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Largas cadenas de aminoácidos que se pliegan con una estructura definida Son responsables de la mayoría de las funciones bioquímicas: PROTEÍNAS

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Largas cadenas de aminoácidos que se pliegan con una

estructura definida

Son responsables de la mayoría de las funciones bioquímicas:

PROTEÍNAS

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Tipos de Proteínas

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ESTRUCTURA DE LAS

PROTEÍNAS

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Estructura de las Proteínas

Surge del plegamiento de la cadena polipeptídica

Depende de su secuencia y de las características del

disolvente

Se distinguen cuatro niveles estructurales:

– Estructura primaria

– Estructura secundaria

– Estructura terciaria

– Estructura cuaternaria

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ESTRUCTURAS DE UNA PROTEÍNA

estructura primaria

estructura secundaria

estructura terciaria estructura cuaternaria

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- Estructura primaria

• Secuencia de aminoácidos

– Estructura secundaria

• Plegamiento local

– Estructura terciaria

• Plegamiento global

– Estructura cuaternaria

• Organización multimérica de varias

cadenas

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= +

hélice

lámina

Estructura

cuaternaria de la

proteína

Estructura

primaria

de la proteína

aminoácidos

lámina

hélice

Estructura

secundaria

de la proteína

Estructura

terciaria de la

proteína

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Nombre Código

de tres

letras

Código

de una

letra

Abundancia

relativa

(%) E.C.

MW pK VdW volumen

(Å3)

Cargado,

Polar,

Hidrofóbico,

Neutro

Alanina Ala A 13.0 71 67 H

Arginina Arg R 5.3 157 12.5 148 C+

Asparagina Asn N 9.9 114 96 P

Aspartato Asp D 9.9 114 3.9 91 C-

Cisteína Cys C 1.8 103 86 P

Glutamato Glu E 10.8 128 4.3 109 C-

Glutamina Gln Q 10.8 128 114 P

Glicina Gly G 7.8 57 48 N

Histidina His H 0.7 137 6.0 118 P, C+

Isoleucina Ile I 4.4 113 124 H

Leucina Leu L 7.8 113 124 H

Lisina Lys K 7.0 129 10.5 135 C+

Metionina Met M 3.8 131 124 H

Fenilalanina Phe F 3.3 147 135 H

Prolina Pro P 4.6 97 90 H

Serina Ser S 6.0 87 73 P

Treonina Thr T 4.6 101 93 P

Triptófano Trp W 1.0 186 163 P

Tirosina Tyr Y 2.2 163 10.1 141 P

Valina Val V 6.0 99 105 H

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La estructura de las proteínas se divide en cuatro niveles

diferentes.

1) El primer nivel, o estructura primaria, es la secuencia de los

aminoácidos, la cual es transcrita por el ARNm en la mitocondria

La estructura lineal del péptido definirá en gran medida las propiedades de

niveles de organización superiores de la proteína. Este orden es

consecuencia de la información del material genético: Cuando se produce la

traducción del ARN se obtiene el orden de aminoácidos que van a dar lugar a

la proteína. Se puede decir, por tanto, que la estructura primaria de las

proteínas no es más que el orden de aminoácidos que la conforman

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ESTRUCTURA PRIMARIA

Se define por la secuencia de aminoácidos

– Específica de cada proteína

• Las proteínas homólogas tienen

secuencias y funciones semejantes

• La comparación de secuencias permite establecer

relaciones evolutivas

– Mutaciones -->variaciones en la secuencia

• Los aminoácidos invariables son importantes para la

función

• Las mutaciones conservadoras son cambios entre

aminoácidos químicamente semejantes

• Algunas mutaciones se relacionan con enfermedades

--> enfermedades moleculares (patología molecular)

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Conformación de la cadena polipeptídica

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ESTRUCTURA SECUNDARIA

– Dependen de los valores de los rotámeros f y Y

• Hay un número limitado de conformaciones posibles debido

a impedimentos estéricos entre los grupos -NH, -CO y R

• La conformación más favorable depende de la secuencia de

Aminoácidos

– Las conformaciones posibles se estabilizan por un número

elevado de enlaces de hidrógeno

Patrones repetitivos de conformación local de la cadena

polipeptídica

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ARREGLO DE -HÉLICE

C = gris

N = azul

O = rojo

R = verde

2) Hay dos variaciones posibles para la estructura secundaria de las

proteínas. La primera de ellas es la hélice-, la cual es una hélice que gira

en el sentido de las manecillas de un reloj (giro a la derecha).

Hay 3.6 aminoácidos en una vuelta completa con un puente de hidrógeno

en cada cuarto aminoácido para mantener asío la forma de la hélice. No se

muestran todos los purnetes de hidrógeno por simplicdad.

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ARREGLO DE -HÉLICE

Una -hélice con puentes

de hidrógeno

(marcados en amarillo)

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Puentes de hidrógeno a diferentes posiciones de la cadena peptídica

Una -hélice

Estructura secundaria de las proteínas

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– Casi todos los grupos peptídicos participan en enlaces de H

• Entre residuos

• Excepto en los extremos

– Las cadenas laterales se dirigen hacia fuera

• Mínima repulsión

• Posibles interacciones entre ellas

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Estabilidad de la Hélice

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ARREGLO DE LÁMINA ß

La otra variación en la estructura secundaria es la lámina ß (Beta).

