RESUMEN CAPITULO 4 LEHNINGER (PT= PROTEINA)

Debido a las rotaciones de los carbonos alfa, las proteínas pueden adquirir muchas conformaciones, pero cada proteína tiene una función química específica, lo que sugiere que tenga una estructura 3D única.

La ordenación de las moléculas en un cristal solo se puede dar cuando las unidades moleculares son idénticas, y como las proteínas se cristalizan comprobamos que son discretamente únicas.

Conformación= disposición espacial de los átomos, si hablamos de conformación en las proteínas, es cualquier estado estructural que pueda adquirir sin la ruptura de enlaces covalentes, aunque una PT tenga varias conformación existen unas pocas que predominan en condiciones biológicas.

Las conformaciones en condiciones biológicas, son las más estables y tienen la menor energía libre de gibbs (G), las PT que están en cualquiera de sus conformaciones y plegadas se llaman nativas.

Estabilidad= la PT tiende a mantener la conformación nativa, la energía libre entre estado plegado y no plegado es de 20 a 65 kj/mol, el estado desplegado tiene bastante entropía conformacional.

Las fuerzas que contrarrestan ello son puentes disulfuro (covalentes) e interacciones débiles (ptes de hidrogeno, interacciones ionicas e hidrofóbicas.

La mayoría de las pt carecen de enlaces disulfuro porque el medio INTRACELULAR es reductor, las pt que tienen estos enlaces son secretadas al medio extracelular como la insulina.

Las proteínas bacterianas termofílicas y arqueas tienen muchas proteínas con enlaces disulfuro estabilizantes, como resultado de la adaptación, las demás bacterias no tienen

La rotura de un enlace covalente requiere 200 a 460 kj/mol, las interacciones débiles necesitan de 4 a 30 kj/mol, los enlaces disulfuro son mucho mas fuertes que las interacciones débiles, pero estas interacciones son mucho más numerosas y son las que predominan, las más estables tienen mucho mayor número de interacciones débiles.

Cuando agregamos una sustancia que no puede formar puentes de hidrogeno, el agua tendera a formar una capa de solvatación alrededor, esto ocasiona que se ordenen las moléculas y disminuya la entropía del sistema, el agua va atender a desplazar la sustancia para que se unan todos sus componentes y la entropía aumente.

Los puentes de hidrogeno y las interacciones iónicas son también efectos entrópicos, el interior de una proteína es generalmente un núcleo densamente

empaquetado de cadenas laterales hidrófobas, los puentes salinos pueden aportar estabilidad solo si se encuentran dentro de la proteína, de lo contrario están en interacción con el agua.

Dos reglas básicas del plegamiento, los residuos hidrófobos se encuentran mayoritariamente dentro de la proteína sepultados en su interior, se forma el mayor número posible de pts de hidrogeno e interacciones iónicas.

Pauling y corey son los arquitectos de proteínas, describieron que: los carbonos a se encuentran separadas por 3 enlaces covalentes así Ca-C-N-Ca tenemos que el enlace C-N de este enlace es más corto que el de un enlace amino C-N, además los átomos adyacentes son coplanares, entonces hay resonancia, donde el oxígeno tiene carga parcial negativa y el nitrógeno carga parcial positiva, concluyeron que los enlaces C-N no pueden rotar libremente pero los enlaces Ca-C y N-Ca sí.

Tenemos 3 ángulos de torsión o diedros (por la intersección de dos planos), uno fi (entre N-Ca), uno psi (Ca-C) y el omega (C-N) que es el enlace peptídico que en el 99.9% de los casos es trans lo que le da valor de +- 180 y si el enlace es cis vale 0, el enlace peptídico tiene 6 átomos

Estos valores posibles los vemos en la representación de ramachandran

La estructura secundaria describe la distribución espacial local de los átomos de su cadena principal, sin tener en cuenta cadenas laterales ni otros segmentos.

Puede ser regular con los ángulos diedros adoptan valores iguales o casi iguales en todo el segmento, las estructuras secundarias muy estables son las hélices alfa, la conformación beta, y el giro beta.

Atsbury estudia proteínas y rayos X, comprueba que las proteínas son parte del cabello y las espinas del puerco espín, en la hélice alfa, el esqueleto peptídico está sumamente enrollado alrededor de un centro imaginario y los grupos r sobresalen afuera del esqueleto helicoidal, ángulos fi = -57 y Angulo psi =-47, cada giro ocupa 3.6 residuos de aminoácidos, el giro de la hélice es dextrógiro en todas las proteínas. Es la más fácil de hacer, debido a los puentes de hidrogeno, que se forman entre el hidrogeno que está unido al nitrógeno y el oxígeno carboxílico cada vuelta necesita 3 o 4 potes de hidrogeno.

Cada residuo vale 1.5 Armstrong , ya que 3.6 son 5.4 Armstrong, la alanina es la que más tendencia tiene de formar hélices alfa, los aminoácidos positivos se encuentran a 3 residuos de los negativos (de distancia), la prolina y la glicina nunca formaran este tipo de estructuras.

