ESTRUCTURA PRIMARIA Y SECUNDARIA https://fbcdn-sphotos-a-a.akamaihd.net/hphotos-ak-frc1/210912_4449066185638_1754673864_o.jpg

ESTRUCTURA 3-D DE PROTEÍNAS ①  La estructura o estructuras 3D que asume una proteína estan

determinadas por la secuencia de amino ácidos.

②  La función de una proteína esta determinada por su estructura.

③  La mayoría de las proteinas aisladas están en una o un pequeño número de conformaciones estructurales estables.

④  La fuerza más importante que estabiliza las estructuras específicas que asume una proteína son las interacciones no covalentes.

⑤  Entre el gran número de patrones únicos de estructuras de proteinas se pueden reconocer algunos patrones estructurales comunes que nos ayudan a organizar nuestro conocimiento de la architectura de proteinas.

⑥  Las estructuras de proteinas no son estáticas. Todas las proteinas sufren de cabio de conformación desde lo sutíl hasta lo dramático.

NIVELES DE ESTRUCTURA EN PROTEINAS

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Main_protein_structure_levels_en.svg

VARIABILIDAD DE ESTRUCTURA PRIMARIA ENTRE ESPECIES

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VARIABILIDAD DE ESTRUCTURA PRIMARIA ENTRE ESPECIES

CDK CONSENSUS

ATM/ATR CONSENSUS

MRN BINDING CONSENSUS

CONSERVACIÓN EVOLUTIVA DE SECUENCIAS

CONSERVACIÓN EVOLUTIVA DE SECUENCIAS

CONSERVACIÓN EVOLUTIVA DE SECUENCIAS

POLIMORFÍSMOS EN LA PROTEINA WRN

Passarino G., et al., The Werner Syndrome Gene and Global Sequence Variation Genomics, 71 (2001), pp. 118–122

Bérubé, J., et al., The non-synonymous polymorphism at position 114 of the WRN protein affects cholesterol efflux in vitro and correlates with cholesterol levels in vivo Exp. Gerontol., 48 (2013), pp. 533–538

20–30% de las proteinas en humanos son POLIMÓRFICAS, tienen variantes en la secuencia de AA dentro de la población humana

 WRN es una helicasa que juega un papel importante en la reparación de ADN  Mutaciones en WRN estan asociados con el SÍNDROME WERNER’S (WS) un desorden autosómico que resulta en envejecimiento premature

ESTRUCTURA 3-D DE PROTEÍNAS CONFORMACIÓN: Arreglo espacial de los átomos de una proteina

o cualquiera de sus partes

QUIMOTRIPSINA

GLY

Las proteínas asumen conformaciones que sean las mas favorables energéticamente (estabilidad termodinámica)

PROTEÍNA NATIVA: proteina en alguna de sus conformaciones “folded” funcionales

CONFORMACIONES ESTABILIZDAS POR INTERACCIONES DÉBILES

  La gran cantidad de interacciones débiles que estabilizan la estructura de una proteína las hace hace mas importantes que los pocos enlaces covalentes mas fuertes.   Generalmente, la conformación más estable es la que tiene el

máximo número de interacciones débiles

  En muchas proteínas no existen los enlaces disulfuros (S-S).   Alta concentración de agentes reductores dentro de la célula   En eucariotas, los S-S se ven mayormente en proteínas

extracelulares (Ej. Insulina)   S-S se encuentran en archea y bacterias termofílicas que aparentan

ser una adaptación a ambientes de áltas temperaturas

LA PREDOMINANCIA DE LAS INTERACCIONES HIDROFÓBICAS

Solvation Layer

  Grupos R de AA hidrofóbicos tienden a agregarse en el interior de las proteínas, lejos del agua.

  La mayoría de las proteínas tienen un alto contenido de V, L, I, F, W

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Protein_folding_schematic.png

DOS GENERALIZACIONES SIMPLES

①  Los residuos hidrofóbicos estan mayormente agrupados en el interior de las proteinas, lejos del agua.

②  La cantidad de enlaces de H y de interacciones ionicas dentro de una proteína se maximizan para reducir el numero de grupos que no tengan una pareja apropiada.   Incluye interacciones van der Waals (interacciones dipolo-dipolo)

LOS 6 ATOMOS DEL GRUPO PÉPTIDO ESTÁN EN EL MISMO PLANO

PHI PSI

ROTACIÓN Y RAMACHANDRAN

DIAGRAMA RAMACHANDRAN: Posibles conformaciones que envuelvan poca o ninguna interferencia estérica basado en los radios de van der Waals y ángulos dihedrales

ESTRUCTURA SECUNDARIA Arreglo espacial y local de los atomos de la cadena principal, independiente de la posición de las cadenas laterales y la relación con otros segmentos.

http://stanxterm.aecom.yu.edu/wiki/data/Protein_secondary_structures_attach/sec_struc.jpg

HÉLICE ALPHA

1 ÅNGSTROM=0.1nm APPROX. 25% DE AA EN PROTEÍNAS ASUMEN CONFORMACIÓN DE α-HELICE

HÉLICE ALPHA

HÉLICE ALPHA

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022283603005205

LA TENDENCIA DE FORMAR α-HELICES DEPENDE DE LA IDENTIDAD Y SECUENCIA DE AA

LIMITACIONES PARA FORMACIÓN DE α-HELICES ①  Propiedades intrínsicas de aa. ②  Interacciones entre grupos R (posición +3–4)

NO agrupación adjacente de cargas ③  Tamaño de grupos R adjacentes ④  Pro y Gly (rígido y flexible) ⑤  Interacciones entre aa al final de segmentos

helicales. Dipolo helical.

HOJA PLEGADA BETA

6.5 Å 7.0 Å

GIRO BETA COMÚNMENTE ENCONTRADOS CERCA DE LA SUPERFICIE DE LAS PROTEÍNAS

ESTRUCTURAS SECUNDARIAS TIENEN ÁNGULOS DIHEDRALES CARACTERÍSTICOS

PROBABILIDAD DE AA EN ESTRUCTURAS SECUNDARIAS