sitan hacia el interior y los polareshacia el exterior, lo que produce un efecto hidrfobo.

PUENTES DE HIDROGENO

Estructura Terciaria

Se pueden formar, dependiendo de las interacciones entre los grupos R, protenas globulares o protenas

fibrosas.

LAS FIBROSAS tienen una forma mas alargada, siendo insolubles en agua.

Reciben el nombre de escleroprotenas.

fibrosas.

Estructura terciaria de tipo fibroso: Son en las que una de las dimensiones es mucho mayor que las otras. Son ejemplos el colgeno(En la imagen)Es una MoleculaProteca que forma fibras, la queratina del cabello o la fibrona de la seda.

Esta conformacin globular se mantiene estable gracias a la existencia de enlaces entre los radicales R de los aminocidos. Aparecen varios tipos de enlaces:.

1.- el puente disulfuro entre los

GLOBULARES: forman una especie de ovillo, que le permite ser disuelto en agua ,tambin recibe el nombre de esferoproteina.

1.- el puente disulfuro entre los radicales de aminocidos que tienen azufre.2.- los puentes de hidrgeno.3.- los puentes elctricos.4.- las interacciones hidrfobas

ESTRUCTURA CUATERNARIA

D) Estructura cuaternariaPara que pueda formarse, la protena debe estar formada por mas de una cadena polipeptidica (proteinas oligomericas).

Cada una de estas cadenas polipeptidicas Cada una de estas cadenas polipeptidicas recibe el nombre de protomero.

Cada proteina pomponente de la asociacion, conserva su estructura terciaria.

La union se realiza mediante gran numero de enlaces debiles, como puentes de hidrogeno o interacciones hidrofobicas.

PROPIEDADES DE PROTEINASLas propiedades que manifiestan las protenas dependen de los grupos radicales de los aminocidos que las componen.

Solubilidad: los radicales de los aminocidos permiten a las protenas interaccionar con el agua. Si abundan radicales hidrfobos, la protena ser poco o nada soluble en agua. Si poco o nada soluble en agua. Si predominan los radicales hidrfilos, la protena ser soluble en agua.

Especificidad: aparece como consecuencia de la estructura tridimensional de la protena. La especificidad puede serde funcin, si la funcin que desempea depende de esta estructura, o de especie, que hace referencia a la sntesis deprotenas exclusivas de cada especie.

CAPACIDAD AMORTIGUADORALas proteinas tienen un comportamiento anftero ysto las hace capaces de neutralizar las variacionesde pH del medio, ya que pueden comportarse comoun cido o una base y por tanto liberar o retirarprotones (H+) del medio donde se encuentran.

La desnaturalizacin de una protena se refiere a la ruptura de los enlaces que mantenan sus estructuras cuaternaria, terciaria y secundaria, conservndose solamente la primaria.

En estos casos las proteinas se transforman en filamentos lineales y delgados que se entrelazan hasta formar compuestos fibrosos e insolubles en agua.

Los agentes que pueden desnaturalizar a una proteinapueden ser: Calor excesivosustancias que modifican el pH.Alteraciones en la concentracin.concentracin.Alta salinidad.

Agitacin molecular.

ESPECIFICIDAD

Es una de las propiedadesms caractersticas y serefiere a que cada una de lasespecies de seres vivos escapaz de fabricar sus propiasproteinas (diferentes de lasde otras especies) y, an,dentro de una misma especiedentro de una misma especiehay diferencias proticasentre los distintos individuos.Esto no ocurre con losglcidos y lpidos, que soncomunes a todos los seresvivos.

