PROTEÍNAS

Macromoléculas efectoras de la acción de los genes

Generalidades

• 50% en el peso de tejidos

• Esencial en procesos biológicos

• Eje: enzimas, hormonas, hemoglobina, anticuerpos, receptores, actina y miosina, colágeno

• Elementos: C, H, O, N, S

• N: 1 g por cada 6.25 g de N

NOMENCLATURA

Resto de cada a.a : terminación en il

Último residuo ( C terminal) : nombre completo del aminoñacido

Ej:

Serina, ácido aspártico, tirosina, lisina, alanina y cisteína

Nombre: seril-aspartil-tirosil-lisil-alanil-cisteína.

Péptidos de importancia biológica

Glutatión: Tripéptido (ácido glutámico, cisteína y glicina)

Participa en sistema enzimático de oxidación y reducción. Previene daños oxidativos.

Otros: Hormonas o factores liberadoresEncefalinasAntibióticos

PROTEÍNASPropiedades ácido – base

Carga eléctrica depende de ionización de grupos en cadenas laterales

Residuo lisina, arginina o histidina: carácter básico

Residuos de aspartato y glutamato: carácter ácido

Grupo fenolico (tirosina) y sulfihidrilo (cisteína): débilmente ácido

Tirosina Cisteína

Proteínas: Capacidad amortiguadora o buffer por captar o liberar protones de acuerdo a concentración de H+

FORMAS MOLECULARES

GLOBULARES

• Molécula se pliega sobre sí misma

• Forma ovoide

• Actividad funcional: enzimas, anticuerpos, hormonas, Hb

FIBRILARES

• Se ordenan paralelamente

• Fibras o láminas

• Poco solubles o insolubles en gua

• Forman estructuras de sosten: tejido conjuntivo

ESTRUCTURA MOLECULAR• Primaria: estructuras lineales

• Secundaria: Disposición espacial regular, repetitiva por enlace de Hidrógeno

• Terciaria: Tridimensional

• Cuaternaria: 2 o más cadenas polipeptídicas en estructura espacial

ESTRUCTURA PRIMARIA

• Secuencia u Ordenamiento de aminoácidos

• De acuerdo a instrucciones en genes

Importancia estructura primaria

• Codificación de acuerdo al ADN

• Mutaciones provoca errores en codificación

• Identica estructura en la misma especie

• Reacción inmutaria: detección de proteínas extrañas

• Hb, Citocromo C: presentan la misma función pero diferente estructura primaria

ESTRUCTURA SECUNDARIA

•Disposición depende de orientación entre C-N-C alfa-•No permite la rotación libre entre C-N

Consecuencias5.C,O,N, H y los 2 C alfa unidos al C y N están en el mismo plano6.O del carbonito y el H del N están en posición trans7.Cadena lateral y el H unido al C alfa se proyecta fuera del plano

ESTRUCTURA SECUNDARIA

Hélice alfa

• Enrollamiento sobre eje central• Sentido de agujas de reloj• Fuerza de unión: Puentes de Hidrógeno ( N y O)•Disposición trans• Presencia de ciertos aa impide formación de Helice alfa Prolina ( nucleo pirrolidina no puede rotar) Restos con carga ( arginina, lisina, ac. Glutámico) origina fuerzas electroestaticas

Lámina Beta

• Cada residuo de aa cubre un espacio mayor que en helice alfa• 2 o más cadenas se aparean por puentes de hidróge3nos•Forman plegamiento en zigzag

Disposición al azar

• Cadena no posee estructura regular• Orientación termodinámicamente más favorable• Moléculas con distintos tipos de estructuras secundarias• Proteínas globular•Segmentos con hélice alfa y plegamiento y al azar

ESTRUCTURA TERCIARIA

• Presente en estructuras globulares• Segmentos dispuesto al azar•Permite plegamientos para tomar formar esferoidal• Estructura se mantiene debido a:Fuerzas electroestáticasEnlaces de hidrógenoPresencia de cadenas hidrofóbicas o hidrofílicasPuentes disulfuro

ESTRUCTURA CUATERNARIA

• Proteínas de tipo oligoméricas: formadas por más de una cadena polipéptidica• Cada cadena es una subunidad• Ej: insulina, Hb, enzima lactato deshidrogenasa• Disposición espacial de estas subunidades• Fuerzas responsables: las mismas que en terciaria

Función biológica en relación a secuencia y conformación

•Estructura primaria: determinante en formación de proteína

•Influye en las fuerzas e interacciones

•Cambios en secuencia provocan modificaciones conformacionales

•No todas las secuencias son viables

• Evolución ha ido escogiendo las secuencias adecuadas

•Elementos comunes en ciertas proteínas: Dominio

•Dominios se relacionan con una función específica de la proteína

• Se relaciona con la existencia de un gen común.

HEMOGLOBINA

• Proteína conjugada de carácter básico• Grupo prostético: hem o hemo•Molécula tetramérica: 2 cadenas polipeptídicas de 141 aa y otras 2 de 146 aa• 4 cadenas se ensamblan de forma esférica (estructura cuaternaria)

Hemoglobinas anormales

• Síntesis de cadenas controlada por genes diferent4es•Alteraciones en genes originan proteínas defectuosas • Provocan enfermedades hereditarias: Hemoglobinopatías• Tipos de alteraciones sustitución de uno o dos aa por otroFalta de uno o más aaPresencia de cadena híbridasPresencia de cadenas más largas de lo normalSíntesis disminuida o nula de una cadena

Consecuencias

• Inestabilidad de la Hb: Anemia falciforme acido glutámico esta sustituído por valina en cadena B

• Modificación de aa en el entorno Hemo oxidación Fe2+ en Fe 3+ :L Metahemoglobina

•Cambios en residuos aa en zona de contacto: relación con Oxígeno

•Sustitución de residuos en la unión de 2,3 bifosfosfoglicerato mayor afinidad con O2 con Hb

DESNATURALIZACIÓN DE PROTEÍNAS

Provocada por• calor• radiaciones•Congelamientos repetitivos• grandes presiones• agentes químicos

Perdida de propiedades y funciones Ruptura de fuerzas que mantienen las estructuras secundarias, terciarias y cuaternariaProceso reversible e irreversible