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8/18/2019 Tema 5 Aminoc3a1cidos y Proteinas
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Tema 5: aminoácidos yproteínas
1. Los aminoácidos
2. Propiedades de los aminoácidos
3. El enlace peptídico
4. Estructuras 1aria y 2aria de las proteínas
5. Estructuras 3aria y 4aria de las proteínas
6. Propiedades de las proteínas
7. lasi!caci"n de las proteínas: #oloproteínas y
#eteroproteínas
$. %i&ersidad 'uncional de roteínas
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GRUPO CARBOXILO
GRUPO AMINO
La cadena lateral es distinta en cada aminoácido ydetermina sus propiedades químicas y biológicas
TEÍNAS : (del )rie)o proteios* +ue si)ni!ca ,primero o principal-las mol0culas or)ánicas más aundantes en la c0lula: 5 de su peso
&ienen en el 'uncionamiento y la estructura del or)anismoicamente 'ormadas por: C, H, O, N
eces: S, P, H, Cu, Mg, Zn y I
• %i'erenciamos:• 2 aas proteicos • 15 no proteicos
• /on:
- sólidos - solubles en agua
- !is"ali#ables
- inolo!os o $ooolo!eados
- $un"o de %usión &
+- os aino.idos
AMINO/CI0OS : monómeros de las proteínas
Tema 5:aminoácidos y
proteínas
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lanina (la o 8alina (8al o 8 Leucina (Leu o L soleucina (le o
9etionina (9et o9
enilalanina (P#e o
Tript"'ano (Trp o;
- AMINOÁCIDOS HIDRÓFOBOS -
R hidrocarbonados no polares
(siempre ocultos al medio acuoso)
Prolina (Pro o P
Tema 5:aminoácidos y
proteínas
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/erina (/er o /
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AMINO/CI0OS
/CI0OS(car)a ne)ati&a a p?7
(tienen un grupo ácido )
AMINO/CI0OS
1/SICOS(car)a positi&a a p? 7
(tienen un grupo amino )
Lisina (Lys o @
r)inina (r) oA
?istidina (?is o
?
Bcido aspártico(sp o %
Bcido )lutámico (
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Tema 5:aminoácidos y
proteínas
• En todos los aas estándar el arono C es asim0trico... En todosexcepto en UNO
¿En cuál?
GLICINA (Gly)
• %eido al ordenamiento tetra0drico de los enlaces alrededordel C* los cuatro sustituyentes pueden ocupar dos
ordenamientos di'erentes +ue son . . .
IM/2ENES ESPEC3ARES
ENANTIÓMERO o ESTEREOISÓMEROS
P!o$iedades de los aas
OMERÍA 0E OS AMINO/CI0OS
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Tema 5:aminoácidos y
proteínas
ENANTIÓMERO o ESTEREOISÓMEROS
-aino.idos
tienen el )rupo amino a la i#4uie!da0-aino.idos tienen el )rupo amino a la de!e5a
Todos los aas $!o"eios son de la se!ie
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• En una disoluión auosa los aminoácidos están ioniDados y
pueden actuar como ácidos o como ases:NH' (aa en disoluci"n NH67 8 base d9bil
COOH (aa en disoluci"n COO- 7 H7 8 .ido d9bil
PIE0A0ES /CI0O-1ASE 0E OS AMINO/CI0OS
Tema 5:aminoácidos y
proteínas
• los aas ioniDados se les denominan #i""e!iones (del alemán
“iones híbridos”)
• Los #i""e!iones son el9"!iaen"e neu"!os
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• El #i""e!ion puede actuar como :/CI0O (dador de protones) 1ASE (aceptor de protones)
Tema 5:aminoácidos y
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R E C O R D E M O S :
NH2 7 H7
COOH
7 H7
ÁCIDO(dador de H+)
BASE(aceptor de H+)
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• El $un"o isoel9"!io ($I es el p? al cual el aminoácido'orma un ion #írido y la car)a neta (forma un zwitterion
• ada aa tiene un $I característico* propiedad +ue se utiliDapara la electro'oresis
• Fn ion dipolar se puede comportar* seg;n el $H de ladisoluión* como:• neutro (pH = punto isoeléctrico) G NH67
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Tema 5:aminoácidos y
