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7/31/2019 bloque1mapasytablas-090625224531-phpapp02

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Tablas y mapas conceptuales

Autor: Maestro en CienciasBioqumicas Genaro Matus

El resumen de todo el curso, ordenado, sintetizado y jerarquizado


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FUNDAMENTOS DE

BIOQUMICA


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La bioqumica y los seresvivos:Bioqumica: Disciplina donde

interaccionan la qumica y labiologa, haciendo uso de

herramientas de fisicoqumicapara explicar la vida en trminosmoleculares y cinticos.

Su objetivo principal es descubriry describir en trminosmoleculares los procesos y los

mecanismos que constituyen lavida.

Se distingue por estudiarenzimas y caracterizar rutasmetablicas.

Ser vivo: Aquel que estaformado por al menos una clula.

Caractersticas de los seres vivos:1.Organizacin estructural y funcional,2.Membrana plasmtica.3.Compuestos por CHONSP(biolelementos).4.Biomoleculas: Ac. Nucleicos,azcares, lpidos y protena.5.Metabolismo (Ana y Cata)6.Diferenciacin.7.Irritabilidad y taxis,8.Usan ATP o anlogo energtico.

Cualidades mas evidentes:1)Capacidad de autorreplicarce.2)Permanecen ordenados en el medio.3)Adaptacin y evolucin.

Clula: Unidad mnima,

estructural, funcional, fisiolgica,evolutiva y anatmica de losseres vivos.

Estructura celular:Protenas 70%Ac. Nucleicos 15%

Lpidos 9%Azucares 5%Sales 1%

-Posee organelos con funcionesasociados.

Dos tipos estructurales:a) Procarionte (sin ncleo, gralmentepequeas)

b) Eucarionte (nucleado, ms grande yms complejo)

Entidades acelulares:-Priones (slo protena)-Viroides (slo RNA)-Virus (Ac. Nuclecos + protena ylpido)


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Bioelementos y enlacesNivel: Comentario: Elemento:

Primer nivel Los ms abundantes en todos los organismos (ms del90 %).

C,H, O, N.

Segundo nivel Mucho menos abundantes, pero se encuentran en todoslos seres vivos (5-8 %)

Ca, Cl, Mg, P, K, Na y S.

Tercer nivel Metales en pequeas cantidades presentes en todos losorganismos, pues son esenciales para la vida (1-2 %).

Co, Cu, Fe, Mn y Zn.

Cuarto nivel

Se encuentran o son necesarios en algunos organismosen cantidades mnimas (menos del 1 %).

Al, As, B, Br, Cr, F, Ga, I, Mo, Ni,Se, Si, W, y V.

Funciones:

CelularOrgansmica


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Bioelementos-biomolculasBiomolcula: Funcin Principal Funciones

SecundariasCarbohidratos Fuente principal para captacin

y almacenamiento de energa.Componente estructural de lasparedes celulares de Hongos yPlantas, adems del glucocalixde Bacterias.

Lpidos Elementos estructurales de las

membranas biolgicas.

Fuente de carbono y energa.

Protenas Elementos estructurales,enzimas, hormonas.

Acarreadores, transductores deenerga, anticuerpos,generacin de impulsosnerviosos, contraccinmuscular.

cidos Nucleicos Entidades portadoras de lacarga gentica.

Transferencia de energa ysealizacin intracelular.


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Tipos de enlace

Enlace

Electronegatividad

Electronescompartidos

o Covalente

o Inico

o

Sencillo

o Doble

o Triple

Ideal No polar Polar Coordinado

Hibridacin

o S S

o S P

o P P


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Las combinaciones del carbono con otros elementos,como el O, H, N, etc., permiten la aparicin de GRUPOS

FUNCIONALES


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Las fuerzas de atraccin intermolecular seconsideran como interacciones largas de carcterdbil y son posibles debido a las fuerzaselectrostticas que se generan entre polos opuestos,de dos molculas idnticas o diferentes.

Las fuerzas intermoleculares

a) Fuerzas Inicas

b) Fuerzas in-dipolo

c) Fuerzas dipolo-dipolo

d) Fuerzas dipolo-dipolo inducido

e) Fuerzas dipolo inducido-dipoloinducido

f) Fuerzas hidrofbicas


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BIOQUIMICABIOQUIMICA

BIOMOLECULASBIOMOLECULAS

CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOS

LIPIDOSLIPIDOS

PROTEINASPROTEINAS

ACIDOS NUCLEICOSACIDOS NUCLEICOS

BIOELEMENTOSBIOELEMENTOS

Es la ciencia que estudialas reacciones qumicasde los seres vivos

Es la ciencia que estudialas reacciones qumicasde los seres vivos

ENLACES QUIMICOSENLACES QUIMICOS

IONICO

IO

NICO

CO

VALENTE

CO

VALENTE

M

ETALICO

METALICO

CARGAS ELECTRICASCARGAS ELECTRICAS

ELECTRONEGATIVIDADESMUY DISTINTAS

ELECTRONEGATIVIDADESMUY DISTINTAS

COORDINADO :IDEAL

POLARNO POLAR

No hay carga neta

COORDINADO :IDEAL

POLARNO POLARNo hay carga neta

Modelo dela nube o

del marde electrones

Modelo dela nube o

del marde electrones

Clula Caractersticasde seres vivos.Clula Caractersticasde seres vivos.

