1. Profesor Cristian Omar Alvarez De La Cruz
Proteínas by Cristian Omar Alvarez De La Cruz is licensed under a Creative Commons ReconocimientoNoComercial-CompartirIgual 3.0 Unported License.
2. Son las unidades monoméricas de Péptidos (<50) y
Polipéptidos (>50, son las proteínas).
Son Más de 300 AA. Los que existen en la naturaleza.
Pueden ser: Proteinogénicos (los 20 codificados por el
ADN); “proteicos No Estándar” y No proteicos
Todos cumplen con la siguiente estructura:
Grupo Carboxilo
Grupo Amino
Carbono Alfa
A excepción de la Prolina, por tener un anillo
pirrolidínico.
3. En todos los aminoácidos estándar excepto la glicina,
el carbono α está unido a cuatro grupos diferentes.
Esto significa que el carbono α es un centro quiral; lo
que les permite ser enantiomeros.
Casi todos los aminoácidos de las proteínas son Lesteroisómeros.
Difieren unos de otros en sus grupos “R”.
4.
5. Son sintetizados o no por el organismo
No esenciales
•
•
•
•
•
Sí los sintetiza
Alanina
Aspartato
Asparagina
Glutamato
Serina
Histidina
Isoleucina
Leucina
Metionina
No los sintetiza
Esenciales
Fenilalanina
Treonina
Triptófano
Valina
Lisina
•
•
Serían esenciales
•
sólo en ciertos
Condicionalmente
•
estados clínicos.
esenciales
•
Normalmente los
•
sintetizamos.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Arginina
Glutamina
Glicina
Prolina
Cisteína
Tirosina
7. Naturaleza Química
Alifáticos: Gly, Ala, Val, Leu, Ile
Aromáticos: Phe, Trp, Tyr*
Azufrados: Met, Cys
Iminoácidos: Pro
Hidroxilados: Ser, Thr,
Amidas: Asn, Gln
Ácidos-: Asp, Glu
Básicos+: Lys, Arg, His
8. En ellos la cadena lateral es un hidrocarburo alifático. Son muy
poco reactivos, y fuertemente hidrofóbicos (excepto la Gly, cuya
cadena lateral es un átomo de hidrógeno). Estos AA
hidrofóbicos tienden a ocupar la parte central de las
proteínas globulares, de modo que minimizan su interacción con
el disolvente. Pertenecen a este grupo: G, A, V, L e I
9. La cadena lateral es un grupo aromático: benceno en el caso de la F,
fenol en el caso de la Y e indol en el caso del W. Estos AA, además de
formar parte de las proteínas son precursores de otras biomoléculas
de interés: hormonas tiroideas, pigmentos o neurotransmisores..
10. Contienen azufre. Son C y M. La cisteína (C) tiene gran importancia
estructural en las proteínas porque puede reaccionar con el grupo
SH de otra C para formar un puente disulfuro (-S-S-), permitiendo
el plegamiento de la proteína. Por este motivo, en algunos
hidrolizados proteicos se obtiene el AA cistina, que está formado
por dos cisteínas unidas por un puente disulfuro.
11. Tienen el grupo a-amino sustituido por la propia cadena lateral,
formando un anillo pirrolidínico. Es el caso de la P.
12. Poseen un grupo alcohólico en su cadena lateral. Son la T y S .
13. Son el ácido la asparagina (N) y la glutamina (Q).
Nota: no debes confundirlos con los ácidos; aunque aparentemente
lo que estas viendo es un grupo amino NH2, es en realidad un
AMIDA (R- CONH2).
14. Son el ácido aspártico o aspartato (D) y el ácido glutámico o
glutamato (E). También se les llama dicarboxílicos.
15. La cadena lateral contiene grupos básicos. El grupo básico puede
ser un grupo amino (K), un grupo guanidino (R) o un grupo
imidazol (H).
16. Según la teoría de Browted – Lowry un ácido es toda
especie química capaz de ceder protones (H+), y una base
es toda especie capaz de aceptar protones.
