Unitat 4Principis immediats

LES LES PROTEÏNESPROTEÏNES

3era part3era part

De que estàn formades les De que estàn formades les proteïnes?proteïnes?

T'has fixat en la forma d'algunes de les proteïnes tractades fins ara?

Catalasa Hemoglobina

L'estructura de les proteïnes és molt complexa, estàn molt replegades. És aquesta estructura, deguda a la seva composició, el que dóna a les proteïnes les seves funcions característiques, essencials per als éssers vius, i el que ens permet fer-n'he una classificació.

Però mirem les proteïnes de més a prop:

Estructura quaternaria

No totes les proteïnes en presenten, fixa't en la imatge següent, quantes estructures clarament diferents pots observar?

L'estructura quaternària és forma que diferents cadenes proteiques s'uneixen per formar una organització superior. Però cadascuna de les parts proteiques conserven la seva pròpia estructura previa a la unió. La unió esdevé gràcies a un gran nombre d'enlaços dèbils com els ponts d'hidrogen.

Cadscuna de les cadenes proteiques rep el nom de protomer.

Un exemple de proteïnes formades per molts protomers (polímers) són l'actina i la miosina de les cèl·lules musculars.

Estructura terciaria

L'estructura terciaria és la forma que manifesta una proteïna en l'espai, i depen de l'estructura dels nivells inferiors. Així doncs, les proteïnes adquireixen una forma arrodonida i compacta (proteïnes globulars).

Però molts cops, al situar-se en l'espai no presenten una estructura massa clara.

Hi ha però algunes proteïnes, que en l'espai, mantenen l'estructura del nivell anterior, són proteïnes allargades i fibroses que reben el nom de proteïnes filamentoses.

És aquesta estructura terciaria la que condiciona la funció biològica de les proteïnes.

A més a més, segons si l'estructura terciaria és globular o filamentosa, les proteïnes seràn solubles o insolubles.

1)Per que les proteïnes globulars són solubles i les filamentoses insolubles?

1)El fet que unes siguin solubles i les altres insolubles ens indica, que en nivells d'organització inferiors (estructura secundaria o primaria) hi haurà radicals apolars (radicals que no els agrada l'aigua) prou importants o nombrosos com per que la molécula sigui insoluble, en el cas de les proteïnes globulars, el més probables és que aquests radicals es disposin a l'interior de la molécula i no quedin exposats a l'aigua, de manera que la molecula passa a ser soluble.

Estructura secundària

Aquest nivell organitzatiu depen molt del 1er nivell o estructura primaria, així que continuarem per l'estructura 1aria i després tornarem a la 2aria

Estructura primària

Les proteïnes estàn formades per uns elements anomenats aminoàcids (aa), és la seqüència d'aquests aminoàcids, quins es disposen davant de quins (l'ordre) el que determinarà l'estructura primària de la proteïna. El 1er aminoàcid de la cadena s'anomena N-inicial i l'últim C-terminal.

1)Fixa't en aquest aa, sabries dir perque se'ls dona aquest nom?

Efectivament, perque el primer aa de la cadena presentarà el grup -NH

2 lliure, d'aquí el nom N-

inicial, mentre que l'últim aa de la cadena presentarà el grup -COOH lliure, d'aquí el nom C-terminal.

Com pots observar, els aa que formen les proteïnes es caracterítzen per presentar un grup carbolxil (-COOH), i un grup nou per a nosaltres anomenat grup amino (-NH

2). Si només en trobem

un parlem d'aa, si en trobem uns quants parlem de pèptids, i quan el nombre és molt elevat (polipèptid) parlem de proteïnes.

Fixa't en la imatge anterior. Recordes quan parlavem del C asimètric dels glúcids? Que et sembla aquest C dels aa, és asimètric?

Aquest C asimètric reb el nom de Cα. A ell s´hi uneixen els dos grups esmentats, el grup àcid i el grup bàsic, i amés un àtom d'H i un quart grup/radical variable, és aquest quart grup el que permet parlar de diferents tipus d'aa, de tots els aa coneguts, 20 són els que poden formar part de les proteïnes, són els aa primaris. D'aquests n'hi ha vuit que les cèl·lules no els poden sintetitzar i han de ser ingerits en la dieta, són els aa essencials.

Per formar l'estructura primària, els aa s'uneixen entre ells formant cadenes d'aa (pèptids). Aquests aa s'uneixen mitjançant un enllaç anomenat enllaç peptídic.

2)Amb el que ja saps de temes anteriors, com creus que es produirà l'enllaç peptídic? Uneix aquest dos aa:

+

Però l'enllaç peptídic té una certa característica, la seva rigidesa, que fa que els aa es disposin d'una forma concreta:

H

H2N C COOH

R

R

H2N C COOH

H

H2O

Aminoàcid 1 Aminoàcid 2 Dipèptid

El fet que sigui tan rígid (pròpi dels enllaços dobles) fa que sempre es situin els elements a unes distàncies i amb uns angles fixos, de manera que els àtoms queden fixats en una zona del pla.

Llibre pàg 63

Així podem dir que les proteïnes estan formades per àtoms de C, H, N, O i de tant en tant també hi trobem S

Hem de tenir en comte que l'estructura primària de les proteïnes detrerminarà totes les altres estructures.

