ESTRUCTURA

DE PROTEÍNAS

Proteínas: • Biopolímeros

• 50% peso seco de la > de organismos.

• Versatilidad de funciones.

• Expresan la información genética.

• Secuenciación

• Const. de aa.

Clasificación:

•Enzimas

Enzimática Son las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas.

ENZIMA-SUSTRATO

PROTEASADE ADENOVIRUS

SITIO ACTIVO DE LA

CARBOXILASA

Clasificación:

•Enzimas

•Transporte

TransporteHemoglobina Hemocianina Citocromos Canales iónicos

CITOCROMOS

Clasificación:

•Enzimas

•Transporte

•Defensa

Defensa•Inmunoglobulinas •Trombina y fibrinógeno

ANTICUERPOS

Clasificación:

•Enzimas

•Transporte

•Defensa

•Reserva o Nutritivas

FUNCIONES DE PROTEÍNAS Y EJEMPLOS

Reserva

•Ovoalbúmina, de la clara de huevo

•Gliadina, del grano de trigo

•Lactoalbúmina, de la leche

•Transferrina

ALBÚMINA

TRANSFERRINA

Clasificación:

•Enzimas

•Transporte

•Defensa

•Reserva o Nutritivas

•Contráctiles y Mótiles

Actina

Clasificación:

•Enzimas

•Transporte

•Defensa

•Reserva o Nutritivas

•Contráctiles y Mótiles

•Estructurales

Receptor de LHEstructural

Como las glucoproteínas que forman parte de las membranas. •Las histonas que forman parte de los cromosomas •El colágeno, del tejido conjuntivo fibroso. •La elastina, del tejido conjuntivo elástico. •La queratina de la epidermis.

COLÁGENO

GLUCOPROTEÍNAS MEMBRANALES

Clasificación:

•Enzimas

•Transporte

•Defensa

•Reserva o Nutritivas

•Contráctiles y Mótiles

•Estructurales

•Reguladoras

Hormonal

•Insulina y glucagón •Hormona del crecimiento •Calcitonina •Hormonas troficas (LH, FSH, TSH)

FSH

TRANSDUCCIÓNDE SEÑALES

ANFÓTERO: presentar una base y un ácido al mismo tiempo (pH fisiológico).

ZWITTERION: Molécula con igual número de cargas positivas que nagativas.

C

CC

R

HNH3

+O

OAMINOÁCIDOS

1806 Asparagína Espárrago

1938 Treonina

Ac. Glutámico Glúten del trigo

Glicina Por su sabor dulce

20 aa Diferentes, Estándar,

Primarios o Normales

HIDROFÓBICOS

HIDROFÍLICOS

• Fosfoserína

• 4-hidroxiprolina

• -hidroxilisina

•N-metil-lisina

• Ac. carboxiglutamina Protrombina

Colágeno

Miosina

Aminoácidos modificados

ENANTIÓMEROS

C

C

R1

HNH3

+

OO

C

C

R1

H NH3

+

O O

Carbón

IMÁGENES ESPECULARES

L- aa D- aa

Aminoácido Rotación []D25 oC

Específica

L-Alanina + 1.8

L-Arginina + 12.5

L-Isoleucina + 12.4

L-Fenilalanina - 34.5

Ácido L-glutámico + 12.0

L-Histidina - 38.5

L-Lisina + 13.5

L-Serina - 7.5

L-Prolina - 86.2

L-Treonina - 28.5

Curva de Valoración de la Glicina

www.um.es/.../Quimica/Practica01/Practica01.htm

H3+N-CHR-COOH

2.34 H3+N-CHR-COOH H3

+N-CHR-COO-

H3+N-CHR-COO-

5.97

H2N-CHR-COO-

9.6

H3+N-CHR-COO- H2N-CHR-COO-

TITULACIÓN DEL

ÁCIDOGLUTÁMICO Glu

Equivalentes de NaOH

pKCOOH=2.19pKR =4.25pKNH2 =9.67

ESPECIALESÁCIDOSBASICOS

pK’s DE AMINOÁCIDOS

ENLACE PEPTÍDICO

EnlaceAMIDA

CC

O

NH

C

CC

O

NH

C

+

-

DipéptidoTripéptidoTetrapéptido… Oligopéptido

Polipéptido

Ionización de: Gpo. –N terminal Gpo. – C Terminal Gpo. R de los aa

H

H2N- C- COOH

R

H

H2N- C- COOH +

R

H H

N- C- COOH

R

H O

H2N- C- C

R Enlace peptídico

H2O

+

ESTRUCTURA DE PROTEÍNAS• La variedad de secuencias de aminoácidos

(proteínas) es infinita

• Una proteína de 100 aa puede tener 10020 secuencias diferentes.