Fuerzas intermolecularesElectrostticas e

Hidrofbicas


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Reacciones en la clula =Metabolismo

Concepto: Definicin: Funciones y caractersticas:

Metabolismo Conjunto global dereacciones qumicas queocurren en un ser vivo.

1.Obtener energa qumica del entorno.2.Adquirir materiales del entorno y hacerlos propios.3.Transformar los precursores monomricos enpolmeros.4.Construir un mapa metablico dinmico en cadaestado celular.

Catabolismo Conjunto de vasdegradativas para obtenermateriales y energa.

Degradativa, oxidativa, generador de energa, aportamateriales, vas convergentes.

Anabolismo Conjunto de vas sintticasque consumen energa ymateriales del catabolismo.

Sinttica, reductora, consumidora de energa, vasdivergentes.


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Reacciones qumicas: Se pueden clasificar con base en doscriterios:

Molecular. Considerando el nmero demolculas que deben reaccionar para formarlos productos.

Uni-uni; Uni-Bi, Bi-Bi, etc.

Cintico (velocidad). Segn la dependenciade la velocidad de la reaccin y laconcentracin de los sustratos.

Orden 1: la velocidad depende de la conc de un sustrato. Orden 2: la velocidad depende de la conc de 2 sustratos.

Pseudoprimer orden: Es bimolecular pero la velocidaddepende de la conc de un sustrato. Orden cero: la velocidad es independiente de la conc de

cualquier sustrato.

Se pueden clasificar con base en doscriterios:

Molecular. Considerando el nmero demolculas que deben reaccionar para formarlos productos.

Uni-uni; Uni-Bi, Bi-Bi, etc.

Cintico (velocidad). Segn la dependenciade la velocidad de la reaccin y laconcentracin de los sustratos.

Orden 1: la velocidad depende de la conc de un sustrato. Orden 2: la velocidad depende de la conc de 2 sustratos.

Pseudoprimer orden: Es bimolecular pero la velocidaddepende de la conc de un sustrato. Orden cero: la velocidad es independiente de la conc de

cualquier sustrato.

Son cambios,transformaciones orearreglos a nivel molecularde la materia Implican laformacin o ruptura deenlaces.

Son cambios,transformaciones orearreglos a nivel molecularde la materia Implican laformacin o ruptura deenlaces.

Reactivos Productos (irreversibles)Reactivos Productos (reversibles)

En las reacciones reversibles hayconcentraciones de reactivos yproductos que conducen alequilibrio (igualdad en lasvelocidades de aparicin de

productos y reactivos).Keq = [C] [D]

[A] [B]

En las reacciones reversibles hayconcentraciones de reactivos yproductos que conducen alequilibrio (igualdad en lasvelocidades de aparicin de

productos y reactivos).Keq = [C] [D]

[A] [B]


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PRINCIPIOS DE

TERMODINMICA


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Disciplina que se encarga de estudiar la interacciDisciplina que se encarga de estudiar la interaccin den de

la materia y la energla materia y la energa a nivel macrosca a nivel macroscpico.pico.

Ley cero Primera ley Segunda ley Tercera ley

2 cuerpos condistinta

temperaturatienden a

homogeneizarsu energa

cintica

La energa nose crea ni se

destruye solose transforma o

transfiere

Tendencia delos sistemas a

entrar enestados de

mayor desorden(entropa)

La entropa esnula en el cero

absoluto

SistemasSistemas

Conjunto ordenado de elementoscuyas propiedades se interrelacionan

Fronteras Clasificacin

Trmicas y adiabticas

Permeables eimpermeables

Rgidas y mviles

Heterogneos

Homogneos

Aislados

Intercambia materiaenerga y trabajo

No intercambiatrabajo, energa ni

materia

Intercambia trabajo,energa pero no

materia

Abiertos

Cerrados


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Termodinmica: Tabla integrativaConcepto: Definicin: Valores: Tipo de reaccin: Nombre:

Energa librede Gibbs (G)

Mxima cantidad de energadisponible para realizar un trabajo.Seala si requiere o libera energa.

G >> 0 (+)Keq 1

Espontnea Exergnica

Keq = Prod / React G = 0Keq = 1

Isorgnica

Entalpa Calor liberado durante una reaccinqumica (presin constante).

H + Entlpicamente nofavorecida

Endotrmica

U = q-w = U + P VU = q = H (si PV es despreciable)

H - EntlpicamenteFavorecida

Exotrmica

H = 0 Isotrmica

Entropa Medida de desorden. S + Entrpicamente

favorecida

Incrementa el

desorden

S = qp rev/ T S - Entrpicamente nofavorecida

Disminuye eldesorden

S = 0 No cambia el orden


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EL AGUA EN BIOQUMICA


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1. Soporte o medio de solvatacin (solubilizacin ydispersin) donde ocurren las reaccionesmetablicas.

2. Amortiguador trmico (clula, organismo, sistema,bioma, planeta).

3. Transporte de sustancias polares y aislamiento deentidades apolares.

4. Regulador del equilibrio hidroelctrico.5. Lubricante, amortiguadora del roce entre rganos.6. Medio de circulacin que favorece la turgencia.7. Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos.8. Puede intervenir como reactivo en reacciones del

metabolismo, aportando hidrogeniones (H+) ohidroxilos ( OH - ) al medio (papel bivalente

anftero).9. Alta constante dielctrica.10. Genera eventos de smosis (flujos de agua a

favor de un gradiente).