Cede este protón
Acepta un protón
Grupo ácido –COOH
Grupo Básico – NH2
Aminoácido en su
forma NO Iónica
Los AA. pueden sufrir una reacción ácido base interna en
la que el grupo carboxilo cede el protón para ser captado
por el grupo amino. Dando lugar a un ión dipolar o
zwitterión.
17. Quedándonos así:.
El zwitterión obtenido tiene una carga neta de cero, ya que
sus cargas se anulan entre sí.
Entonces, ya que los AA. pueden reaccionar como ácidos o
como bases se dicen que son ANFÓTEROS.
Es decir en medios ácidos se comportan como bases y en
medios básicos se comportan como ácidos. Sistema Buffer.
18. El grupo amino capta
protones (H+)
H+
El grupo carboxilo
cede protones (H+)
H+
A pH bajo (ácido), los aminoácidos se encuentran mayoritariamente en su forma catiónica (con
carga positiva), mientras que a pH alto (básico) se encuentran en su forma aniónica (con carga
negativa). Para valores de pH intermedios, como los propios de los medios biológicos (7.4), los
aminoácidos se encuentran habitualmente en una forma de ion dipolar o zwitterión (con un grupo
catiónico y otro aniónico).
19. El punto isoeléctrico de un AA es el momento del pH en que
la carga eléctrica neta es cero (ZWITTERION).
Para determinar el pI de un aminoácido se necesita
determinar la media aritmética de los pK implicados en
los equilibrios de la molécula con carga neta de cero.
Para ello es necesario contar con una tabla de valores pK
Ejemplo:
Determine el punto Isoeléctrico para el AA Gly.
20. Paso uno: determinar en que punto de mi reacción se
encontraría el Zwitterion.
+
Carga +1
+
Zwitterion
Carga de Cero
Carga -1
21. Paso dos: Consultar la tabla de pK: Diapositiva siguiente.
Para la Glicina
pK1: 2.34 y pK2:9.6
Paso tres: Determinar la media aritmética:
22.
23. Se muestra aquí la curva de
titulación de la Gly. Los
recuadros sombreados, centrados alrededor de pk1 y
pK2 indican las regiones de
máximo poder taponante
(buffer).
24. Determina la reacción que se efectúa en la Lisina a partir
de un pH Ácido a un pH Básico; y determina el punto
isoelectrico .
+2
Zwitterion
Carga de Cero
+1
+
=
-1
25. Consultar la tabla de pK: Tabla pK.
Para la Lisina
pKR: 10.53 y pK2: 8.95
Y determinar la media aritmética:
𝟏
pI= 𝟐 (𝒑𝑲𝒓 + 𝒑𝑲𝟐)
pI= 9.74
26. Determina la reacción que se efectúa en el Aspartato a
partir de un pH Ácido a un pH Básico; y determina el
punto isoeléctrico .
+1
Zwitterion
Carga de Cero
-1
+
=
-2
27. Consultar la tabla de pK: Tabla pK..
Para la Aspartato
pK1: 1.88 y pKR: 3.65
Y determinar la media aritmética:
𝟏
pI= 𝟐 (𝒑𝑲𝟏 + 𝒑𝑲𝒓)
pI= 2.77
29. Una vez que los AA codificables han sido incorporados a las
proteínas, pueden sufrir ciertas transformaciones que dan lugar a
los AA modificados. Entre las modificaciones más frecuentes
destacan:
Hidroxialción
Carboxilación
Adición de Iodo
Fosforilación
Glicosilación
Condensación
30. Algunos aminoácidos no forman parte de ninguna proteína: no
existe ningún codón o triplete para ellos. En este caso actúan como
intermediarios o precursores de diferentes reacciones del
organismo.
1.- D-AMINOÁCIDOS: La D-Ala y el D-Glu forman parte del peptidoglicano
de la pared celular de las bacterias. La gramicidina S es un péptido con
acción antibiótica que contiene D-Phe. En ciertos péptidos opioides de
anfibios y reptiles también aparecen D-aminoácidos.
