aminoacidos y proteínas
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AMINOACIDOS y PROTEINAS
LAS PROTEÍNAS
1.¿QUE SON PROTEÍNAS ?Las proteínas son biomóleculas formadas
básicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno.
Conservan su actividad biológica solamente en un intervalo relativamente limitado de pH y de temperatura.
Las unidades monoméricas son los aminoácidos y el tipo de unión que se establece entre ellos se conoce como enlace peptídico.
El nombre proteína deriva del griego “PROTEIOS”
Compuesto nitrogenado natural de carácter orgánico complejo.
Alimentos ricos en proteínas son la carne, las aves, el pescado, los huevos, la leche y el queso .
Todas las proteínas contiene C, H, O y N, y casi todas poseen además S.
El contenido de N representa ~ el 16 % de la masa total de la molécula → c / 6,25 g proteína hay 1 g de N. Este factor de 6,25 se utiliza para estimar la cantidad de proteína existente en una muestra a partir de la medición del N de la misma.
Son polímeros de alto peso molecular. Están formadas por unidades estructurales básicas llamadas aminoácidos (aa).
Composición
DATOS SOBRE ALGUNAS PROTEINAS
PM
número deaminoácidos
número de cadenas
polipeptídicas
FORMULA GENERAL DE LOS AMINOACIDOS
Ca
grupo a-amino
grupo carboxilo
Son a-amino ácidos
ESTEREOISOMERIA
Las proteínas están formadas por L-aminoácidos
L-alanina D-alanina
Estereoisómeros de los α-aminoácidos
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CLASIFICACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
aa
NO POLARES
CON N BÁSICO
ALIFÁTICOS
AROMÁTICOS
POLARES SIN CARGA
CON GRUPOS ÁCIDOS
POLARES CON CARGA
NATURALEZA DE LOS RADICALES O CADENAS
LATERALES DE LOS AMINOACIDOS
R sin carga, alifáticos
LEUCINA ISO LEUCINA
METIONINA
GLICINA ALANINA PROLINA** VALINA
R sin carga, polares
SERINA TREONINA CISTEINA
ASPARRAGINA GLUTAMINA
R aromáticos
FENILALANINA TIROSINA TRIPTOFANO
ABSORCIÓN DE LUZ UV.
R con carga (-) a pH celular
ASPARTATO GLUTAMATO (ácido aspártico) (ácido glutámico)
R con carga (+) a pH celular
LISINA ARGININA HISTIDINA
H+
El código de una letra en orden alfabético:
A = Ala G = Gly M = Met S = Ser
C = Cys H = His N = Asn T = Thr
D = Asp I = Ile P = Pro V = Val
E = Glu K = Lys Q = Gln W = Trp
F = Phe L = Leu R = Arg Y = Tyr
AMINOACIDOS POCO COMUNES
En el colágeno
En el colágeno
En miosina
En protrombina
En la elastina
En algunas proteínas.
En el ciclo de la urea
En el ciclo de la urea
PROPIEDADES ÁCIDO BÁSICAS DE LOS AMINOÁCIDOS
ANFOLITOS
La carga de la cadena lateral de un aminoácido depende del pH
VALORACIÓN DE UN AMINOÁCIDO
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Punto isoeléctrico A pH ácido: prevalece la especie con carga
+ A pH básico: prevalece la especie con carga
– Hay un valor de pH para el cuál la carga de
la especie es cero. (zwitterión)
pI = pK1 + pK2 para un aa neutro
2 Punto isoeléctrico: valor de pH al cuál la
carga neta del aminoácido es cero.
REACCIONES QUÍMICAS MAS COMUNES DE LOS AMINOÁCIDOS
Reacción de la ninhidrinaReacción del BiuretReacción xantoproteícaReacción de Millon Reconocimiento de arginina
a) Reacción de Hopkins-Cole b) Reacción del ácido glioxílico
Reacción de ninhidrina Hidratode triceto hidrindeno
Los aminoácidos dan color azul-violeta con la ninhidrina
+ H2N CH
R
COOH
O
O
OH
OHO
O
O
O
O
COOH
R
CHN
O
O
RCH
N
HO
CO
O
CO
O
O
RCH
N
H
O
O
NH2
H
RCH
O
H2O
Cualquier aminoácido al reaccionar origina el mismo producto de reducción de la ninhidrina
O
O
NH2
H
O
O
O
+
O
O
H
N
O
O
HO
O
N
O
O
Cualquier aminoácido da el aducto azul violeta, a excepción de la prolina que da amarillo.
Se utiliza para determinar y cuantificar aminoácidos libres. Se mide la absorción de luz a 540 nm.
Se usa para reconocer enlaces peptídicos y cuantificar proteínas. Basado en la formación de un complejo coloreado entre el Cu++ y los nitrógenos de los enlaces peptídicos.
Reaccion de Biuret
Permite descubrir en la molécula de proteína la presencia de aminoácidos aromáticos (fenilalanina, tirosina, triptófano).
Reacción Xantoproteica
El reactivo de Millon es una mezcla de nitrato y nitrito mercúrico disueltos en ácido nítrico concentrado. La presencia, en la molécula de proteína, de la tirosina produce una coloración roja que se debe a la formación de nitrotirosina que, por adición de mercurio en el curso del calentamiento, se transforma en una sal mercúrica de color rojo.
Reacción de Millon
El reactivo que se utiliza contiene α-naftol e hipoclorito sódico, en medio alcalino. La aparición de una coloración roja es indicativo de una reacción positiva.