FUNCIONES DEL AGUA


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El agua en el cuerpo humano

Tejido: Proporcin de agua

en el tejido (%):

Pulpa dentaria 0.2

Esmalte dentario 10

Esqueleto 22

Tejido adiposo 30

Tejido conjuntivo

elstico

50

Piel 71

Hgado 71.4

Cerebro 73.33

Pncreas 73.68

Msculo esqueltico 76

Corazn 78

Tracto gastroin testin al 79 .07

Sangre 79

Tejido conjuntivo 80

Riones 80

Bazo 83.74

Pulmones 83.74

Tejido Distribucin

en el cuerpo (%):

Msculo 50.8

Esqueleto 12.5

Piel 6.6

Sangre 4.7

Tracto gastrointestinal 3.2

Hgado 2.8

Cerebro 2.7

Pulmones 2.4Tejido adiposo 2.3

Riones 0.6

Bazo 0.4

Resto 11

Total: 100


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El agua en el cuerpo humano

Embrin (meses): Proporcin de

agua en el

embrin (%):

1 97

2 96

3 944 92

5 87.5

6 85

7 83

8 81

Recin nacido 75

Edad (aos): Proporcin

total (%):

30-39 64

40-49 6050-59 58

60-69 55

70-79 53

80-89 52

90-99 51


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El agua como una entidad polar

Cul es la relevancia de esta entidad tetrapolar?Cul es la relevancia de esta entidad tetrapolar?


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Propiedades del agua:Concepto: Definicin:Calora Cantidad de calor necesaria para elevar en un grado la

temperatura de un gramo del cuerpo o sustancia sin que cambiede fase o estado de agregacin (en el intervalo de 14.5 y 15.5C).Calor especfico: 4.184 J/g.C.

Capacidad calrica Medida de la capacidad de absorcin de calor por una sustanciasin cambiar su estado de agregacin.

Conductividad trmica Capacidad de las molculas de agua para transferir el calor.

Calor latente detransformacin

Cantidad de calor necesario para hacer pasar una sustancia sinvariacin en su temperatura, del estado slido al estado lquido(calor latente de fusin), o del estado lquido al estado de vapor(calor latente de vaporizacin o de ebullicinebullicin-540 cal a 20C).

Constante dielctrica () Capacidad que tiene el agua para conducir una corriente elctricaentre dos placas metlicas cargadas.F = k q1 q2 / r2 F = k q1 q2 / r2

smosis Difusin del agua (flujo a favor de un gradiente).


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La estructura atmica dicta el arreglointermolecular


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La fuerza de los puentes de HDepende de:

1. La diferencia deelectronegatividades.

2. El arreglo espacial de los

tomos donadores y aceptores delos puentes de hidrgeno.

3. La distancia entre los ncleosde los aceptores y donadores.

4. El medio de solvatacin donde

ocurran los puentes.

Un tipo particular de interaccin dipolo permanente-dipolo permantente


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La tensin superficial del agua

Las fuerzas decohesinintermolecularespermiten la tensinsuperficial de lossolventes lquidos.


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La interfase agua-aire

Adems, la evaporacin absorbe energa e impide que se eleve nuestra temperatura

La clave esten los puentesde hidrgeno.

Hay unefectosinrgico,cooperativoen las redes.


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Estados de agregacin del agua

En el hielo se forman cristales con arreglos peridicos de puentes de H que establecendistancia constantes entre las molculas de agua. En el agua lquida las molculas searreciman e incrementa la densidad relativa de la sustancia (lquido asociado)


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Medio de solvatacin y dispersin


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Soluciones valoradas

Unidades: Frmula: Unidad: Obtencin:


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La presin osmtica

Presin osmtica = = i MRTdonde es la presin osmtica medida en atmsferas;i es elfactor de vant Hoff que refleja la ionizacin de los solutos;M es la molaridad de la solucin (nmero de moles / litro de solvente);R es la constante de los gases (0.082 L atm / K mol);T es la temperatura medida en K.


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Osmolaridad vsTonicidad

Osmolaridad: Medida cuantitativa de la cantidad de osmol por unidad de volumen.

Tonicidad: Medida cualitativa de la cantidad de solvente por soluto en unasolucin.


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Si se ponen eritrocitos en una solucinhipertnica, los eritrocitos se deshidratan en unfenmeno llamado crenacin.

Si se ponen en una solucin hipotnica, loseritrocitos se llenan de agua y eventualmente serompen se hemolizan-.

En una solucin isotnica, los eritrocitosconservan sus propiedades y su forma.

En algunas enfermedades como la desnutricino mal funcionamiento renal, la presin osmticaes menor y se produce edema.

En biologa tenemos membranas que sonsemipermeables o selectivamentepermeables, es decir, slo permiten el pasode algunos solutos o slo del disolvente.

El movimiento de iones o molculaspequeas a travs de membranas

selectivamente permeables se llamadilisis.