2.- a-AMINOÁCIDOS NO PROTEICOS: La L-ornitina y la L-citrulina son
importantes intermediarios en el metabolismo de la eliminación del
nitrógeno y la creatina (un derivado de la G) juega un papel importante
como reserva de energía metabólica. También pertenecen a este grupo
la homoserina y la homocisteína
3.- ϒ-AMINOÁCIDOS: En estos AA, el grupo amino sustituye al último
carbono, no al carbono α. La β-Alanina forma parte de algunos coenzimas,
y el ácido ϒ-aminobutírico es un importante neurotransmisor.
31. Rompiendo dogmas:
La Selenocisteína es un aminoácido PROTÉICO con acción
enzimática, encontrado en
arqueobacterias, bacterias y
eucariotas (incluídos mamiferos). Codificado por el CODÓN
STOP (UGA).
La Pirrolisina es otro aminoácido PROTÉICO con acción
enzimática, de una arqueobacteria metanogénica. Codificado
por el codón STOP (UAG).
De lo anterior podemos concluir que:
Pueden existir algunos aminoácidos Proteinogénicos codificados
por codones diferentes a los 20 habituales.
El código genético puede tener sinónimos o variantes; así el
codón STOP puede significar “alto” o bien: otro aminoácido.
32. El primer aminoácido que se descubrió fue la
asparagina (1806).
La mayoría de los nombres de los aminoácidos
provienen de la fuente de la cual se aislaron:
• Asparagina: espárrago
• Glutamato: gluten de trigo
• Tirosina: Queso (en griego “tyros”)
• Glicina: Dulce (en griego “glycos”)
33.
34. Son los polímeros de los aminoácidos
A las uniones de los aminoácidos se les llama
“Enlaces peptídicos”.
El EP se forma por una reacción de condensación
entre el grupo carboxilo de un AA y el grupo
amino del siguiente.
El EP es un enlace AMIDA.
Hidrólisis
Condensación
Enlace peptídico
35. A cada AA que conforma un péptido o proteína se
le llama “residuo”.
Como consecuencia del EP sólo el grupo amino
del primer aminoácido (amino terminal) y el
grupo carboxilo del último (carboxilo terminal)
tienen capacidad de ionización.
Excepto ácidos y bases cuyas cadenas no
participan en el EP.
Carboxilo terminal
Amino terminal
Enlace peptídico
37. La Prolina es un caso un poco diferente a los anteriores, ya que su anillo pirrolidínico
Radical, está formado en parte por su alfa amino. Pero esto no le resta la posibilidad
para formar enlaces peptídicos; aunque tendrá algunas características especiales,
como interrumpir la formación de una α Hélice, ya que no encaja en su formación. Por
ello casi siempre se hallan en los extremos de las asas de las helices alfa.
38. A pH de 7: los grupos ácidos (Carboxilo) se encuentran
ionizados y presentan carga negativa; y los grupos
básicos (Aminos) se encuentran protonados con carga
positiva.
Nota importante la forma que tiene la histidina (His) en este ejemplo puede parecerte a simple
vista que no se parece a la de tu tabla. Pero es la misma.
39. A pH ÁCIDO: los grupos ácidos (Carboxilos) están
protonados (COOH). Y los grupos básicos (Aminos)
presentan carga positiva.
40. A pH Básico: los grupos ácidos (Carboxilos) están
ionizados (COO-), y los grupos básicos (Aminos) han
perdido su protón.
41. Considere el péptido siguiente:
Lys-Ser-Tyr-Val-Phe-Lys-Cys
La alfa Quimiotripsina es una enzima digestiva muy
específica que rompe sólo los enlaces peptídicos en los que
participa el grupo carboxilo de los aminoácidos
aromáticos. Indique qué efecto tendría esta enzima sobre
el siguiente péptido y los productos de la reacción
catalizada por esta enzima.
Por tal motivo, los productos de la reacción serán:
Lys-Ser-Tyr
Val-Phe
Lys-Cys
42.
43.
44.
45. Las características de los AA que conforman la cadena
determina la forma y función de la proteína.
Todos los organismos contienen miles de proteínas distintas y
con diversas funciones.
