Tema 2:

Estructura y Función de las

Proteínas (2/5)Dra. Vanessa Miguel

vanessa.miguel@ucv.ve

@bioquitips

Noviembre 2011

Universidad Central de Venezuela

Facultad de Medicina

Escuela de Medicina Luis Razetti

Cátedra de Bioquímica

• Estructura primaria.• Estructura secundaria.• Estructura terciaria.• Estructura cuaternaria.

Niveles de Organización de las Proteínas

Estructura primariaEs la secuencia de sus aminoácidos. Por convención el

orden de escritura es siempre desde el grupo amino-

terminal hasta el carboxilo final

Estructura Secundaria

Arreglos periódicos de

segmentos de la proteína

No considera grupos R

Estabilizada por puentes de

hidrógeno entre el grupo

carbonilo y el amida del enlace

peptídico

Tipos: -hélice, Lámina , giros o

plegamientos al azar

•Estabilizada por puentes

de hidrógeno.

•Entre átomos de O y NH

que forman parte del

enlace peptídico.

•Grupos R de los

aminoácidos se localizan

hacia el exterior de la

hélice

•Muy frecuente en las

proteínas globulares.

α-Hélice

α-Hélice

•Estabilizada por puentes de hidrógeno.

•Entre átomos de O y NH

que forman parte del

enlace peptídico.

•Cadena polipeptídica completamente extendida.

•Grupos R localizados por arriba y por debajo del plano de la hoja.

Hoja -Plegada

Laminas-

Estructuras supersecundarias

-hélice

hélice-giro-hélicecoiled-coil Mano EF

4 hélices

EstructuraHorquilla

Meandro

Barril

Hélice

- Rossmann

Estructura secundaria

Estructura Terciaria

Estructura tridimensional que adoptan todos

los átomos que conforman la proteína.

Involucra interacciones entre aa distantes en

la secuencia primaria de la proteína.

Estabilizada por interacciones no covalentes

Se llama dominio a regiones compactas

dentro de la estructura con funciones

específicas

Combinaciones de hélices, láminas,

con giros, inversiones,...

Estructura Terciaria

Dominios Regiones diferenciadas dentro de la

estructura terciaria que actúan como

unidades autónomas de plegamiento

Constituyen un nivel estructural intermedio

entre las estructuras secundaria y terciaria

Los dominios se pliegan por separado a

medida que se sintetiza la cadena

polipeptídica.

Es la asociación de los distintos dominios

la que origina la estructura terciaria

Dominios Piruvato Quinasa

Cuatro dominios, cada uno

representado de un color.

Estructura Terciaria

Dos tipos de estructuras

terciarias básicas:

Proteínas fibrosas,

insolubles en agua,

como la alfa queratina o

el colágeno

Proteínas globulares,

solubles en agua.

Clasificación de las Proteínas

Holoproteínas: solo contienen aminoácidos

Fibrosas (Insolubles en agua): Colágeno,

elastina, queratina

Intermedias (Estructura fibrosa pero son

Solubles) : Actina, miosina, fibrinógeno

Globulares (Son solubles): Albuminas,

globulinas, histonas

Heteroproteínas: aa y otros compuestos no

proteicos. Ej: Lipoproteínas, Fosfoproteínas,

Glucoproteínas, Nucleoproteínas

Calmodulina

Estructura Cuaternaria

Formadas por la unión mediante enlaces no

covalentes de dos o más cadenas

polipeptídicas

La estructura cuaternaria debe considerar:

(1) El número y la naturaleza de las distintas

subunidades o monómeros que integran la

proteína

(2) La forma en que se asocian en el espacio

para dar lugar a la proteína.

Inmunoglobulina G

Inmunoglobulina

La molécula de IgG está formada por cuatro

cadenas polipeptídicas: dos cadenas pesadas

idénticas de 44o aa (H1y H2)y 2 cadenas

livianas iguales de 220 aa (L1 y L2).

El plegamiento de las cadenas crea 3

dominios globulares, cada uno formado por dos

cadenas asociadas y una región bisagra que

los conecta.

Inmunoglobulina

Colágeno

Colágeno

El colágeno está compuesto por 3 cadenas

de 1400 aa que forman una triple hélice.

Presenta una secuencia típica 3 aa repetida

periódicamente: Gly-Pro-X

La glicina (R=H) permite que las 3 hélices

levógiras se asocien para formar un helicoide

dextrógiro

Hemoglobina

Hemoglobina

Tiene 4 subunidades que son 2 α y 2 que

tienen 141 y 146 aa respectivamente.

El tetrámero de la hemoglobina puede ser

considerado de un dímero de dímeros (α )1

y (α )2, unidos por interacciones

hidrofóbicas.

Cada cadena polipeptídica está unida a un

grupo prostético, el hemo, que contiene un

átomo hierro en el centro (hemoproteína)

Hemoglobina

Estructura de la Mioglobina

Estructura de la Hemoglobina

1 subunidad 4 subunidad: 2 2

1 grupo Hemo 4 grupos Hemo

Une 1 O2 Une 4 O2

Receptor de insulina

Un dominio extracelular

(extracitoplasmático),

que une al primer

mensajero (ligando)

Un dominio

transmembrana

Un dominio intracelular

(citoplasmático), con

actividad enzimática.

Estructura del complejo PE/PPE de

Mycobacterium tuberculosis

Desnaturalización

Pérdida de las

estructuras de orden

superior (secundaria,

terciaria y cuaternaria),

quedando la cadena

polipeptídica sin

ninguna estructura

tridimensional fija

Estado nativo

Estado desnaturalizado

Desnaturalización

La estructura nativa y la desnaturalizada tan

sólo tienen en común la estructura primaria. Los

demás niveles de organización estructural

desaparecen en la estructura desnaturalizada.

La desnaturalización provoca :

Cambios en las propiedades hidrodinámicas de la

proteína: aumenta la viscosidad y disminuye el coeficiente

de difusión

Disminución de su solubilidad, ya que los residuos

hidrofóbicos del interior aparecen en la superficie

Pérdida de las propiedades biológicas

Desnaturalización

Videos recomendados

Estructura de Proteínas (Protein structure)

http://www.youtube.com/watch?v=iaHHgEoa2c8

Plegamiento de Proteínas (Protein folding)

http://www.youtube.com/watch?v=fvBO3TqJ6FE

Alfa hélice

http://www.youtube.com/watch?v=eUS6CEn4GSA

Hoja Plegada (Beta sheet)

http://www.youtube.com/watch?v=wM2LWCTWlrE