CLASIFICACIN DE PROTENAS

Se clasifican en :

HOLOPROTENAS (proteinas simples)Formadas solamente por aminocidos unidos por enlaces peptdicos

HETEROPROTENAS (proteinas conjugadas)Formadas por una fraccin protenica y por un grupo no protenico, que se denomina "grupo prosttico

CLASIFICACIN DE LAS PROTENAS

Holoprotenas Heteroprotenas

Esferoprotenas Escleroprotenas

Protaminas ColgenosProtaminasHistonasProlaminasGluteninasAlbminasGlobulinas

ColgenosElastinasQueratinasFibronas Cromoprotenas

GlucoprotenasLipoprotenasFosfoprotenasNucleoprotenas

HOLOPROTENAS Globulares

Prolaminas: Zena (maz), gliadina (trigo), hordena (cebada) Gluteninas: Glutenina (trigo), orizanina (arroz). Albminas: Seroalbmina (sangre), ovoalbmina (huevo),

lactoalbmina (leche)

Hormonas: Insulina, hormona del crecimiento, prolactina, tirotropinatirotropina

Enzimas: Hidrolasas, Oxidasas, Ligasas, Liasas, Transferasas...etc.

Fibrosas

Colgenos: en tejidos conjuntivos, cartilaginosos Queratinas: En formaciones epidrmicas: pelos, uas, plumas,

cuernos. Elastinas: En tendones y vasos sanguineos o paredes de las arterias Fibronas: En hilos de seda, (araas, insectos)

HETEROPROTENASGlucoprotenas: Ribonucleasa Mucoprotenas Anticuerpos Hormona luteinizante

Lipoprotenas De alta, baja y muy baja densidad, que

transportan lpidos en la sangre.

Nucleoprotenas Nucleosomas de la cromatina

Glcido unido covalentemente a la protena. Desempean funciones enzimticas, hormonales, de coagulacin etc. Destacan las inmunoglobulinas.

Lpido ms protena. Abundan en las membranas mitocondriales, en el suero. Por ejemplo los quilomicrones.

ADN ms protena. Hay dos tipos, los que presentan cido ribonucleico (ribosomas) o Nucleosomas de la cromatina

Ribosomas

Cromoprotenas Hemoglobina, hemocianina, mioglobina, que

transportan oxgeno Citocromos, que transportan electrones.

Fosfoprotena: casena alfa, beta y gamma).

ADN ms protena. Hay dos tipos, los que presentan cido ribonucleico (ribosomas) o ADN (cromosomas).

Se caracterizan porque la fraccin no proteica presenta coloracin debido a la presencia de metales. Destacan los pigmentos respiratorios (hemoglobina), almacenes de oxgeno (mioglobina), protenas que intervienen en la transferencia de electrones (citocromos, flavoprotenas), pigmentos visuales (rodopsina, iodopsina).

Presentan cido fosfrico y son de carcter cido

Otra clasificacin:

Proteinas simples:

1) Albminas: soluble en agua y s/cion salina: Ricos en cistina

2) Globulinas: presentes en sangre, leche, tiroides. Ricos en tirosina y triptofano.

Protenas conjugadas:

1) Fosfoprotenas: contienen fosforo, caseina y vitelina.

2) Glucoprotenas: adems de liberar proteinas, liberan glcidos o derivados.triptofano.

3) Histonas: unidas a los ac. Nucleicos: Ricas en lisina y arginina.

4) Escleroprotenas: Proteccin y sosten. Insolubles, resistentes a reactivos y fermentos. Ricas en cistina.

glcidos o derivados.

3) Lipoprotenas: importantes en la estructura de la membrana celular, mitocondrias y aparato de golgi.

4) Metaloprotenas: funcin enzimtica, almacenamiento o transporte.

Otra clasificacin:

1) Composicion 2) Forma 3) Solubilidad 4) Funcin

Simples (Holoproteinas)

Globulares Albuminas Contrctiles

Cromosmica

Defensa

Enzimtica

Fibrosas Globulinas

Gluteinas

Prolaminas

Histonas Enzimtica

Estructurales

Hormonales

Receptoras

Reserva

Traansportadoras

Histonas

Escleroprotenas

Conjugadas (Holoproteinas)

Fosfoproteinas

Glucoprotenas

Liporpotenas

Metaloprotenas

FUNCIONES Y EJEMPLOS DE PROTENAS

Estructural

Como las glucoprotenas que forman parte de las membranas.