Ribunucleasa
Bovina
Pancreática A, contiene
124
residuos
de
aminoácidos . 4 puentes
disulfuro (S-S) forman
enlaces cruzados en este
polipéptido entre Cys26 y
Cys84, Cys40 y Cys95, Cys58
y Cys110, y Cys65 y Cys72.
46.
47.
48. Principales tipos de funciones
proteicas
Ejemplos
Estructurales:
Proporcionar soporte mecánico a células
y tejidos
• Colágeno y la Elastina: son constituyentes comunes de la
matriz extracelular, y forman fibras en tendones, ligamentos,
y hueso.
• Tubulina: forma microtúbulos rígidos y duros.
• Queratina: forma fibras que refuerzan a las células
epiteliales; piel, uñas, pelo, plumas, otras.
Transporte:
Llevan sustancias vitales a todo el
organismo.
•
•
•
•
Albúmina: transporta lípidos.
Hemoglobina: transporta O2 y CO2.
Transferrina: hierro.
Citocromos: electrones en las mitocondrias y cloroplastos.
Reguladoras:
Actúan como hormonas, regulan varios
procesos fisiológicos.
• Insulina y glucagón: regulan el metabolismo de la glucosa.
• Somatotropina: Es la hormona del crecimiento, estimula el
crecimiento de los huesos y de los cartílagos.
• La sustancia P: media la sensación de dolor en el sistema
nervioso.
Catalíticas:
Actúan acelerando las reacciones
químicas en el organismo (enzimas).
• Pepsina: Degrada a proteínas de la dieta en el estómago .
• Amilasa: se encuentra en la saliva y tiene función catabólica
en almidón y glucógeno.
• Lipasa: actúa en la digestión química de lípidos.
• Lactasa: imprecindible en el catabolismo de la lactosa. La
falta de ella genera la intolerancia a la Lactosa.
• DNA polimerasa: copia el ADN.
49. Principales tipos de funciones
proteícas
Ejemplos
Contráctiles:
Confieren a los organismos la capacidad
de desplazarse o de cambiar de forma.
• Actina y Miosina: Forman las miofibrillas responsables de
la contracción muscular.
• Dineína: Responsable del movimiento de los cilios y
flagelos.
Defensiva y protectoras:
Defienden y protegen al organismo contra
sustancias extrañas.
• Inmunoglobulinas: son los anticuerpos que se sintetizan
cuando penetran moléculas extrañas (antígenos) en el
organismo.
• Trombina y fibrinógeno: intervienen en la coagulación lo
que impide la perdida de sangre.
• Mucina: en el tracto digestivo y respiratorio tienen
funciones bactericidas.
De Reserva:
Almacenan pequeñas moléculas o iones
• Ferritina: almacena hierrro.
• Ovoalbúmina: en la clara de huevo se utiliza como una
fuente de aminoácidos para el desarrollo del embrión de
ave.
• Caseína: en la leche, es una fuente de aminoácidos para las
crías de mamíferos.
Reconocimiento de señales Receptores.
En la superficie celular existen
receptores…
•
•
•
•
•
•
Hormonales
Neurotransmisores
De anticuerpos
De Virus
De bacterias
Etc.
50. Fibrosas:
Largas
Forma de varilla
Insolubles en agua
Funcionan como protección y soporte principalmente.
Ejemplos: el colágeno, la queratina, la elastina, la fibrina, la
miosina, otras.
Colágeno una proteína
fibrosa
51. Globulares:
Esféricas compactas
Hidrosolúbles
Complejas
Físicamente correosas (se pueden doblar y estirar sin romperse)
Múltiples funciones, algunas de ellas: enzimas, transporte,
hormonas, otras.
Ejemplos: hemoglobina, inmunoglobulinas, albúmina, insulina,
amilasa, otras.
Hemoglobina
52. Simples:
Contienen sólo aminoácidos
Ejemplos: albumina, queratina , histonas, globulinas, etc.
Conjugadas:
Consta de proteína simple combinada con un componente no
proteico (grupo prostético).