proteínas
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• Tami0n tienen acti&idad "ptica: dependiendo de #acia dondedes&íen el plano de luD polariDada serán:• %EITAJ
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Tema 5:aminoácidos y
proteínas
pH disolución Copo!"#i$n"o d$l#ino%cido
&o!#s 'uic#s
N$u"!o(pH=pI)
Zwitterion NH3+
COO-
Ácido (↑ H+)(pH < pI)
Como una base NH3+
COOH
B%sico (↓ H+)(pH pI)
Como un !cido NH"COO-
RESMIENDO*
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• as +ue deen ser in)eridos en la dieta de HETER>TRO=OS por+ue no somos capaces de sintetiDarlos:
• he
• !le
• "eu
• "#s
• $et
• %hr
• %rp
• &al• His
(en lactantes)
MINO/CI0OS ESENCIAES
•
Los or)anismos A3T>TRO=OS pueden sintetiDar todos a+uellosaas +ue necesitan para su metaolismo
Tema 5:aminoácidos y
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• Los aa se unen entre sí por enlaes $e$"@dios('nlace coalente entre el **H # H, de , aas con pérdida de
molécula de H,*)• Los aas unidos se pasan a llamar !esiduos• /e 'orma di$9$"ido (2* "!i$9$"ido (3* oligo$9$"ido ( 5*
$oli$9$"idos ( aa
E+"!$o N"$!in#l Extremo AMINO-TERMINAL
E+"!$o C"$!in#l Extremo CARBOXILO-
TERMINAL
- El enlae $e$"@dio Tema 5:
aminoácidos yproteínas
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Reaccionan el grupo carboxilo de
un aminoácido y el amino de otro
Enlace peptídico
Grupo N - terminal
Grupo -terminal
!lano del enlacepeptídico
=ORMACI>N 0E ENACE PEPTÍ0ICO Tema 5:
aminoácidos yproteínas
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• Por con&enio se nomran empeDando por el =Mterminal Mterminal
Tema 5:aminoácidos y
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N"-Gly-Ile-Val-Cys-Glu-Gln-Ala-Ser-Leu-Asp-Arg-Cys-Val-Pro-Lys-Phe-Tyr-Thr-Leu-His-Lys-Asn-C"
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•
Es un enlace co"alente más cortoque la mayoría de los enlaces C ! N
• !osee cierto carácter de dobleenlace# lo que le impide girar
libremente
• Los cuatro átomos del enlace"C#O $ N!%& se encuentransobre el mismo plano
• Los $nicos enlaces que pueden girar sonlos %ormados por C!C y C!N
CARACTERÍSTICAS 0E ENACE PEPTÍ0ICO
Tema 5:aminoácidos y
proteínas
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PTI0OS B OI2OPPTI0OS 0E INTERS 1IO>2ICO
• OITOCINA: #ormona +ue re)ula las contracciones del Ntero
• AR2ININA ?ASOPRESINA: #ormona +ue re)ula la p0rdida de
a)ua• INS3INA y 23CA2>N: re)ulan el ni&el de aDNcar en san)re
• 23TATI>N: transporta aas al eOterior de la c0lula
• 2RAMICI0INA-S y ?AINOMICINA: transporte de iones a
tra&0s de ms iol")icas
Tema 5:aminoácidos y
proteínas
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#$%&'C%'& # *$ &O%#,N$
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#$%&'C%'& # *$ &O%#,N$
T 5
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• &odas las proteínas la tienen'
• (ndica los aminoácidos que la %ormany el orden en el que están colocados'
•Está dispuesta en )ig)ag por laplanaridad del enlace peptídico'
•El n$mero de polip*ptidos di%erentesque pueden %ormarse es+
,nN$mero deaminoácidosde la cadena
Es la estructura más sencilla pero la másimportante ya que determina el resto de lasestructuras proteicas'
STR3CT3RA PRIMARIA 0E AS PROTEÍNAS
s"!u"u!a *a!ia y 'a!ia de las $!o"e@nas Tema 5:
aminoácidos yproteínas
T 5
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Es"!u"u!a 'a!ia: es la disposici"n espacial +ue adoptan lasecuencia de aminoácidos o estructura primaria para ser estale.
Es consecuencia directa de la capacidad de )iro +ue poseen losaronos asim0tricos de los aminoácidos.