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La presin osmtica


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Distribucin del agua

Localizacin: % DE PESO CORPORAL % DE DISTRIBUCIN

Intracelular 30-40 % 42.85-57.14 %

Intersticial 15 % 21.42 %

Plasma y fluidostranscelulares

4.5 % 6.4 %

Agua total 70% 100 %

Los fluidos transcelulares incluyen los fluidos gastrointestinales,peritoneal, sinovial, lquido cefalorraqudeo, entre otros.

La composicin electroltica del lquido intracelular (LIC) y del lquidoextracelular (LEC) difiere notablemente.


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Equilibrio hidroelctrico


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TiposLiquido- LquidoLiquido- Solido

Unidades de ConcentracinUnidades de Concentracin

Disoluciones

AlgunasPropiedades

Porcentaje en masa % :% masa de soluto =masasto/(masa sto + masa dis) X 100

Molaridad (M)M = moles de sto/litro dedisolucin (mol/L)Molalidad (m). M = moles desto/ masa de dis (mol/Kg)Normalidad (N)N = No. Equivalentes sto/litrode dis. OsmolaridadOsM= osmoles/ L (mOsm/L)

Fuerza que tienen las molculasde disociarse

pH y pOHMedida de Acidez

o Basicidad

pH y pOHMedida de Acidez

o Basicidad

El logaritmo negativo de laactividad de los iones de

hidrxidopOH= log10.[OH

]

Presinosmtica

EquilibrioQumico

La necesaria para detener elflujo de agua a travs de lamembrana semipermeable

Teora clsica o deArrheniusEn disolucin acuosa: cido es una sustancia que sedisocia produciendo H+.Bases es una sustancia que sedisocia produciendo iones hidrxido,OH-.

Mezcla Homognea las partculas del soluto seencuentran dispersas entre las molculas del

disolvente.

Concentracin de iones ocationes hidrgeno [H+]

presentes en determinadasustancia

Teora de Brnsted y Lowry.cido es una sustancia capaz de

ceder un protn (a una base). Base es una sustancia capaz deaceptar un protn (de un cido).

Teora de Brnsted y Lowry.cido es una sustancia capaz de

ceder un protn (a una base). Base es una sustancia capaz deaceptar un protn (de un cido).

El agua est disociada en iones OH y H+, tenemos que:Kw = [H

+][OH]=1014

Kw es una constante conocida como productoinico del agua.Por lo tanto,

log Kw = log [H+] + log [OH]

14 = log [H+] + log [OH]14 = log [H+] log [OH]

pH + pOH = 14

Teora de LewisBases las sustancias que tienen unpar de electrones no compartidos quepueden cedercidos aquellas sustancias que soncapaces de aceptar el dobleteelectrnico

Teora de LewisBases las sustancias que tienen unpar de electrones no compartidos quepueden cedercidos aquellas sustancias que soncapaces de aceptar el dobleteelectrnico

Estado de un sistema enel cual no se produceningn cambio netoadicional

Estado de un sistema enel cual no se produceningn cambio netoadicional


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cidos y bases

Arrhenius Lowry-Brnsted Lewiscidos Toda sustancia que al

disociarse en aguagenera iones Hidronio oHidrogeniones (H3O)+

Cualquier molcula queal disociarse o entrar enuna reaccin qumica,aporta protones (H+)

Cualquier tomo omolcula que recibeelectrones (e-) alentrar en

combinacinqumica.Base Todo agente que al

disociarse en agua,genera iones oxidrilo oHidroxilo (OH)-

Cualquier reactivo querecibe protones (H+)

Cualquier materialque ceda electrones(e-).


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Ionizacin del agua

11

55

22

33

44


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Escala de pH


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cidos y bases fuertes

Aplicar log de la conc. Molar.cidos: Bases:CIDO FUERTE: aqul que se ioniza porcompleto o casi por completo, para donartodos sus protones.

El resultado de aadir un cido fuerteel agua, es un gran aumento en laconcentracin de iones hidronio.

CIDO DBIL: Se ioniza slo parcialmenteen agua para donar sus protones.

La adicin de un cido dbil al agua,

da por resultado slo un pequeo aumentoen la concentracin de iones hidronio.

BASE FUERTE: Tiene una gran atraccinpor los protones. Ion hidroxilo.

BASE DBIL: Tiene una dbil atraccin yslo un pequeo porcentaje de susmolculas aceptar protones. Amoniaco.

Si un cido es fuerte, su base

conjugada ser dbil. Mismo caso para las bases.


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cidos dbilesNo se disocian completamente en agua. Por loque para calcular el pH conviene aplicar lafrmula:

Recordar que: K i = Ka o Kb = (Keq)([H2O])


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Amortiguadores fisiolgicos:Amortiguador: pKs: Localizacin:H2CO3-HCO3- 6.1 Plasma.

H2PO4-HPO4-2 7.21 Interior celular.

HbH-Hb- y HbOH-HbO- 7.9 y 6.7 Eritrocito. Rico en Histidina.

Aminocidos (COOH-COO- y NH3-NH2) 1.98-2.28 Plasma.


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Valores normales del Eq. cido-base

pH = 7,35 - 7,45

pCO2 = 40 mm Hg

Bicarbonato = 21 - 23 mEq/l. Es elbicarbonato real que contiene la sangreanalizada.

Bicarbonato Standard = 23 mEq/l. Es lacantidad de bicarbonato que tendra lasangre si su pCO2 es de 40 mm Hg.