53.
54. Primaria:
Es la secuencia de aminoácidos en una cadena polipeptidica.
Secundaria
Plegado de segmentos de polipéptidos cortos (3 a 30 residuos) y
contiguos. α ó β
Terciaria
Los segmentos secundarios se pueden plegar en interacciones
con los residuos (aa) más alejados de la misma secuencia.
Cuaternarios
Varias cadenas asociadas formando una unidad funcional.
57. α Hélice:
Estructura en forma de tornillo
Dextrógira (giro a la derecha)
De 3,6 residuos (aa) por vuelta
Distancia de giro 5.4 Amnstrons
Estabilizada por puentes de hidrógeno entre
los grupos –NH de los enlaces peptídicos y el
carbonilo, cuatro residuos más adelante.
58.
59.
60. Cómo distinguir entre dextrógiro y
Levógiro:
Existe un método sencillo para
determinar el sentido de giro de una
estructura helicoidal. Cierre los
puños dejando el pulgar estirado y
dirigido hacia arriba. Observando
su mano derecha, imagine una
hélice que se prolonga en la
dirección indicada por el pulgar y
con su espiral girando en el sentido
que se pliegan los otros 4 dedos. La
hélice resultante es dextrógira.
Si lo haces con tu mano izquierda
obtendrás la levógira.
Levógiro
Dextrógiro
61.
62. Lámina β:
Dos o más polipéptido adyacentes forman puentes de hidrogeno.
Su forma asemeja una serie de pliegues en zigzag.
Pueden ser paralelos (mismo sentido) ó antiparalelos (opuesto).
Suelen tener una longitud de 5 a 6 residuos.
Las laminas antiparalelas, tienen zonas alternadas de puentes de
hidrógeno próximos y separados que se disponen
perpendiculares al eje de la hebra.
En las láminas paralelas, lo hacen a distancias semejantes pero
formando un ángulo con la dirección de las hebras. Es decir
forman puentes de hidrógeno más débiles entre las cadenas
adyacentes. Son menos estables.
63.
64. En realidad son un tercer tipo de estructura secundaria.
Compuesta por 4 residuos.
Permiten que se produzca un cambio de dirección de la cadena
de 180º.
Se estabiliza por puentes de hidrógeno entre el grupo carboxilo
del primer residuo y el el grupo amino del cuarto.
Generalmente se encuentran constituídos por residuos de Pro y
Gly.
En la Gly por ser un residuo pequeño y flexible; y en la Pro, por
su configuración imino particularmente adecuada para la
formación de un giro cerrado.
65.
66. Son combinaciones de varios elementos estructurales
secundarios combinados (helices α, láminas β y giros β).
a) βαβ, b) αα, c) meandro β, d) llave griega
67.
68. Es la representación real tridimensional de la proteína.
La estructura 3D y la función de la proteína depende de su
secuencia de aa.
La estructura 3D se estabiliza mediante diferentes tipos de
enlaces e interacciones.
69. Son regiones diferenciadas dentro de la estructura terciaria de las
proteínas.
Actúan como unidades autónomas de plegamiento y/o desnaturalización
de las proteínas.
Es la asociación de distintos dominios lo que origina la estructura
terciaria y mantiene su conformación tridimensional.
Cada Dominio puede conferir una función específica.
70. Nota : el puente disulfuro
es un enlace más fuerte a
comparación de los otros,
aunque no tan común. Es
cavalente, a diferencia de
los otros.
71. Las fuerzas hidrofóbicas contribuyen al plegamiento de las proteínas en
conformaciones compactas. Las cadenas laterales de los AA polares tienden
a reunirse en el exterior de la proteína plegada, donde pueden interactuar
con el agua; las cadenas laterales de los AA no polares quedan en el
interior para formar centros hidrófobos compactos de átomos que rechazan
el agua .
72. Asociación de varias cadenas proteicas para formar una
proteína multimérica.
Subunidades iguales: Homomultímero
Subunidades diferentes: Heteromultímeros.
Protómero: es el grupo de subunidades que se repite.