Tema 5:aminoácidos y
proteínas
Los modelos más 'recuentes son:
-HICECON=ORMACI>N o /MINA PE2A0A
Fna misma proteína puedetener una re)i"n en -59lie y otra en l.ina$legada
El tipo de estructura 2aria+ue adopte una proteínadepende de su 'unci"n
Tema 5
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STR3CT3RA SEC3N0ARIA 0E AS PROTEÍNAS: -HICE
• La cadena se "a enrollando en espiral
sobre sí misma debido a los giros enC'
•Los en'aces de (id)*+enoint)acatena)ios mantienen la estructura(entre [–NH] de un enlace peptídico y [–C=O] del ! aa)
•La %ormación de estos enlaces determinala longitud por "uelta ./ 012 nm3
•La rotación es 4acia la derec4a' adaaminoácido gira 56 con respecto alanterior' Hay 708 residuos por "uelta'
•Los grupos -/9 se orientan en la mismadirección y los -NH en dirección contraria'Los radicales quedan 4acia el exterior de laα -4*lice'
Tema 5:aminoácidos y
proteínas
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proteínas
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%,'ice
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proteínas
Tema 5:
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ESTR3CT3RA SEC3N0ARIA 0E AS PROTEÍNAS:
CON=ORMACI>N o /MINA PE2A0A
:isposiciónantiparalela
;lgunas proteínas conser"an su estructura primaria en )ig)ag y se asocian entre sí'
Los radicales se orientan 4acia ambos lados de la cadena de %orma alterna'
:isposiciónparalela
Las cadenaspolipeptídicas sepueden unir de dos%ormas distintas'
Enlacepeptídico
Enlaces de4idrógeno
adenas en direcciones =tMt y tM=t adenas en direcci"n =tMt
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proteínas
Tema 5:
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Ct
Ct
CtNt
Nt
Nt
%AEJ= =tMt y tM=t
( compacta y 'recuent
Tema 5:aminoácidos y
proteínas
Tema 5:
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Nt
Nt
Nt
Extremo
Ct
Ct
Ct
%AEJ= =tMt
(M compacta y 'recuent
Tema 5:aminoácidos y
proteínas
Tema 5:
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ESTR3CT3RA TERCIARIA 0E AS PROTEÍNAS
's el modo en .ue la proteína se encuentra plegada en el espacio
por lasuniones entre grupos R de diferentes aminoácidos
La estructura se estabili)a por uniones entre R de aminoácidos ale
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ESTR3CT3RA TERCIARIA 0E AS PROTEÍNAS
Tema 5:aminoácidos y
proteínas
Tema 5:
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ESTR3CT3RA TERCIARIA 0E AS PROTEÍNAS En las proteínas de ele&ado peso molecular* la estructura 3aria estáconstituida por doinios
(unidades de /0-100 aas conectados por polipéptidos
Los dominios se unen entre si mediante bisag!as (porci"n proteicaQeOile La estructura 2aria de los dominios puede ser di'erente (CM#0lice o
láminaR
aminoácidos yproteínas
Tema 5:
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ESTR3CT3RA TERCIARIA 0E AS PROTEÍNASaminoácidos y
proteínas
Tema 5:
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• La presentan las proteínas +ue tienen más de 1 cadenapolipeptídica (subunidad o $!o"óe!o
, cadenas = dímero 2 1 cadenas = trímero 2 3 cadenas =tetrámero
• Las cadenas se unen entre sí por in"e!aiones deliso "i$o 4ue las 4ue es"abili#an la es"!u"u!a 6a!ia
• El uso de suunidades puede presentar &entaSas: – Aeduce la cantidad de in'ormaci"n )en0tica necesaria – /i eOiste al)una suunidad de'ectuosa se elimina
'ácilmente y se conser&a el resto (a#orro de ener)ía ymateriales
ESTR3CT3RA C3ATERNARIA 0E AS PROTEÍNAS aminoácidos yproteínas
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#n resumen .a estructura de una prote/na0
,!i#!i# S$cund#!i# T$!ci#!i# Cu#"$!n#!i#
$ecuencia Con1ormaci2n sociaci2n
H.ice
Ho4a .e5ada
6.obu.ar
7ibrosa
$ubunidades i5ua.es
$ubunidades distintas
Combinaci2n
i.imitada deamino!cidos0
'ni2nept/dica
uente deHidr25eno
uente de Hidr25eno Interacciones8idro12bicas sa.inas e.ectrost!ticas0 7uer9as di:ersas no
co:a.entes0
P i d d d l " @ Tema 5:
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• Solubilidad: dependerá de la an"idad de aas
$ola!es +ue ten)a y +ue se localicen sore la super!cieeOterna de la proteína estaleciendo $uen"es de H on elH'O
• 0esna"u!ali#aión: rotura de los enlaces +uemantiene la estructura de la proteína.• /e pierde la estructura 4aria* 3aria y 2aria
• La proteína pierde su 'unci"n iol")ica
• En ciertas condiciones puede ser re&ersile
(Rena"u!ali#aión• ausas:o &ariaciones de %emperatura
o &ariaciones de pH
o 4ustancias seme5antes a aas6 .ue compiten con los grupos
ácido # amino para establecer puentes de H (p7e7 8rea)
P!o$iedades de las $!o"e@nas aminoácidos yproteínas
Tema 5:
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La desnaturali)ación es la p*rdida de las estructuras secundaria# terciaria y cuaternaria
!uede estar pro"ocada por cambios de pH# de temperatura o por sustancias desnaturali)antes
En algunos casos la desnaturali)ación puede ser re"ersible'
:esnaturali)ación
Renaturali)ación
!R9&E=N; N;&(>; !R9&E=N; :E?N;&@R;L(A;:;
0ESNAT3RAIZACI>N B RENAT3RAIZACI>N
aminoácidos yproteínas
Tema 5:i á id
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• Ca$aidad ao!"iguado!a: las proteínas tienen uncomportamiento an%ó"e!o (i)ual +ue los aas +ue la 'orman ya+ue pueden comportarse como ácidos o como ases. /oncapaces de amorti)uar las &ariaciones de p?.