Buffer base = 45 - 55 mEq/l. Expresa lacantidad total de bases que contiene lasangre analizada.

Exceso de bases = +/- 2 mEq/l. Indica elacumulo de cidos o bases que se haproducido en un momento determinado.


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Compara: Alcalosis


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Compara: Acidosis


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ACIDOSIS ALCALOSIS

metablica respiratoria metablica respiratoria

Compensacin

respiratoria

Compensacin

renalCompensacin

respiratoria

Compensacin

renal

< 7.4 >7.4

HCO3- 40mm Hg HCO3- >24mEqPCO2 40mm Hg HCO3

-


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LOS 20 AMINOCIDOS

ESTNDAR


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Descripcin qumica de los -aminocidos

En la forma bipolar de un aminocido el grupo aminoest protonizado (-NH3) y el grupo carboxilo est

disociado (-COO-).

A esta forma se le llama zwiterion


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El punto isoelctrio de los a.a

Punto isoelctrico: Sitio de lacurva de titulacin donde losaminocidos no muestran unacarga neta (son neutros).

El pK se obtiene utilizando los pK quedeterminan la forma neutra del a.a.


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El punto isoelctrico de los a.a


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Devlin


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Devlin


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Mckee

Cuidado conestos errores

garrafales enlos libros.


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Leeningher


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StryerAlifticos Con azfre

Aromticos Cclicos Hidroxilados

Con carga positiva Con carga negativa y derivados


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Aminocidos:Aminocido: Caracterstica: Detalle:

G, Gly nico que no tiene carbono asimtrico(quiral).

El ms pequeo y presenta menosimpedimentos espaciales (estricos).

P, Pro Aminocido hetrocclico Iminocido, colgena (hidroxilado)

H, His Su pK es de 6.0 por tanto permiteamortiguar cambios a pH fisiolgico.

Es abundante en la hemoglobina, grupoimidazol.

C, Cys Forma puentes disulfuro en las cistinas. Es el nico mercaptoaminocido.

W, Trp Aminocido ms voluminoso, aromtico,planar y fluorescente (280 nm).

Ms conservado en la estructuraproteica.

Y, Tyr Aromtico e hidroxilado Hidroxifenilalanina.

M, Met Segundo aminocido azufrado. Iniciador de protenas (esencial).


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Olguita tena un gato llamado triptofano pues era


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a.a. Esenciales: Aquellos que un

organismo dado no puede producir encantidades suficientes para cubrir susnecesidades y debe obtener de la dieta.

a. a. No esenciales: Aquellos que unorganismo dado puede producir encantidades suficientes para cubrir susnecesidades de sntesis de protenas yde otros metabolitos.

Quines son?

Aromticos: F,WPositivos: H, K, NHidrofbicos: V, I, LHidroxilado: TIniciador: M


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EL ENLACE PEPTDICO Y

ESTRUCTURA DE PROTENAS


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El enlace peptdico

A principios de 1950 LinusPauling y Robert Coreydescubri que los enlaces C-N que unen cada dosaminocidos son ms cortosque otros tipos de enlaces C-N.

Convencin para escribirpolipptidos: NH3-COO-.


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Comparemos con enlaces orgnicos


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El enlace peptdico


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Impedimentos estricos


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Los ngulos de giro y

La posibilidad de rotacinalrededor del enlace entre elnitrgeno y el carbono a de lacadena principal constituye elngulo fi () y la rotacin entre elcarbono a y el carbono carbonlicoconstituye el ngulo psi ().


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El ngulo omega ()

El enlace peptdico es llamado tambin enlace omega () y n opermite la posibilidad de rotacin por poseer caractersticas parcialesde doble enlace.

El enlace C-N se denomina


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Los grficos de Ramachandran

Mapa de conformacin proteica para la poli-L-alanina


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Abundancia de las estructuras

Una visin complementariaacerca de la conformacinde las protenas procededel hallazgo de que losdiferentes aminocidos sepresentan con frecuencias

distintas en las -hlices,lminas y giros .

Las probabilidades de Chou y Fasman:

F = n /nc

Las probabilidades de Chou y Fasman:

F = n /nc


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La estructura primaria

La estructura primariase refiere a la secuenciade residuos deaminocidos unidos

covalentemente que soncodificados por un gen ytambin dicta lalocalizacin de lospuentes disulfuro, si loshubiere.


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La estructura secundaria

La estructura secundaria sedefine como la conformacinlocal del esqueleto deresiduos de aminocidos.

Est relacionada con elordenamiento espacial de losresiduos de aminocidosprximos entre si en lasecuencia lineal.

Algunas de estas relacionesestricas son de naturalezaregular originando unaestructura peridica.

Se incluyen en las estructurassecundarias las hlices ,lminas , giros y hlices decolgeno.


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Los motivos o estructuras supersecundarias

Los motivos o estructuras supersecundarias hacen referencia alos agrupamientos peridicos de estructuras secundarias.


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Los dominios

Los dominios se refieren las repeticiones estructuradas o peridicas de lasestructuras supersecundarias dentro de una protena.

Para algunas protenas este nivel se corresponde, es igual, al de laestructura terciaria.


