4° clase proteínas i

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Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud

Carrera de Medicina

BIOQUÍMICABIOQUÍMICA

2012

ProteínasProteínas Primera partePrimera parte

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BibliografíaBibliografía

• Taniguchi N. Capítulo 2. Aminoácidos y proteínas. Págs. 94-157. En Baynes JW; Dominiczak MH. Bioquímica Médica. 3° Ed. Barcelona: Elsevier; 2011.

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Funciones de las proteínasFunciones de las proteínas

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Dinámicas

Catálisis del las reacciones químicas

TransporteAlbúminaHemoglobina y

MioglobinaTransferrina

ContracciónMiosina y actina

Protección, combinación de funciones dinámicas

Inmunoglobulinas e interferónFibrina

Funciones de las proteínasFunciones de las proteínas

• Estructurales:

• Tejido óseo y ligamentos• Colágeno y elastina

• Piel y faneras• -queratina

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Origen de las proteínasOrigen de las proteínasDogma central de la Dogma central de la Biología molecularBiología molecular

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Almacenamiento y herencia de la información genética

ADN

ARNExpresión de la información

ARNm: transporta mensajes específicos desde el “banco de datos“ del núcleo al sitio de síntesis proteica en el citoplasma

Composición de las proteínasComposición de las proteínas

• Son polímeros de -aminoácidos (AA).

• Se sintetizan a partir de 20 AAs comunes.

• Pueden contener AAs derivados.

EsencialesEsenciales No esencialesNo esenciales

ArgininaArginina AlaninaAlanina

HistidinaHistidina AspartatoAspartato

IsoleucinaIsoleucina AsparaginaAsparagina

LeucinaLeucina CisteínaCisteína

LisinaLisina GlutamatoGlutamato

MetioninaMetionina GlutaminaGlutamina

FenilalaninaFenilalanina GlicinaGlicina

TreoninaTreonina ProlinaProlina

TriptofanoTriptofano SerinaSerina

ValinaValina TirosinaTirosina

7Profesora Bqca. Marcela Trapé

Estructura general de los AAs comunesEstructura general de los AAs comunes

• Átomo de C central () al que se unen covalentemente a 4 sustituyentes:

Átomo de HGrupo ácido carboxílico (-COOH)

Grupo amino (-NH2)Cadena lateral (-R) de estructura diferente para cada

uno de los 20 AAs comunes. Grupo R.

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Estructuras de los AAs alifáticosEstructuras de los AAs alifáticosMonoamino, monocarboxílicoMonoamino, monocarboxílico

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Alquil aminoácidos: cadenas laterales alquilo.

metilo isopropilo

isobutilo

AAs sin carga AAs sin carga a pH a pH fisiológico.fisiológico.

Estructuras de los AAs aromáticosEstructuras de los AAs aromáticosMonoamino, monocarboxílicoMonoamino, monocarboxílico

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anillo bencénico grupo fenólico indol

metileno

AAs sin carga a pH fisiológico.AAs sin carga a pH fisiológico.

Estructuras de los AAs Estructuras de los AAs que contienen Sque contienen S

Monoamino, monocarboxílicoMonoamino, monocarboxílico

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AAs que contienen S. Sin carga a pH fisiológico.AAs que contienen S. Sin carga a pH fisiológico.

Estructuras de los AAs Estructuras de los AAs polares neutrospolares neutros

Monoamino, monocarboxílicoMonoamino, monocarboxílico

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Cadenas laterales con grupos alcohólicosCadenas laterales con grupos alcohólicos

hidroximetilo alcohol secundario

Sin Sin cargacarga a pH fisiológico. a pH fisiológico.

Estructuras de los AAs ÁCIDOSEstructuras de los AAs ÁCIDOS Monoamino, dicarboxílicoMonoamino, dicarboxílico

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metileno

Estructuras de los AAs básicosEstructuras de los AAs básicos Diamino, monocarboxílicoDiamino, monocarboxílico

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14N-butilamina guanidinio imidazol

metilenos

Estructuras de los AAs comunesEstructuras de los AAs comunes Monoamino, monocarboxílicoMonoamino, monocarboxílico

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Estado de ionización de un aminoácido Estado de ionización de un aminoácido Determinación del pH isoeléctricoDeterminación del pH isoeléctrico

• pI = pH isoeléctrico: pH al cual un AA es eléctricamente neutro.

• Zwitterion: • pI = pKa´COOH + pKa´NH3

+ NO SIEMPRE

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pKa´COOH=2,4 ; pKa´NH3+ =9,6

Estado de ionización de un aminoácidoEstado de ionización de un aminoácidodeterminación del pdeterminación del pII

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pI= pKa´COOH + pKa´COOH=2,2+4,3=3,25 2 2

A pH> 3,25, AA tiene q neta < 0

A pH< 3,25, AA tiene q neta > 0

pKa´COOH=2,2 ; pKa´COOH=4,3; pKa´NH3+=9,7

Relación general entre el pH y la carga de Relación general entre el pH y la carga de los aminoácidos y proteínaslos aminoácidos y proteínas

Regla general:Regla general:

• pH > pI AA con carga negativa (q < 0)

• pH < pI AA con carga positiva (q > 0)

pI = pH en que la proteína no se mueve en un campo eléctrico.

