Estructura tridimensional proteínas

Estructura y función de las Estructura y función de las proteínasproteínas

Configuración: arreglo espacial de los átomos en una Configuración: arreglo espacial de los átomos en una proteína.proteína.

Las conformaciones que existen en determinadas condiciones son, usualmente, las que son termodinámicamente más estables termodinámicamente más estables (con menor energía de Gibbs “G”).

Las proteínas que se encuentran en alguna conformación funcional son llamadas proteínas nativas.proteínas nativas.

La configuración se da por:La configuración se da por:

•Interacciones con agua (aa hidrofilicos o hidrofobicos).Interacciones con agua (aa hidrofilicos o hidrofobicos).•Máximo numero de puentes de H.Máximo numero de puentes de H.•Interacciones entre los aa; por carga eléctrica (Puentes de Interacciones entre los aa; por carga eléctrica (Puentes de sal) o entre SH de cisteínas (Puentes disulfuro).sal) o entre SH de cisteínas (Puentes disulfuro).

Cada enlace peptídico (C-N) tiene carácter de doble enlace debido a la resonancia y no puede rotar.

N-C y C-C pueden rotar en ángulos designados ɸ (phi) y ψ (psi), respectivamente.

Al graficar los angulos ɸ y ψ se obtiene una gráfica de Ramachandran.

Residuos de L-Ala.

Las partes azules representan rotaciones posibles

right-handed helix

Estructura secundaria: α Hélice.

Cinco fenómenos pueden afectar la estabilidad de la hélice: 1) Repulsión electrostática entre grupos R de aa cercanos, (2) Amontonamiento de grupos R adyacentes, (3) Interacciones entre grupos R lejanos, (4) La presencia de residuos de Pro y Gly, y (5) Interacción de residuos de aa a los extremos de la hélice y el dipolo que forma.

Hojas Hojas ββ paralelas paralelas (misma dirección) y y antiparalelas antiparalelas (direcciones contrarias)

Estructura secundaria: β.

Estructura secundaria: Giros y vueltas.

Giros Giros ββ

Ramachandran de varias estructuras.

Probabilidad relativa de que un aa dado aparezca en la estructura terciaria.

En resumen:

La estructura secundaria es el arreglo regular de residuos de aa en un segmento de un polipeptido, en el cual cada residuo esta espacialmente relacionado a sus segmentos vecinos.

Las estructuras secundarias más comunes son la alfa hélice, la conformación β y los giros β.

Estudio de las ProteínasEstudio de las Proteínas

Cromatografía

Cromatografía de intercambio Iónico

Cromatografía de exclusión de tamaño.

Cromatografía de Afinidad

HPLC

Electroforesis

SDS- PAGEElectroforesis en geles de poliacrilamida

Determinar peso molecular

Electroforesis en 2D.

Electroforesis en 2D.

Proteína Total Proteína Total

Punto IsoeléctriocoPunto Isoeléctrioco

Gradiente de pH

PesoPesoMolecularMolecular

Punto Isoelectrico

Peso molecular

Gel 2D

Actividad y actividad específica.

Actividad: se refiere a las unidades totales de enzima en una solución

Actividad especifica: el numero de unidades de enzima por miligramo de proteína.

Canicas rojas representan enzimas

En resumen

Las proteínas se separan y se purifica gracias a las diferencias en sus propiedades.

Una amplia gama de técnicas cromatográficas hace uso de diferencias de tamaño, afinidades de unión, carga, y otras propiedades. Estos incluyen intercambio iónico, exclusión por tamaño, la afinidad, y cromatografía de líquidos de alto rendimiento.

Electroforesis separa las proteínas sobre la base de la masa o carga.

Electroforesis en gel de SDS e isoelectroenfoque se pueden utilizar por separado o en combinación para una mayor resolución.

Purificación puede ser monitoreada analizando actividad específica

Secuenciación de polipeptidos

Ruptura de puentes disulfuro

Romper, secuenciar y ordenar

Síntesis química de un péptido en un soporte insoluble.

Dada su estructura terciaria y cuaternaria, las proteínas se clasifican en:

Proteínas Fibrilares y Proteínas GlobularesProteínas Fibrilares y Proteínas Globulares

Estructura del Pelo

El pelo es un arreglo de muchas filamentos de queratina.

Colageno

Estructura de fibras de colágeno

Estructura de la seda.

Las proteínas globulares son compactas y variadas.

Estructura secundaria de mioglobina de ballena.

Grupo Hemo.

Estructura tridimensional de proteínas globulares.

Structural domains in the polypeptide troponin C.

Arreglos de estructura secundaria que conforman la terciaria.

SUPERSECUNDARIA

Formación de dominios grandes a partir de dominios pequeños.

Organización de proteínas basado en dominios

Todo con alfa hélices

Todo con Betas

Alfa / Betas

Alfa + Beta

Estructura cuaternaria

Deoxihemoglobina

Simetría cíclica en proteínas

Viral capsids. (a) Poliovirus

Capside viral, poliovirus

Virus del mosaico del tabaco

En resumen:

La estructura terciaria es la estructura tridimensional completa de un polipéptido.

Dos clases de proteínas según su estructura terciaria: Fibrosas y globulares.

Proteínas fibrosas, son principalmente estructurales, tienen elementos simples repetidos.

Proteína globular, Estructura terciaria complicada. Compactas. Su estructura se puede estudiar analizando subestructuras estables (supersecundarias).

Las regiones de un polipéptido que se pueden plegar establemente e independientemente son llamados dominios.

La estructura cuaternaria resulta de las interacciones entre subunidades de proteínas multiméricas. Las subunidades se relacionan por simetría rotacional o helical.

Desnaturalización de proteínas.

Renaturalización de proteínas

Vía de plegamiento

Chaperonas en plegamiento

GroEL/GroES

Tarea:

Bioquímica interactiva

Proteínas