Estructura secundària

Quan l'estructura primària es disposa a l'espai, adquireix una conformació característica deguda a la seqüència d'aa. La rigidesa de l'enllaç peptídic i la interacció dels radicals dels aa amb la dissolució en la que es troben acaba fent que la proteïna es plegui sobre si mateixa dant un tipus d'estructura.

Es coneixen tres tipus d'estructura secundària (Hèlix α, hèlix del col·lagen i fulla plegada β) en funció del nombre d'enllaços d'hidrogen que s'estableixen. Alhora que els aa es van enllaçant formant l'estructura 1ria, ja van adquirint una disposició concreta (estructura 2aria)

Hèlix α: és una estructura helicoidal dextrógira, es a dir, que les voltes de l'hèlix giren cap a la dreta. Adquireixen esta conformació les proteïnes que presenten un elevat nombre d'aa amb radicals grans o hidrófils, ja que les càrregues interactúen amb les molécules d'aigua que l'envolten. L'estructura s'estabilitza, gràcies a la gran quantitat de ponts d'hidrógen que s'estableixen entre els aa de l'espiral.

Fulla plegada β: També s'anomena β laminar o llámina plegada. És una estructura en forma de zig-zag, forçada per la rigides de l'enllaç peptídic i l'apolaritat dels radicals dels aa que componen la molécula. S'estabilitza creant ponts d'hidrógeno entre diferents zones de la mateixa molécula, doplegant la seva estructura. Així adquireix la forma plegada.

Hèlix del col·làgen: És una estructura helicoidal, formada por hélixs més obertes i rígides que en l'estructura de hèlix α. Aixó és degut a l'existència d'un gran nombre d'aa Prolina i Hidroxiprolina. Aquests aa tenen una estructura ciclada, en forma d'anell, formant una estructura, també rígida, en el carboni asimètric, lo que l'impossibilita girar.

Estructura terciari II

Quan aquesta estructura secundaria es disposa en l'espai es replega sobre si mateixa – proteïnes globulars o es manté allargada de l'estructura secundària – proteïnes filamentoses.

Les proteïnes globulars es mantenen estables gràcies als enllaços que s'estableixen entre els radicals R dels aa, aquests enllaços poden ser de diferents tipus (libre pàg 67)

En les proteïnes podem observar parts de l'estructura en forma de fulla plegada i d'altres en forma d'hèlix α (llibre pàg 67)

S'ha observat que les combinacions d'hèlix i fulla plegada es mantenen estables en diferents proteïnes, i s'han anomenat dominis estructurals (pàg 68)

Per divendresPer divendres

Feina per fer a casa: Fes un mapa conceptual o esquema complert amb les diferents estructures de les proteïnes.

Feina: Amb la informació que tens construiex una taula de classificació de les proteïnes (llibre pàgina 72 i 73)

Activitats: Ex. 37 pàg 78 Ex. 13 i 14 pàg 66

− Ex. 15, 16, 17, 18 i 19 pàg 69

De que estan formades les De que estan formades les proteïnes?proteïnes?

Com ja saps, les proteïnes estan formades per aa, i en ocasions per altres grups de caràcter no proteic, els grups prostètics. Però en tots els casos, les proteïnes presenten una estructura compacta. Algunes holoproteïnes presenten una estructura filamentosa, aquesta estructura fa que siguin insolubles en aigua, són proteïnes pròpies d'animals, com el col·lagen, les elastines i les fibroïnes. Altres holoproteïnes presenten una estructura globular, en aquests casos, les proteïnes són solubles en aigua i en dissolucions salines, són les histones, les albúmines, les globulines, etc...

Activitat 5. Les proteïnes de la llet

Recorda la pràctica de la llet del tema anterior. Quan afegiem HCl a la llet observabem l'aparició de tres capes diferents, la capa superior quedava tenyida amb sudan III, fet que ens permetia determinar que aquesta primera capa estava formada per lípids; la capa del mig era una barreja d'aigua i glucids (lactosa); mentre que al fons del vas de precipitats, hi quedaven les proteïnes.

1)Les proteïnes que trobem a la llet són solubles o insolubles?

2)Són doncs proteïnes filamentoses o globulars?

3)Quina acció té l'HCl sobre les proteïnes de la llet?

Correcció 5. Les proteïnes de la llet

1) Les proteïnes que trobem a la llet són solubles o insolubles? solubles

2) Són doncs proteïnes filamentoses o globulars? globulars

3) Quina acció té l'HCl sobre les proteïnes de la llet? L'HCl provoca que les proteïnes solubles esdevinguin insolubles i precipitin, això s'aconsegueix trencant els enllaços que mantenen l'estructura de les proteïnes.

Llibre de text pàgina 60 i 61 Exercicis 1, 2, 3, 4, 5, 6, i 7 pàgina 61

Les propietats dels aa i la seva classificació

Exercicis diversos

Ex: 38, 39, 40, 43, 44, 45, 47, 49, 50, 53, 55 pàg 78

Ex: 56 i 57 pàg 79

Les propietats de les proteïnes

Pràctiques de laboratori− Solubilitat− Desnaturalització

Especificitat Capacitat amortidora