Esta consiste en secuencias múltiples dentro de la misma proteína

que se arreglan adyacentemente y en forma antiparalela, con lo cual

se permite que cada aminoácido forme dos puentes de hidrógeno

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Es un elemento de estructura secundaria porque está estabilizado por puentes de

hidrógeno entre el carbonilo y el amino del enlace peptídico. Está formado por 4

aminoácidos y estabilizado por un puente de hidrógeno formado entre el carbonilo

del primer aminoácido y el amino del cuarto. Como hay poco espacio uno de los

aminoácidos será pequeño, el tercero suele ser glicina y otro prolina, que tiene

problemas de tipo estérico pero es el que se necesita para cambiar la dirección

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HAY DOS TIPOS DE CADENAS.

Cadenas paralelas. Aquellas que ambas van de grupo amino a carboxilo

Cadenas antiparalelas. Aquellas que una va de amino a carboxilo y otra de

carboxilo a amino.

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ESTRUCTURAS SUPERSECUNDARIAS

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ESTRUCTURAS TERCIARIAS

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DOMINIOS ESTRUCTURALES

Son unidades estructuralmente independientes que presentan

características y funciones definidas.

Ejemplos:

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Estructura cuaternaria Estructura terciaria

Estructura secundaria

-hélice

-hoja

Estructura primaria

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ESTRUCTURA TERCIARIA DE PROTEÍNAS GLOBULARES

Enrrollamiento aleatorio

C terminal

N terminal

La estructura terciaria es la forma global de una cadena de aminoácidos,

tomando en cuenta las hélices , las hojas y los cuatro tipos de

interacciones entre los aminoácidos

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La estructura terciaria se forma de tal manera que los aminoácidos apolares se

sitúan hacia el interior y los polares hacia el exterior en medios acuosos. Esto

provoca una estabilización por interacciones hidrofóbicas, de fuerzas de van der

Waals y de puentes disulfuro (covalentes, entre aminoácidos de cisteína

convenientemente orientados) y mediante enlaces iónicos.

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Estructuras terciarias

enlace ionico

Fuerzas polares

agua agua

Tipos de grupos R

Básico

Ácido

Con S

Hidrofílico (polar)

Hidrofóbico (no polar)

Puente S-S

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ESTABILIDAD DE LA ESTRUCTURA TERCIARIA

Interacciones débiles (no covalentes)

• Iónicas (puentes salinos)

• Hidrofóbicas

• Enlaces de hidrógeno

• Fuerzas de van der Waals

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1) Es común que la Cisteina forme puentes disulfuro a través

del grupo S-H en el extremo de su cadena lateral. El grupo S-H

es oxidado, permitiendo que los átomos de S formen un enlace

covalente

CUATRO TIPOS DE INTERACCIONES ENTRE LOS AMINOÁCIDOS

Ile Gln

AsnTyr

Cys Cys Pro Leu Gly.NH2SS

Ile Gln

AsnTyr

Cys Cys Pro Leu Gly.NH2SS

H H

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2) Son notables las interacciones hidrofóbicas y las

interacciones hidrofílicas. Las moléculas hidrofóbicas se

localizan en las partes centrales de la cadena, mientras que las

moléculas hidrofílicas (con aminoácidos ácidos y básicos) se

localizan en la parte externa.

Enrrollamiento aleatorio

C terminal

N terminal

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3) También se pueden presentar puentes de hidrógeno en las

cadenas laterales de los aminoácidos como en el caso de la serina

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4) Se pueden presentar enlaces ionicos, también llamados puentes salinos,

están presentes entre partículas cargadas, con carga opuesta, como la lisina y

el ácido aspártico. Es usual encontrar estos enlaces en el centro no polar de

una proteína

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La estructura cuaternaria es la forma final de una proteína. Esta involucra la combinación de

cadenas múltiples de aminoácidos, a lo largo de sus hélices , sus hojas , los puentes de

hidrógeno los enlaces ionicos, los puentes disulfuro y las interacciones

hidrofóbicas / hidrofílicas.

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ESTRUCTURA CUATERNARIA

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ESTRUCTURAS DE UNA PROTEÍNA

estructura primaria

estructura secundaria

estructura terciaria estructura cuaternaria

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http://www.youtube.com/watch?v=qBRFIMcxZNM

ESTRUCTURAS DE

LAS PROTEÍNAS

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https://www.youtube.com/watch?v=fC_h0zWM1us

SÍNTESIS DE LAS

PROTEÍNAS

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Funciones de las proteínas

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La alostería (de griego ἄλλως, allos: otro y στερεός, stereós: forma)

es un modo de regulación de las enzimas por el cual la fijación de

una molécula en una ubicación (sitio catalítico) modifica las

condiciones de fijación de otra molécula, en otra ubicación distante

de la enzima