Unidad I:ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS

Prof. Marvin Isaac Querales C.

ProteínasMacromolécula compuesta por una o varias cadenas

polipeptídicas, cada una de las cuales tiene una secuencia característica de aminoácidos unidos a través de enlaces

peptídicos.

-L-Aminoácidosúnicamente o conjugados con

otras biomoléculas de naturaleza no proteica

Proteínas

Clasificación de las Proteínas

Proteínas Simples

Proteínas Conjugadas

EN BASE A SU COMPOSICION QUIMICA

Clasificación de las Proteínas

Proteinas Simples:

Producen solo -L-aminoácidos después de su degradación hidrolítica.

Ejemplo: Ribonucleasa, Quimiotripsina, Seroalbúmina.

Clasificación de las Proteínas

Proteínas conjugadas: Su hidrólisis da origen además de -L-aminoácidos a un Grupo

prostético.

EJEMPLOS:

Lipoproteína -lipoproteínaLípidos

Glicoproteína -globulinasCarbohidratos

Hemoproteína HemoglobinaHemo

CLASE EJEMPLOGRUPO PROSTÉTICO

Clasificación de las Proteínas

EN BASE A SU FUNCIÓN

• Catalíticas.• Estructurales.• Transportadoras.• Contráctiles.• De defensa natural.• Respiratoria.• Represoras.• Hormonales.• Receptoras.• Transductoras de señales.• De la visión...

Niveles estructurales de las proteínas

Residuos deaminoácidos

-hélice Cadena polipeptídica

SubunidadesUnidas

Clasificación de las Proteínas

FIBROSAS:

GLOBULARES:

OLIGOMÉRICAS:

EN BASE A SU CONFORMACIÓN

Niveles estructurales de las proteínas

ESTRUCTURA PRIMARIA

Enlaces Estabilizadores: Enlaces Peptídicos

Se refiere al número y secuencia de aminoácidos de la cadena polipeptídica.

(Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu)

Niveles estructurales de las proteínas

ESTRUCTURA SECUNDARIA

Enlaces de hidrógeno (intra e intercatenario). Enlaces disulfuro.

-hélice -conformación

ENLACES ESTABILIZADORES Enlace peptídico.

Niveles estructurales de las proteínas

ESTRUCTURA SECUNDARIA

HÉLICE

Localización

Aminoácidos desestabilizadores:• Numerosas moléculas de Glu, Arg o Lys (carga).

• Asn, Ser, Thr y Leu (forma y tamaño).• Pro y hidroxiprolina.

Niveles estructurales de las proteínas

ESTRUCTURA SECUNDARIA HÉLICE • El esqueleto polipeptídico se encuentra compactamente enrollado alrededor del eje

longitudinal de la molécula.

• Los grupos R sobresalen del esqueleto helicoidal.

• Todos los enlaces CONH participan en puentes de H.

• El giro es dextrógiro.*

• Cada giro de hélice constituye 3.6 Aac.

• El giro de hélice ocupa 0.56 nm del eje longitudinal.

Niveles estructurales de las proteínas

ESTRUCTURA SECUNDARIA CONFORMACIÓN

• Enlaces de hidrógeno intracatenario o intercatenarios entre los enlaces peptídicos de las -queratinas.

• Enlace peptídico.

Niveles estructurales de las proteínas

ESTRUCTURA SECUNDARIA CONFORMACIÓN

Vista SuperiorVista Lateral

A. Paralela

Vista SuperiorVista Lateral

B. Antiparalela

Niveles estructurales de las proteínas

ESTRUCTURA SECUNDARIA

Niveles estructurales de las proteínas

ESTRUCTURA SECUNDARIA: beta queratina

Proteínas Fibrosas

-QUERATINA

Proteínas Fibrosas Desempeñan funciones estructurales

importantesen núcleo, citoplasma, etc.

La secuencia de aminoácidos es repetitiva.

Tienen un contenido muy alto de Cys.

Las moléculas individuales contienen largas secuencias de AAc. (,más de 300) que son

totalmente -helicoidales.

Son estructuras multihebra con una estructura secundaria altamente regular.

En general son elásticas y flexibles, pero se endurecen con la formación de enlaces

cruzados disulfuro.

-QUERATINA

Proteínas FibrosasCOLÁGENO

Secuencia de aminoácidos.(Gly-X-Y)

Conformación helicoidal.

Enlaces de hidrógeno intercadena.

Ordenamiento de triple hélice.

Empaquetamiento ordenado de las moléculas de

tropocolágeno.

Proteínas Fibrosas

• Aminoácidos más frecuentes en su estructura: Gly (35%), Ala (11%), Pro (12%), Hyp (9%).

• La secuencia de AAc. características es: Gly-X-Pro o Gly-X-Hyp.

• Estructura secundaria única distinta de la hélice (hélice de poliprolina tipo II).

Hélice con 3 residuos de AAc por vuelta aproximadamente.

• Hélice levógira.

• El enrollamiento superhelicoidal es dextrógiro.