• En promedio, una proteína de 300-400 aa tiene un peso molecular de 30-45 Kda (30,000 45,000 Da)

Estructura Tridimensional de las Proteínas

Hsp 70

TRANSCRIPCIÓN

TRADUCCIÓN

Ribosomacodón

Membrana nuclear

Nucleótidos

de RNACadena de

polipeptídos

Anticodón

Aminoácidos

1er. Nivel de organización

SÍNTESIS DE PROTEÍNAS

ESTRUCTURAS SECUNDARIAS

N-

-C

-C

-N

Secuencia de

aminoácidos

especificada por la

información

genética.

EXTREMOAMINO (N)

EXTREMOCARBOXILO (C)

Estructura Primaria

ESTRUCTURAS SECUNDARIAS

N-

-C

-C

-N

Plegamiento de la cadena polipeptídica formando arreglos.

Lámina Estructura Secundaria

Hélice

Hélice-GiroHélice

Giro-Hélice-Giro

Lámina

TERCIARIA: Forma globular Funcionalidad.

Estructura

ESTRUCTURAS SECUNDARIAS

N-

-C

-C

-N

Estructura Cuaternaria

Uniones de 2 o más subunidades,

monómeros o protómeros).

1.HOLOPROTEÍNASFormadas solamente por aminoácidos

2.HETEROPROTEÍNASo Proteínas ConjugadasFormadas por una fracción protéica y por un grupo no protéico, que se denomina "grupo prostético

CLASIFICACIÓN DE PROTEÍNAS

Proteína Gpo.Prostético / Característico

Ejemplo

Glucoproteínas Carbohidratos Globulina de la sangre

Lipoproteínas Lípidos Lipoproteína de la sangre

Fosfoproteínas Grupo fosfato Caseína de la leche

Hemoproteína Hemo Hemoglobina

Flavoproteína Núcleo de Flavina Succinato Deshidrogenasa

Metaloproteína Fe,

Zn

Ferritina

Alcohol Deshidrogenasa

Proteínas Conjugadas

Descubrimiento de las Estructuras Polipépt. Regulares

S. XX1930. Quim. Linus Pauling

1950´s Principios:

Difracción de Rayos X.De aa. y péptidos

1. La longitud y ángulos de enlace deberían desviarse lo menos posible de los hallados por DRX.

Gpo. péptido trans

Plano Amida

Enlace peptídico

2. Dos átomo no pueden hacercarse uno al otro a una distancia menor de la que les permiten sus radios de Van der Waals.

3. El gpo. Amida debe permanecer en un plano de conf. Trans, así es posible la rotación alrededor de los 2 enlaces adya-centes al C- de cada residuo de aa.

4. Es preciso algún tipo de enlace no covalente para estabilizar un plegado regular

Fig 6.3

Hélice Lámina

Fif. 6.4

Hélice 310 Hélice

Fig 6.5

Anillo Hélice (a derechas Hélice (a derechas Cinta plana Hélice (a izquierdas

Fig 6.3

Hélice

Fig 6.6

Fig 6.8

Representaciones de Ramachandran

A Ramachandran plot of Ala-Ala-Ala is nearly identical to the plot for Phe-Phe-Phe (which is unbranched at the beta carbon (the

employees.csbsju.edu/.../olunderstandconfo.html

2 Clases deProteínas:

FibrosasGlobulares:

Fibrosas: materiales estructurales de células y tejidos.

Forma filamentosa o alargada

La > su función: estructural.

El % en: PielTej. ConjuntivoFibras animales: pelo, seda

QueratinaFibroina

ColágenoElastina

A.A. -Queratina Fibroina Colágeno Elastina (lana) (Seda) (Tendón de Bovino) (Aorta Porcina)

QueratinasQueratina

Queratina

Estructura de lámina

Plumas de Aves Escamas de Reptiles

Fibroína

Colágeno

Fig.: Osteoblastos sobre un ribete de osteoide. El osteoide se observa como un material finamente fibrilar de color gris y por debajo del mismo se situa el hueso mineralizado en color negro (Microscopía electrónica x 3400).

ColágenoTropocolágeno

Elastina

Ligamentos

Vasos Sanguíneos

Edo. Relajado

Estiramiento

Monómero de elastina

Entrecruzamiento

Actina y

Miosina

Tubulina

Globulares:.

La cadena se encuentra plegada localmente formando una estructura secundaria (helice , lámina , etc.), a su vez estas regiones se pliegan unas sobre otras, para formar la estructura terciaria.