Las histonas que forman parte de los cromosomas cromosomas

El colgeno, del tejido conjuntivo fibroso.

La elastina, del tejido conjuntivo elstico.

La queratina de la epidermis.

glucoprotenas

HISTONAS: protenas bsicas unidas a los acidos

nuclicos, son ricos en lisina y arginina; forman parte de los cromosomas, son solubles en agua y difciles de

coagular.

El colgeno es una molcula proteica que forma fibras, las fibras colgenas. Esel componente ms abundantes de la piel y de los huesos, cubriendo un 25%

de la masa total de protenas en los mamferos.

es la protena ms abundante en los vertebrados. La molcula contiene por lo general tres cadenas polipeptdicas muy largas, cada una formada por unos 1.000 aminocidos, trenzadas en una triple hlice siguiendo una secuencia regular siguiendo una secuencia regular que confiere a los tendones y a la piel su elevada resistencia a la tensin. Cuando las largas fibrillas de colgeno se desnaturalizan por calor, las cadenas se acortan y se convierten en gelatina.

La elastina es una protena estructural que forma parte de la matriz

extracelular del tejido conjuntivo. Ejemplos tpicos son las arterias,

ligamentos, pulmones y piel.

Queratina

La Queratina o Keratina es unasustancia proteica, muy rica enazufre, que constituye elcomponente principal de las capasms externas de la epidermis de losvertebrados y de otros rganosderivados del ectodermo, comopelos, uas, plumas, cuernos opezuas.

La queratina protege el cuerpodel medio externo y es por elloinsoluble en agua. Sus numerososenlaces disulfuro le confieren unagran estabilidad y le permitenresistir la accin de las enzimasproteolticas (que hidrolizan a lasprotenas).

Otras funciones:

Enzimatica :Las enzimas sonprotenas, es decir, cadenasde aminocidos que llevan acabo una funcin

catalizadora.

Hormonal:

Insulina y glucagn

Hormona del

crecimiento catalizadora.

Nicotn adenn dinucletido(NAD) que actua comocoenzima en reacciones de

oxidacin-reduccin.

crecimiento

Calcitonina

Hormonas tropas

Insulina y glucagn

Glucagn, hormona producida por el pncreas. Su funcin consiste en ayudar a mantener un nivel normal de azcar en la sangre. Al contrario que la insulina, que sirve para disminuir el nivel de glucosa en la sangre, el glucagn eleva este nivel

Insulina, hormona producida en el pncreas por grupos de clulas especializadas llamados islotes de Langerhans. Regula el metabolismo de los hidratos de carbono, grasas y almidn. Igual que otras protenas, la insulina es mal digerida si se administra por va oral; por lo tanto, para su uso clnico debe ser sangre, el glucagn eleva este nivel

estimulando la degradacin de un compuesto denominado glucgeno, Esta hormona tambin estimula la produccin de glucosa a partir de aminocidos.

para su uso clnico debe ser administrada mediante inyecciones subcutneas. Con frecuencia, en el tratamiento de la diabetes mellitus, que est causada por una deficiencia en la produccin de insulina o por la inhibicin de su accin sobre las clulas, la insulina se combina con protamina para prolongar el periodo de absorcin de la hormona.

Calcitonina

Calcitonina, tambintirocalcitonina, hormona de losvertebrados segregada por laglndula tiroides y laparatohormona producida porla paratiroides en el caso de losmamferos, incluido el sermamferos, incluido el serhumano, cuya funcin principales reducir la concentracinsangunea de calcio y favorecerel depsito de ste en loshuesos

Funciones de las protenas plasmticas.

Transportar entre todos los rganos las sustancias alimenticias, los productos del metabolismo y las sustancias activas:

Coagulacin sangunea. Coagulacin sangunea. Presin coloidosmtica. Viscocidad. Reacciones de Inmunidad. Regulan pH. Transporte de sustancias.