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Dominios vsclases estructurales

/


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La estructura terciaria

La estructura terciaria se refiere al ordenamiento espacial de residuos deaminocidos alejados en la secuencia lineal. Algunos autores refieren quela lnea divisoria entre las estructuras secundarias y terciarias es un asuntode preferencias personales.


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La estructura cuaternaria

Las protenas que poseen ms deuna cadena polipeptdica puedenpresentar un quinto nivel deorganizacin estructural:

La estructura cuaternaria se

refiere al ordenamiento espacialde las subunidades y naturalezade los contactos mutuos queexisten entre las estructurasterciarias. Las cadenas integrantesde una protena polimricapueden ser idnticas o diferentes y

originan homo yheteropolmeros.


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Estructura supercuaternaria(supercomplejos)

CI CIVCIII CV

En la teora del estado slido de lamembrana mitocondrial interna loscomplejos estn asociadospermanentemente formandosupercomplejos


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Gigacomplejos mitocondriales

El arreglo estructural (tridimensional) de los multicomplejos F1-F0 de las mitocondrias esdictado por protenas reguladoras que conducen a la aparicin de gigacomplejos proteicos.Este es un ejemplo de orden superior a estructura supercuaternaria.


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Estructura supramolecular

bacteriophage T4

Tobacco mosaicvirus

Filamentos intermedios

microtubulosFilamentos de actina

cromtida

N d l


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No nos perdamos en losdetalles

Esto es lo que te preguntarn en el departamental

N d l


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No nos perdamos en losdetalles


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Las estructuras helicoidales

Cuando una cadenapolipeptdica experimenta un girode la misma magnitud alrededorde cada uno de sus tomos deC, adopta una conformacinhelicoidal. Para especificar losngulos y , una hlice puede

caracterizarse por:

El nmero n de unidadespptido por vuelta de la hlice,

El paso de rosca p, que es ladistancia que indica el ascenso

de la hlice a lo largo de su ejeen cada vuelta; y por El giro o quiralidad de la

cadena.


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La hlice -Dextrogira (3.613)

Es dextrgira, Presenta ngulos de torsin

= 57 y = 47 ,

n = 3.6 residuos por vuelta y p = 5.4

Producto de traslacin(avance lineal) pordipptido: 1.5

Es estabilizada por puentesde hidrgeno intra-catenarios.


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Otras hlices

Ejemplos de hlices alternativaspresentes en las protenas sonlas cintas 2.27, la hlice 3.010 y lahlice (4.410), que se describencon la notacin nm, en donde:

o n es el nmero de unidades

por vuelta y,o m es el nmero de tomos

(incluido el H) en el anillocerrado por el puente dehidrgeno.


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Las estructuras laminares

Este elemento estructural secaracteriza por que:

La cadena de polipptido estcasi totalmente extendida, y

Los puentes de hidrgenopueden formarse entre variascadenas o dentro de unamisma cadena.

Los residuos enlazadospresentan una distancia axialde 3.5

Es estabilizada por puentes dehidrgeno intra o intercatenarios.


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Resumen de las caractersticas


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Resumen de las caractersticasrelevantes de las estructuras

secundarias

Existen otras estructuras secundarias relevantes.


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Otro tipo de lminas

A classical beta-bulge in chymotrypsin


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Los giros o vueltas

Los giros o vueltas en reversa sonelementos importantes de laestructura secundaria por dosrazones:

1. Invierten la direccin de la cadenapolipeptdica principal.

2. Conectan regiones de estructura

secundaria ms regular (hlices ylminas ).

Un tipo de giro muy comn enmuchas protenas es el giro ,tambin llamado vuelta en horquilla,que conecta polipptidos en forma

antiparalela para formar estructurasen hoja Involucra cuatro residuos de

aminocidos.


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Giros


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Giros y ms giros

No todotermina all


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Los bucles

Casi todas las protenas con msde 60 residuos de aminocidoscontienen uno o ms bucles de 6a 16 residuos que no soncomponentes de hlices o dehojas y cuyas distancias entre losextremos son menores de 10 .

Los bucles pueden contenergiros de inversin son entidadesglobulares compactas porque suscadenas laterales tienden a llenarsus cavidades internas.


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Clasificacin de las protenasCriterio: Solubilidad

Albminas: solubles en agua y en sulfato deamonio semisaturado,

Globulinas: insolubles en ambos casos perosolubles en disoluciones diluidas de sales,

Escleroprotenas: que son insolubles salvo que seles destruya.

Criterio: composicin qumica Protenas simples. Cuando estn compuestas

casi exclusivamente por aminocidos,

Protenas conjugadas. Que tienen adems deresiduos de aminocidos uno o ms gruposprostticos de naturaleza glicdica, lipdica,inorgnica


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Clasificacin de las protenas

Criterio: Estructura Fibrosas. Cuando se encuentran arrolladas

longitudinalmente,

Globulares. Si toman una forma esferoidal o en ovillo.

Criterio: Funcin biolgica

Enzimas o catalizadores especficos, Inmunoglobulinas o protenas de defensa, Protenas trasportadoras y de almacenamiento, Protenas de membrana, Protenas contrctiles, Protenas de soporte mecnico, Protenas asociadas al super-empaquetamiento de DNA Hormonas, Etc.


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Niveles estructurales de polipptidosProtenas: Polmeros de residuos de aminocidos.