• pH > pI proteína con carga negativa (q < 0)

• pH < pI proteína con carga positiva (q > 0)

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Separación de proteínas según su pI

pH = 8,6 > pI de prots pl.

Proteínas: q neta<0

Separación de proteínas en bandas o picos

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Estructura primaria Estructura primaria de la proteínade la proteína

• Secuencia lineal de AAs unidos por enlaces peptídicos. Está predeterminada por la secuencia de nucleótidos de su gen.

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Proinsulina: cadena polipeptídica de 86 AAs y 3

ptes disulfuro intracatenarios.

Precursor inactivo.

Insulina biológicamente activa: 2 cadenas polipeptídicas de 21 y 30 AAs y 3 ptes

disulfuro.

Polimerización de AAs en péptidos y proteínasPolimerización de AAs en péptidos y proteínas

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Enlace peptídicoEnlace peptídico

deshidratación deshidratación

1) Dipéptido, 2) Tripéptido …

n) Polipéptido … n+1)

Proteína ( > 50 AAs)

Cadena polipeptídica: polímero que consiste en enlaces peptídicos planos conectados por los átomos de carbono .

Niveles superiores de organización de las Niveles superiores de organización de las proteínasproteínas

• Estructura secundariasecundaria: plegamiento locallocal de la cadena polipeptídica en la proteína.

• Estructura terciariaterciaria

• Estructura cuaternariacuaternaria

ConformaciónConformación nativanativa: comprende las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria única que adoptan las proteínas.

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Estructura secundarias regulares de las Estructura secundarias regulares de las proteínasproteínas

HéliceHélice • Cada grupo peptídico forma dos puentes de hidrógeno• Las cadenas laterales se encuentran en el exterior de la

estructura en espiral.

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Estructura secundaria de las Estructura secundaria de las proteínasproteínas

EstructuraEstructura Unida por puentes de hidrógeno. Las cadenas laterales se proyectan por encima y

pordebajo de la estructura en hoja plegada.

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Estructura terciaria de las proteínasEstructura terciaria de las proteínasLas proteínas forman estructuras tridimensionalesLas proteínas forman estructuras tridimensionales

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TripsinaTripsina

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Estructura cuaternariaEstructura cuaternaria

•Ordenamiento de cadenas polipeptídicas en una Ordenamiento de cadenas polipeptídicas en una proteína con múltiples cadenas.proteína con múltiples cadenas.

•Las subunidades que forman la estructura cuaternaria Las subunidades que forman la estructura cuaternaria deben encontrarse asociadas de manera no covalente.deben encontrarse asociadas de manera no covalente.

•Ej.: la Hb –Ej.: la Hb –αα22ββ22- unidas entre sí no covalentemente. - unidas entre sí no covalentemente.

Son 4 cadenas polipeptdícas.Son 4 cadenas polipeptdícas.

Proteínas globularesProteínas globulares

• Forma esferoidal• Masas moleculares variables

• Solubilidad en H2O

• Diferentes funciones: catalizadores, transportadores, reguladores de rutas metabólicas y reguladores de la expresión génica.

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Proteínas fibrosasProteínas fibrosas

• Forma alargada (tipo bastón o cigarro). • Mayor proporción de estructura secundaria regular.

• ↓ Solubilidad en H2O

• Función: estructural- soporte, protector o conectivo.

Ejemplos:

Colágeno

Elastina

-queratina

Tropomiosina

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Otras proteínasOtras proteínas

LipoproteínasLipoproteínas plasmáticasplasmáticas: complejos de lípidos y proteínas

Profesora Bqca. Marcela Trapé

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ApolipoproteínaApolipoproteína

Clasificación según su Clasificación según su densidad:densidad:•HDLHDL•LDLLDL•IDLIDL•VLDLVLDL•QuilomicronesQuilomicrones

Ver Apl. Clínica: Las Ver Apl. Clínica: Las lipoproteínas se lipoproteínas se separan mediante separan mediante ultracentrifugación. ultracentrifugación. Pág. 220Pág. 220

Otras proteínasOtras proteínas

GlucoproteínasGlucoproteínasEj.: Proteínas de la membrana plasmática,

sistema de antígenos sanguíneos (A, B y O), NN-glucosídico-glucosídico: entre el grupo amida de una Asn

+ un glúcido.OO-glucosídico-glucosídico: entre el grupo hidroxilo de una

Ser o Thr + un glúcido.

Ejemplo de aplicación clínica:

Hemoglobina glicosilada, HbA1c

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Muchas gracias

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