F(x) Defensiva:

Inmunoglobulina : Son protenas que se unen a los antgenos. Estn en el suero de la sangre (los anticuerpos), tambin en secreciones gstricas y en la leche.

Los anticuerpos, tambin llamados inmunoglobulinas, agrupan los miles de protenas distintas que se producen en el suero sanguneo como respuesta a los antgenos (sustancias u organismos que invaden el cuerpo). Un solo antgeno puede inducir la produccin de numerosos anticuerpos, que se combinan con diversos puntos de la molcula antignica, la neutralizan y la precipitan en la sangre.

Trombina : Interviene en la cuagulacin de la sangre.

Fibringeno : Globulina plasmtica dealto peso molecular sintetizada en elhgado; interviene en la coagulacin altrasformase en fibrina por la accin de latrombina.

En sntesis:En sntesis:el fibringeno es la protenaplasmtica de la sangre responsablede la coagulacin. Bajo la accincataltica de la trombina, el fibringenose transforma en la protena insolublefibrina, que es el elemento estructuralde los cogulos sanguneos o trombos.

F(x) TRANSPORTE:

Hemocianina

CitocromosCitocromos

Hemoglobina

Hemoglobina La hemoglobina es una

heteroprotena de la sangre,de peso molecular 68.000de color rojo caracterstico,que transporta el oxgenodesde los rganosdesde los rganosrespiratorios hasta lostejidos, en mamferos,ovparos y otros animales.

Hemoglobina: Protena conjugada presente en los hemates

participando en el transporte de O2.

Resulta de la unin del grupo Hemo con la protena del grupo de las histonas Globina.

Protena cuaternaria de estructura globular. Protena cuaternaria de estructura globular.

Cadena polipeptidica que contiene un grupo hemo que se une a una molcula de O2.

Es un cromoprtido (grupo prosttico cromforo, anillo coloreado porfirina.).

Los principales cromoprtidos en los animales son:

Hemoglobina y sus derivados, citocromos, enzimas mitocondriales, catalasa y peroxidasa.

Derivados de la hemoglobina:

Oxihemoglobina (Hb02). Forma fisiolgica del transporte de 02. Se produce al fijar 02 el hierro ferroso. La sangre puede tansportar unos 21 ml de 02 por fijar 02 el hierro ferroso. La sangre puede tansportar unos 21 ml de 02 por cada lOO ml.

Metahemoglobina (HbOH). A partir de la oxidacin de la hemoglobina. En un 0.1 % en la sangre.

Carbaminohemoglobina (HbCO2). Por fijacin de CO2

Carboxihemoglobina (HbCO). Por fijacin deCO.

Derivados de la hemoglobina:Estructuras

Hemocianina Protena con capacidad de

tansportar oxgeno que seencuentra en la sangre de losartrpodos y moluscos, y que leproporciona un color azulado.

Es funcionalmente anlogo a laEs funcionalmente anlogo a lahemoglobina de los vertebrados,aunque no tan eficaz en eltransporte de oxgeno ya que lahemocianina tiene cobre, enlugar del hierro que contiene la

hemoglobina.

Citocromos Enzimas transportadoras de

electrones son los citocromosque tienen ferroporfirina comogrupo prosttico.

Las clulas animales obtienen laenerga de los alimentosenerga de los alimentosmediante un proceso llamadorespiracin; las plantas capturanla energa de la luz solar pormedio de la fotosntesis. Loscitocromos intervienen en los dosprocesos.

Reserva

Ovoalbmina

Gliadina

Lactoalbmina Lactoalbmina

Ovoalbmina

La Ovoalbmina es laprincipal protena de laclara del huevo, ms dela mitad del total, es laovoalbminaovoalbmina

Es la protena de mayorvalor biolgico ya quetiene muchos de losaminocidos esenciales