Enlace peptdico Enlace amida, con 40 % de carcter parcial de doble enlace.

E. Primaria Secuencia lineal de residuos de aminocidos unidos por enlaces amida(peptdicos) y puentes disulfuro. Slo esta estructura permanece luegode la desnaturalizacin trmica.

E. Secundaria Arreglo peridico de residuos de aminocidos cercanos en la estructuraprimaria. Estabilizado por puentes de hidrgeno inter e intra catenarios.

E. Supersecundariao motivo

Arreglo de estructuras secundarias.

Dominio Regin con independencia o autonoma que puede ser estructural,gentica o funcional.

E. Terciaria Estructura global del polipptido, puede incluir ms de un dominio. Esestabilizado por a) puentes de hidrgeno, b) fuerzas de Van der Waals,

c) puentes disulfuro y d) fuerzas hidrofbicas.E. Cuaternaria Arreglo estructural de ms de un polipptido (protmero).

E. Supercuaternaria Arreglos multiproteicos para eficientizar procesos metablicos(Respirosomas, Sintasomas, Supercomplejos respiratorios).


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Protenas de inters clnicoProtena: Caracterstica de inters clnico:

Albmina: Principal reguladora de la presin onctica (presin osmticaintravascular). Su disminucin se asocia a edema y prdidas de aguadel espacio vascular al intersticial.

Hemoglobina: Principal amortiguador proteico (rico en His) en los eritrocitos.Hemoprotena transportadora de oxgeno formada por cuatroprotmeros.

Insulina: Hormona de origen proteico que es hipoglucemiante y glucognico.

Fibringeno: Factor de coagulacin presente en plasma. Forma redes de fibrina.

Colgena: Protena ms abundante en el cuerpo humano, forma parte detendones, se caracteriza por la formacin de una superhlice caracterstica.

Mioglobina: Hemoprotena monomrica que sirve como el principal reservorio de

oxgeno.Inmunoglobulina G(IgG)

Implicada en la respuesta inmune humoral.

Casena: Principal protena de la leche.


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Enzimas de EscapeEnzimas de Escape

Enzima Srica Uso diagnstico

Aspartato transaminasa(AST o TGO)

La transaminasa ms utilizada para detectar el infarto almiocardio. Alcanza su mximo pico a las 48 hrs ypermance elevada durante 5 das.

Alanina aminotransferasa Hepatitis viral

Amilasa pancretica Pancreatitis aguda

Creatina cinasa Infarto del miocardio (primera en elevarse)Trastornos musculares agudos o crnicos

Fosfatasa cida Carcinoma de prstata

Fosfatasa alcalina Enfermedades seas

Lactato deshidrogenasa Infarto del miocardio y destruccin muscular extensa

Lipasa pancretica Pancreatitis agudaGamma glutamil transpeptidasa til para determinar dao heptico y cirrosis alcohlica.

Enzimas de


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Enzimas deEnsayo clnico


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CINTICA ENZIMTICA


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Qu son las enzimas?

Los catalizadores biolgicos presentan algunascaractersticas que los definen:

a) Son molculas de origen proteico (enzimas) o cidosnucleicos (RNA autocataltico-ribozima).

b) Pueden acelerar hasta 106 veces la reaccin.

c) Actan en condiciones de reaccin suaves (pH,temperatura y presin).d) Son altamente especficas de su sustrato y de la reaccin

que catalizan (no generan productos indeseados).e) Son regulables alostricamente (activadores e inhibidores).f) Son inducibles genticamente.


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La Especificidad

Por especificidad se entiende que laenzima es capaz de catalizar enforma selectiva ciertos sustratos.

La especificidad puede ser de dostipos:

Especificidad espacial oEstereoespecificidad. Referente a laquiralidad de los sustratos pues lossitios activos son asimtricos.

Especificidad geomtrica. Dondelas enzimas son capaces dereconocer las identidades de losgrupos funcionales.

Enzimas: tabla integrativa


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Enzimas: tabla integrativaConcepto: Descripcin:

Enzima simple Catalizadores biolgicos de naturaleza proteica construido slo por residuos de aminocidos.

Enzima conjugada Catalizador biolgico que requiere una molcula orgnica o un metal para ser activo.

Apoenzima Enzima inactiva.

Holoenzima Enzima + coenzima.

Coenzima Molcula orgnica de unin dbil.

Grupo prosttico Molcula orgnica fuertemente unida.

Vitamina Precursor de coenzima.

Cofactor Metal o derivado.

Metaloenzima Enzima que requiere de metal para ser activa.

Enzima activada por

metales

No requiere del metal para ser activa.

Parmetrosintrnsecos

Km: concentracin de sustrato con la que se alcanza la mitad de la Vmax.Vmax: Mxima velocidad de catlisis.Kcat: constante cataltica, constante de velocidad para generar productos.


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Vitaminas (precursores de coenzimas)

Se dividen en dos grupos principales:

A) Liposolubles: Se absorben junto conotros lpidos de la dieta en el intestinodelgado. Pueden almacenarse enclulas como los hepatocitos. Ejemplos

de estas son las vitaminas A, E D y K.

B) Hidrosolubles: Las absorbe el conductogastrointestinal junto con el agua y sedisuelven en los lquidos corporales.cantidades excesivas de estas vitaminasno se almacenan sino que se excretan

en la orina. Ejemplos de estas son lasvitaminas B y C.