Reaccionde Sakaguchi
PROTEINAS
Funciones: Estructural Catalítica Movimiento Digestivas De transporte De la sangre Regulación del metabolismo. hormonales de transferencia de electrones Inmunidad del ADN De cromosoma Receptoras Ribosomicas De la visión
CLASIFICACIÓN
POR SU COMPOSICIÓN:
CONJUGADAS. Tienen además un componente no peptídico. Llamado Grupo Prostético.
GlicoproteínasHemoproteínasmetaloproteínasflavoproteínaslipoproteínasNucleoproteínas
NO CONJUGADAS: Solamente están formadas por aminoácidos.
CLASIFICACIÓN
POR SUS FORMAS
FIBROSAS. Tienen formas moleculares alargadas. Generalmente forman un haz. Generalmente insolubles en agua.
ColágenoElastinaFibroínaQueratina
GLOBULARES: De estructura más compacta, con dobleces y curvaturas. Pueden ser casi esféricas o tener formas ovaladas. Son más solubles en agua que las fibrosas y son más delicadas.
• Según el Número de subunidades:
• Monoméricas → Mioglobina
• Oligoméricas→ Hemoglobina
El enlace peptídico
Termodinámica
El enlacé peptídico en plano
Longitudes de enlace
Péptidos
Tiene carácter parcial de doble enlace, por lo que es muy rígido. Se comporta
como un híbrido de resonancia.
Estructura del Enlace Peptídico
La configuración trans está mas favorecida; la cis
esta impedida estéricamente.
+
- El Oxígeno carbonílico tiene carga parcial
negativa y el Nitrógeno amida carga parcial
positiva, por tanto el enlace tiene carácter polar
En la forma Cis existen impedimentos estéricos
Algunas veces en ambos isómeros hay impedimentos estéricos
Rotación de los enlaces en un polipéptido
La rotación de los enlaces fi (Φ) y Psi (ψ) permite a las proteínas plegarse de forma muy diversa.
Los ángulos fi (Φ) y Psi (ψ) determinan la estructura de la cadena polipeptídica
Son posible todas las combinaciones de fi (Φ) y Psi (ψ)?
G.N. RAMACHANDRÁN. Diagramas ¾ de las combinaciones fi (Φ) y Psi (ψ) están
prohibidos debidos a los choques estéricos
Péptidos
Resumen de Características
•Es un enlace covalente
•Es un enlace amida
•Tiene carácter parcial de doble enlace
•Predomina la configuración trans
•Tiene carácter polar
•Tiene limitada capacidad de rotación
POLIPÉPTIDOS COMO POLIANFOLITOS
Péptidos con actividad biológica
NIVELES ESTRUCTURALES DE LAS PROTEINAS
ESTRUCTURA PRIMARIA
ESTRUCTURA SECUNDARIA
ESTRUCTURA DE α HÉLICE
Estructura beta Laminar
vistadesdearriba
vistalateral
A. lámina antiparalela
Los radicales de losaminoácidos van sobre y bajo el
plano medio de la lámina, en forma
alternada.Es más estable con
aminoácidoscon R pequeños.
B. paralela
vistadesde arriba
vistalateral
Lámina plegada entre segmentos
de una misma cadena( en verde )
Colágeno
triple hélice
cada hélice posee la secuencia (glicina-aminoácidox-prolina/hidroxiprolina)n
3 aa / vuelta
las hélices NO son a-hélices
COLAGENO
La ESTRUCTURA TERCIARIAcorresponde a plegamientos tridimensionales.
La proteína se pliega sobre sí misma ytiende a una forma “globular”
En su mantención participan los gruposradicales de los aminoácidos.
ESTRUCTURA TERCIARIA
Mioglobina Proteína ligante de ac. grasos
ESTRUCTURA TERCIARIA
ESTRUCTURATERCIARIA
segmentos con a-hélice y otros con estructura b
INTERACCIONES Y ENLACES DE LA ESTRUCTURA TERCIARIA
PUENTE DE INTERACCION ENLACE IONICO HIDROGENO HIDROFOBICA
PUENTE DISULFURO
FORMACION DE PUENTES DISULFURO
Los radicales hidrofóbicos se alejan del agua
En las proteínas en un medio acuoso, los aminoácidosapolares (amarillos) se localizan preferentemente
hacia el interior de la proteína
mioglobina sección transversal dela mioglobina
ESTRUCTURA SUPERSECUNDARIA
La ESTRUCTURA CUATERNARIAcorresponde a la asociacion de cadenas
polipeptídicas o SUBUNIDADES, cada una de ella con su estructura
terciaria.
Se mantiene por enlaces entre losradicales de cadenas diferentes.
Son los mismos enlaces que mantienenla estructura terciaria, pero intercadenas.
Se excluye el puente disulfuro.
ESTRUCTURA CUATERNARIA
HEMOGLOBINA dímero
tetrámero
HEMOGLOBINA
TBP
ESTRUCTURA CUATERNARIA
PERDIDA DE LAS ESTRUCTURAS CUATERNARIA,
TERCIARIA Y SECUNDARIADE UNA PROTEINA
¡NO SE ALTERA LA ESTRUCTURA PRIMARIA!
DESNATURALIZACION
PUEDE SER
REVERSIBLE O IRREVERSIBLE
PUEDE SER
TOTAL O PARCIAL
DESNATURALIZACION
DENATURACIÓNurea + b-
mercaptoetanol
PLEGAMIENTO
(se retiran los agentes
denaturantes)
puentes disulfuro
cisteínas puentes disulfuro
IRREVERSIBLE
1. CALOR: ROMPE TODAS LAS
INTERACCIONES DEBILES.
2. pH EXTREMOS: CAMBIA LA CARGA DE LOS
RADICALES DE AMINOACIDOS IONIZABLES, ALTERANDOSE LOS ENLACES EN QUE PARTICIPAN.
DESNATURALIZACION