ESTRUCTURA TERCIARIA

ADENILATO CINASA

Modelo de Relleno Modelo de cintas

                                                                                      

                  

Modelo de RellenoModelo de cintasModelo esquelético

Miohemeritrina Prealbúmina

Piruvato quinasa, dominio 1

Hexoquinasa, dominio 2

a) Predominantemente hélice

Proteína de la cubierta del virus del mosaico de tabaco Inmunoglobulina, dominio V2

b) Predominantemente lámina c) Hélice y lámina mezcladas

Variedades de la estructura de las proteínas

La > formadas por mas de un DominioRegión compacta, plegada localmente, de la estructura 3aria.

•Conectados entre sí.

•C/u realiza una función diferente.

•Un tipo puede reconocerse en dif. proteínas

Miohemeritrina Prealbúmina

Piruvato quinasa, dominio 1

Hexoquinasa, dominio 2

a) Predominantemente hélice

Proteína de la cubierta del virus del mosaico de tabaco Inmunoglobulina, dominio V2

b) Predominantemente lámina c) Hélice y lámina mezcladas

Sandwich

Cilindro antiparalelo

ESTRUCTURA TERCIARIA

Reglas generales que rigen el plegado terciario•Prots. Glob. poseen interior y exterior definidos

Cit.c corazón de caballo

Reglas generales que rigen el plegado terciario

•Prots. Glob. poseen interior y exterior definidos.

•Las láminas gral. Enrrolladas en estruct. Cilíndrica. Con enrollamiento a izquierda. (aa L).

•Cadena polipept. Con doblamiento en esquinas de dif. Formas (usa 4 residuos)

•Prot. Glob., No todas las partes se pueden clasificar, hélice o lámina

•Expont.

•La secuencia aa

•Temperatura

•pH extremo

•Disolv. Org.

DesnaturalizaciónRenaturalización

Molécula Nativa

Molécula DesnaturalizadaTemperatura oC

Fra

cció

n d

esp

leg

ada

Ribonucleasa

¿Qué es lo que determina la estructura 2aria y 3aria?

•Favor Termodinámico

PUENTES DISULFURO

Estado desnaturalizadoEstado nativo

ESTRUCTURA CUATERNARIA

OXIHEMOGLOBINA

HEMOGLOBINA

Proteínas Oligoméricas

Proteína P.M.

No. de Residuos

No. de Cade-nas

Insulina (bovina) 5 733 51 2

Ribonucleasa (páncreas de bovino) 12640 124 1

Lisozima (clara de huevo) 13930 129 1

Mioglobina (corazón de caballo) 16890 153 1

Quimotripsina (páncreas de bovino) 22600 241 3

Hemoglobina (humano) 64500 574 4

Seroalbúmina (humano) 68500 550 1

Hexoquinasa (levadura) 96000 800 4

-Globulina (caballo) 149900 1250 4

Glutamato deshidrogenasa (hígado de buey) 1000000 8300 40

Organización Cuaternaria

Homotípica: Asociación entre cadenas polipeptídicas

idénticas o casi idénticas

Heterotípica:Interacción entre subunidades con

estructura muy distinta.

Múltiples subunidades

Simetría helicoidal

Simetría icosaédrica

Simetría C4

Simetría C2 Simetría C3

Simetría D2

Simetría cúbica

Motivo asimétrico

Actina

Virus del mosaico de tabaco.

Dimero de prealbúmina2 monoméros forman el sandwich completo

ASOCIACIONES ENTRE PROTEÍNAS

Polimerización de la fibrina Coágulo sanguíneo

Tubulina

ASOCIACIONES ENTRE PROTEÍNAS Y LÍPIDOS

Membrana biológica

Lipoproteína del plasma sanguíneo

ASOCIACIONES ENTRE PROTEÍNAS Y ÁCIDOS NUCLEICOS

Nucleosoma

Virus HIV (SIDA)

Ribosomas

Proteoglicano de tipo muy grande

Peptidoglicano de la pared celular bacteriana

REPRESOR NATURAL

ANÁLOGO

ESTRUCTURA TERCIARIA ESTRUCTURA SECUNDARIA

REPRESENTACIONESGRÁGICAS DE LAS

PROTEÍNAS

ENTRAR EN LA SIGUIENTE PÁGINA PARA VER UNA PROTEÍNA TRIDIMENSIONAL

(Se abre en una página diferente)

http://www.mgh.harvard.edu/labmed/res/reslab/album.swf

ALBÚMINA HUMANA

PROPIEDADES DE PROTEINAS ESPECIFICIDAD

• Función determinada debido a que posee una estructura primaria y una conformación espacial propia.• Cambio en la estructura genera una pérdida de la función.• Diferentes en todos los organismos.• Cada individuo posee proteínas específicas

(rechazo de órganos transplantados). • La semejanza entre proteínas son un grado de parentesco entre individuos

(construcción de "árboles filogenéticos" )