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Coenzimas de inters metablico:


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Precursores de coenzimasVitaminahidrosoluble:

Importancia: Deficiencia:

Niacina Precursora del NAD+(trasportador de e-).

Causa pelagra, diarrea, dermatitis, anorexia y degeneracinnerviosa.

Pantotenato Precursora de la Ac. CoA.(Aceptor y donador de gruposacilo y acetilo)

Poco frecuente, pero se manifiesta como trastornosgastrointestinales y sensacin de quemaduras en extremidadesinferiores.

Folacina Forma al cido flico(trasmetilaciones)

Anemia megaloblstica macroctica y alteraciones cutneas.

Tiamina Precursor del TPP (implicado entranscetilaciones ydescarboxilaciones).

Beri beri, depresin mental, apata, caquexia, edema y fallacardiaca.

Riboflavina Precursora del flavin adeninmononucletido (FMN) y flavinadenin dinucletido (FAD).

Fotofobia (sensacin de quemadura y comezn en ojos).Queilosis (fisuras en las comisuras de los labios),descamacinexfoliativa alrededor de nariz y odos.

Piridoxina Precursora del piridoxal fosfato

(desaminacin, trasnsulfuraciny descarboxilacin).

Queiosis, anemia, irritabilidad nerviosa, convulsiones, debilidad,

ataxia, deterioro del sistema inmunolgico.

Ac. ascrbico Precursor del cidohexaurnico.

Escorbuto (degeneracin de cartlagos y paredes capilares),acompaado de dolor. Mal desarrollo de huesos y dientes.Mala cicatrizacin de herida. Hemorragia de encas, propensina contusiones. Anemia, debilidad y trastornos mentales.


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Cmo actan las enzimas?


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Cmo funcionan las enzimas?

Recuerda que hay tres tipos de agua:Clatrato (ordenacin semejante al hielo)Bulto (no asociada a la protena)Retenida fuertemente con la protena

Sitio de unin al sustrato vs sitio


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Sitio de unin al sustrato vssitiocataltico

C


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Corrijamos el librito

Eventos asociados a las 3 semi-reacciones:

Deshidratacin de la interfase Econ S. (liberacin de energa alentorno)

Catlisis y formacin del estadode transicin metaestable (estadoactivado).

Hidratacin de la interfase E con

P. (absorcin de energa cinticadel entorno).

Clasificacin de las enzimas:


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Clasificacin de las enzimas:

Significado fsico de los parmetros cinticos


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Significado fsico de los parmetros cinticos:

El grfico de Lineweaber-


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El grfico de LineweaberBurk

El grfico de dobles recprocos sirve para:a)Linealizar las hiprbolas de Henri-Michaelis-Menten y obtener con mayor presicin losparmetros Km, Vmax,b)Interpretar patrones de inhibicin.

Resumen de inhibidores clsicos:


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CINTICA NO HIPERBLICA

A d d i l i d Hill


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A deducir la ecuacin de Hill

Cmo? R = siguiendo los mismos principios de equilibrio rpido.

Vmax [S]n

S0.5n

+ [S]n

v =

C ti id d


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Cooperatividad

Cuando existe cooperatividad extrema, es decir cuando slo lasespecies E y ESn estn presentes, aplica esta ecuacin

Significado del nmero de Hill (n )


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Significado del nmero de Hill (nH)

Indica el nmero mnimo de sitos de unin que posee laprotena para ese ligando (el nmero entero superior al valordeterminado de n)

Si se conoce el nmero de sitios de unin que posee la protenapara ese ligando, indica el grado de cooperatividad en la unin.

Valores del nmero de Hill:

nH > 1 cooperatividad positiva

nH= 1 no cooperatividad

nH < 1 cooperatividad negativa

TRANSFORMACIN LINEAL DE LA


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TRANSFORMACIN LINEAL DE LAECUACIN DE HILL

v

(Vmax - v) = nlog[S] nlogS0.5log

Purificacin de protenas


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pTcnica: Principio o fundamento: Comentario:Dilisis: Separacin de sales y detergentes a partir

de un homogenado celular.No es un mtodo de concentracin deprotena o separacin de organelos.

Centrifugacin: Separacin de organelos celulares con baseen su densidad y fuerzas gravitatorias(menores a 30, 000 g).

Diferencial: Aplicacin decentrifugacines parciales con diferentesfuerzas.

Ultracentrifugacin: Aplicacin de campos centrfugos mayores a60,000 g (ms de 25,000 rpm).

Permite separar estructurassupramoleculares como ribozomas.

Precipitacin: Solubilidad de las protenas. Usa sales para precipitacin diferencial.

Electroforesis Movimiento de un cuerpo dentro de una

malla provocado por la aplicacin de uncampo elctrico.

El movimiento es regido por: a) el

tamao de la red de la malla, y b) lacarga, forma, densidad y tamao de laspartculas.

Cromatografa: Flujo de una fase mvil integrada por mezclade protenas a travs de una fase inmovilcon propiedades.

Filtracin en gel y exclusin molecular: En base del tamao, forma y densidadde las partculas.

Afinidad: Se basa en la unin a ligandosespecficos.

Hid fbi U ili hid fbi

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