73. N Terminal en color Purpura; C Terminal en color rojo.
74.
75. Es el proceso de destrucción de la estructura de la proteína.
Normalmente no incluye la ruptura de enlaces peptídicos.
Puede ser parcial o total la perdida de su actividad biológica y
su forma física.
Y puede ser por:
•
•
•
•
•
•
•
•
Ácidos y bases fuertes
Disolventes orgánicos
Detergentes
Agentes reductores
Concentración salina
Iones metálicos pesados
Cambios de temperatura
Agresión mecánica.
76. Agentes o procesos que
desnaturalizan a las proteínas
Descripción
Ácidos y bases fuertes
Los cambios de pH dan lugar a protonación de algunos grupos
laterales de la proteína, lo cual altera los patrones de enlace
del hidrógeno y los puentes salinos .
Disolventes orgánicos
Los disolventes orgánicos hidrosolubles, como el etanol,
interfieren con las interacciones hidrófobas, ya que
interaccionan con los grupos “R” apolares y forman enlaces
de hidrógeno con el agua y los grupos polares de la proteína.
Detergentes
Estas moléculas anfipáticas (que tienen componentes
hidrófobos e hidrófilos) rompen las interacciones hidrófobas,
haciendo que se desplieguen las proteínas en cadenas
polipeptídicas extendidas.
Agentes reductores
En presencia de reactivos como la Urea, los agentes reductores,
como el β- mercaptoetanol, convierten los puentes disulfuro en
grupos sulfhidrilos. La Urea rompe los enlaces de hidrógeno y
las interacciones hidrófobas .
Cambios de Temperatura
Al aumentar la temperatura, aumenta la velocidad de
vibración molécular. Finalmente, se rompen las interacciones
débiles como los enlaces de hidrógeno, y la proteína se
despliega .
77. Agentes o procesos que
desnaturalizan a las proteínas
Descripción
Concentración salina
La unión de iones salinos a los grupos ionizables de una
proteína , disminuye la interacción entre los grupos de carga
opuesta sobre la molécula proteica , formando un precipitado.
Iones metálicos pesados
Los metales pesados como el Mercurio y el plomo afectan de
diversas maneras a la proteína. Pueden romper los puentes
salinos al formar enlaces iónicos con los grupos e carga
negativa. Pueden formar enlaces con los grupos sulfhidrilos.
Entre otros.
Agresión mecánica
Las acciones de agitación y trituración rompen el delicado
equilibrio de fuerzas que mantienen la estructura proteica .
78.
79. 20n: Donde “n” es la cantidad de aa. Representa las posibles
combinaciones de secuencias que podemos llegar a formar.
Si por ejemplo te dijera tu maestro que escribas todos los
péptidos que se pueden formar con la combinación de 4
aminoácidos, sería: 204= 160,000 combinaciones diferentes o
péptidos diferentes.
Sin embargo sólo una fracción de estos es estable.
Profesor Cristian Omar Alvarez De La Cruz
81. Si quieres ver un resumen general explicado de todo lo
concerniente al tema de proteínas te dejo el siguiente enlace.
Está son 11 videos muy didácticos que te ayudaran a entender y
razonar los temas de una forma sencilla y completa.
Profesor Cristian Omar Alvarez De La Cruz
84.
Lehninger Principios de Bioquímica por David L. Nelson and M. Cox. Quita Edición
Bioquímica. Por Richard Harvey y Denise Ferrier. Quinta edición. Editorial Lippincotts.
Bioquímica Humana Texto y atlas de Koolman – Roehm. Editorial Panamericana, 4ta Edición.
Bioquímica Ilustrada de Harper. Editorial Lange. 28ª Ed¡dición.
Bioquímica Conceptos esenciales de Feduchi. Editorial Panamericana.
Bioquímica “La base molecular de la vida” de Trudy y James Mckee. Editorial McGrawHill.
Tercera edición.
BiochemIstry of R.H. Garrett and C.M.Grisham. Third Edition.
Fundamentals of Biochemistry of Voet. Fourt edition.
Biochemistry of Campbell and Farrell.