• El empaquetamiento de las cadenas en la triple hélice le proporciona más fuerza de tensión que un cable de acero de idéntica sección.

COLÁGENO

Estructura Supersecundaria

Agrupamiento estable de varios elementos de estructura secundaria que se encuentran comúnmente en más de una

proteína.

Lazo -- Vértice -

Proteínas Globulares Forma compacta. Los diferentes segmentos de una cadena polipeptídica se

pliegan unos sobre otros. Denso núcleo hidrofóbico. Cumplen con una amplia variedad de funciones biológicas

dinámicas (transporte, regulación, protección, etc.)

Estructura Terciaria de las proteínas

ENLACES ESTABILIZADORES

Interacciones electrostáticas. Puentes de hidrógeno. Interacciones de Van der Waals. Enlaces disulfuro.

Enlace peptídico.

Estructura Terciaria de las proteínas

DOMINIOS

Contienen típicamente entre 100 y 150 aminoácidos continuos.

Presentan un exterior hidrófilo y un interior hidrófobo. Varios dominios en una proteína pueden estar

conectados por un segmento de la cadena polipeptídica.

Regiones compactas semi-independientes que poseen una geometría compacta característicaCaracterísticas

Estructura Terciaria de las proteínas

PLEGAMIENTO ASISTIDOProteínas que facilitan el ensamblaje adecuado de la estructura proteica. Chaperonas Moleculares: Facilitan rutas de plegamiento correctas. Favorecen el microentorno para que tenga lugar el

empaquetamiento. Bloquean el plegamiento de determinadas proteínas

que deben permanecer desplegadas para atravesar la membrana.

Ayudan al empaquetamiento cuaternario de proteínas oligoméricas.

Estructura Terciaria de las proteínas

PLEGAMIENTO ASISTIDO Chaperoninas:Necesarias para el plegamiento de muchas proteínas celulares (10-15%) que no se pliegan espontáneamente. Acopladas a la hidrólisis de ATP

Proteína Disulfuro Isomerasa (PDI):Cataliza la eliminación de intermedios de plegamiento con entrecruzamiento de enlaces disulfuro inapropiados.

Péptido Prolil cis-trans isomerasa (PPI):Cataliza la interconversión de los isómeros cis-trans de los enlaces peptídicos de Pro.

Adición de urea y mercaptoetanol

Eliminación de urea y mercaptoetanol

Estado nativo, catalíticamente activo

Estado nativo, catalíticamente activo

Estado desplegado inactivo

Desnaturalización y Renaturalización

RIBONUCLEASA

RenaturalizaciónREPLEGADO Y FORMACIÓN DE ENLACES DISULFURO

CONFORMACIÓN NATIVA

Proteínas GlobularesESTRUCTURA:

LOCALIZACIÓN

Cadena polipeptídica de 153 AAc.

Un grupo ferroporfirina o “hemo”, localizado en una hendidura de la molécula.

Estructura secundaria: todo (78%).

Curvaturas: Pro, Ser, Thr, Asn.

Muy compacta.

FUNCIÓN

MIOGLOBINA

Grupo Hem

Proteínas OligoméricasHEMOGLOBINA GLOBINA: 4 Cadenas polipeptídicas. 2 (141 Aac.) Y 2 (146

AAc) de 146 AAc. GRUPO HEMO: 4 grupos protéticos hemo (Fe++).

ESTRUCTURA:

LOCALIZACIÓN

Estado T

FUNCIÓN.

Estado R

Proteínas OligoméricasESTRUCTURA CUATERNARIAENLACES ESTABILIZADORES

• Puentes de Hidrógeno.

• Interacciones Electrostáticas.

• Interacciones de Van Der Waals.

• Enlaces disulfuro.

• Enlace peptídico.

Geometría de la Coordinación del

Hierro en la Oxihemoglobina

HEMOGLOBINATransición Cooperativa de la Hemoglobina

Eritrocito en un capilar tisular

Eritrocito en un capilar pulmonar

Retorno Venoso

Sistema Arterial

H2O + CO2

H2CO3

HCO3 + HbH + O2

Anhidrasa Carbónica

HbO2

H2O + CO2

H2CO3

HCO3 + HbH + O2

Anhidrasa Carbónica

HbO2

-

-

Procedente del catabolismo

CO2

HCO3 Cl-

Cl-

HCO3Cl-

Cl-Procedente del aire inspirado

A las células para reacciones

Espiración

Efecto del pH y la Concentración de CO2, sobre la afinidad del O2

por la Hemoglobina

Pulmones

VENAS ARTERIAS

OXIHEMOGLOBINADESOXIHEMOGLOBINA

Mioglobina

PAPEL DE LAS GLOBINAS EN EL TRANSPORTE Y

ALMACENAMIENTO DE OXÍGENO

Curva de Disociación O2-Hb

pH=7,4

Tejiidos Pulmones

Curva de Disociación O2-Hb

2,3 BISFOSFOGLICERATO

Muchas Gracias!!!!

“ Sólo aquel que tiene la mente Positiva es el que permanece inmune a la enfermedad”

Thomas Hamblin