Nuevamente Pauling y corey predijeron la existencia de la conformación beta, el esqueleto polipeptidico está extendido en zigzag, los grupos r van en direcciones

opuestas, las cadenas pueden ser paralelas o anti paralelas (misma orientación amino-carboxilo o no. La seda tiene esta conformación. (psi y fi= +-140)

En las proteínas globulares 1/3 de sus residuos están en giros o bucles donde la cadena polipéptidica cambia de dirección, los giros beta más frecuentes son los conectan los extremos de dos segmentos de hojas beta anti paralelas

La glicina logra configuraciones prohibidas, como las proteínas no son simétricas tienen diferentes valores de absorción de la luz polarizada a la izquierda o hacia la derecha, podemos medir esto con espectroscopia de dicroísmo circular, los espectros de proteínas van del UV (190 A 250 nm) el cromoforo es el enlace peptídico, asi se determina cual es el plegamiento de la proteína y su conformación (en hélice eta vale 22 y en lamina eta vale 6)

La estructura terciaria es la disposición tridimensional global de todos los átomos de una proteína, incluye aminoácidos que están alejados de la secuencia polipeptidica.

La distribución de subunidades proteicas en complejos tridimensionales es la estructura cuaternaria.

La estructura terciaria nos permite clasificar a las proteínas como fibrosas (cadenas dispuestas en largas cadenas u hojas) o globulares (distribuidas como esféricas).

Las fibrosas son mas simples, porque por lo general tienen un solo tipo de estrcutura secundaria, las globuñares tienen varios tipos de estrcuturas secundarias, las fibrosas dan soporte, estrcutura y forma a los vertebrados, las globulares son la mayoría, es la configuración de las enzimas.

Las proteínas fibrosas fueron hechas para tener función estructural, si observamos su configuración tiene características que les dan mucha fuerza y flexibilidad, como la queratina y el colágeno, todas son insolubles en agua.

La queratina forma una superhélice o coiled coil, , dos hélices se torsionan entre ellas su enrollamiento es levógiro, es hidrófoba.

El colágeno está en el tejido conjuntivo, la hélice del colágeno es única (su ángulo psi es 153), levógira y con 3 a.a por vuelta, tiene 3 cadenas alfa (ojo cadenas, no hélices), sus cadenas son levogiras, su enrollamiento dextrógiro, es muy importante la 4-hidroxiprolina en su estructura.

Si no hay vitamina c (ac.ascorbico) hay escorbuto, ella es necesaria para hidroxilacion de prolinas y lisinas del colágeno (para formar 4-hidroxiprolina o 5-hidroxilisina), en el escorbuto se degenera el tejido conjuntivo, hay hemorragias, perdida de dientes, deficiencia en huesos y finalmente paro cardiaco, james lind estudio el escorbuto.

La fibroina de la seda tiene estrcutura beta, por lo tanto ya no puede extenderse.

Existe el PDB (protein data bank)

La mioglobina fue la primera proteína globular en estudiarse (fija oxigeno y lo lleva al musculo)

Estructura supersecundaria, plegamiento o MOTIVO; es un patrón de plegamiento reconocible, producto de la unión de 2 estructuras secundarias.

Ejemplos: lazo b-a-b, barril b, la superhelice .

La estructura tridimensional de una proteína se obtiene por cristalogrfia de rayos x( se genera una serie de puntos difractados, que serian la periferia de la estructura molecular), resonancia magnética nuclear ( por desplazamiento con hidrogeno en solución.

Dominio,; parte estable de una proteína qque puede moverse independentemente como entidad única.

También existe la SCOP, structural classification of proteins, divide la estructura de las proteínas en cuatro clasesm todo a, todo b, a/b, a+b (a/b se refiere a alternados y a+b se refiere a segregados o no alternados)

Una proteína multisubunidad se conoce como multimero, el multimero tiene pocas subunidades es oligómero, cada subunidad es llamada protomero, la hemoglobina es un tetrámero o un dimero de protomero (cada subunidad tiene 2 monomeros uno alfa y otro beta).

Los oligomeros tienen simetría rotatoria o simetría helicoidal.

La rotatoria puede ser cíclica (en un mismo eje) o diedrica (con 2 protámeros), una más compleja es la icosaedrica.

La desnaturalización es la perdida de la estructura 3d para luego perder la función, puede hacerse por aumento exagerado de la temperatura, por pH, por urea alcohol o acetona.

Anfinsen estudio la ribonucleasa A y su re naturalización, la puso en mercaptoetanol y urea (reductores).

Cuando la estructura terciaria colapsa es rica en estructuras secundarias y le llamamos glóbulo fundido.

Las chaperonas moleculares pliegan correctamente a los polipeptidos, son las Hsp70 y las chaperonina, además impiden la segregación de polipeptidos no plegados.

Un mal plegamiento es el responsable de la enfermedad de las vacas locas (encefalopatía espongiforme bovina, prusiner estudio las enfermedades y a la proteína responsable la llamo prión.