• Es$eiidad: las proteínas son especí!cas en
di'erentes ni&eles: – Es$eiidad de %unión: reside en la posici"n de
determinados aas en la estructura 1aria
posición aas estructura aria estructura 39 función deesa proteína
Fna pe+uea &ariaci"n en la secuencia de aas puede&ariar (o #acer +ue pierda su 'unci"n
– Es$eiidad de es$eie: eOisten proteínas eOclusi&asde cada especie/in emar)o* lo más comNn es +ue las proteínas +ue
aminoácidos yproteínas
Cl i ió d l " @
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Clasiaión de las $!o"e@nas
HOOPROTEÍNAS: $!o"e@nas o$ues"as sólo
$o! aino.idos+ Seg;n su es"!u"u!a selasian en:P!o"e@nas b!osasP!o"e@nas globula!es
HETEROPROTEÍNAS: g!u$o $!o"eio 7 g!u$o$!os"9"io+ 0e$endiendo de la na"u!ale#a4u@ia del g!u$o $!os"9"io se lasian en:C!oo$!o"e@nasNuleo$!o"e@nas
2luo$!o"e@nas=os%o$!o"e@nasi$o$!o"e@nas
Cl i ió d l " @ Tema 5:i á id
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PROTE-NA FIBROA PROTE-NA GLOBULARE
• Generalmente# los polip*ptidos que las %orman seencuentran ordenados o enrrollados en 4aces paralelos'
• ?on proteínas insolubles en agua'
• &ienen %unciones estructurales o protectoras'
9LBGEN
9
C(9?(N ;
D@ER;&(N;?
(FR(N ;
EL;?&(N ;
?e encuentra en te
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%ETEROPROTE-NA GRUPO PROT.TICO E/EMPLO
G'0co1)ote2na G'3cido
Fibrinógeno .cicatri)ación3
Inmunoglobulinas .;c3
En su composici"n tienen:
• Fna proteína (g!u$o $!o"eio
• Fna parte no proteica (g!u$o $!os"9"io
C)omo1)ote2na Pi+mento .sustancia coloreada3
Porfirínicas (con
profirina)
Grupo hemo Hemoglobina .pigmento
respiratorio ro
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Hemoglobina (nmunoglobulina
Lipoproteína plasmática
EMPOS 0E HETEROPROTEÍNAS
aminoácidos yproteínas
ie!sidad %unional de las $!o"e@nas Tema 5:
aminoácidos y
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%eido a la )ran di&ersidad estructural* las proteínas pueden'unciones di&ersas
FUNCIÓN E/EMPLO
ie!sidad %unional de las $!o"e@nas aminoácidos yproteínas
" O#oal$%mina& clara del 'ue#o
" Caseína& lec'e
" eína& maí
" Hordeína& ce$ada
DE REER5A
lmacenan compuestos +uímicospara utiliDarlos como elementosnutriti&os o colaorar en la
'ormaci"n del emri"n" *ipoproteína& lípidos en el plasma
" Citocromos& e+ en las m$s de mitocondrias y cloroplastos
" Hemoglo$ina& O, en la sangre de #erte$rados
" -ioglo$ina& O, en los m%sculos
" Hemocianina& O, en la sangre de in#erte$rados
" eroal$%mina& ácidos grasos
DE TRANPORTE
/e unen a di&ersas sustancias ylas transportan a tra&0s de unmedio acuoso o a tra&0s dems celulares
" /ctina y -iosina& contracci0n muscular
mo#imiento de c1lulas ($acterias y esperma)
" 2lagelina& 3orma parte de 3lagelos
" 4ineína& mo#imiento de cilios
CONTRÁCTIL
Participan en la contracci"n ymo&imiento
Tema 5:aminoácidos y
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FUNCIÓN E/EMPLO
aminoácidos yproteínas
" 5rom$ina& coagulaci0n de la sangre
" 2i$rin0geno& coagulaci0n de la sangre
" /nticuerpos& de3ensa de in3ecciones
PROTECTORA O DEFENI5A
Prote)en y de!enden alor)anismo
" 6odopsina& en la retina7 con#ierte una se8al luminosa enun impulso ner#ioso
TRANDUCCIÓN DEE6ALE
nte una seal eOtracelular* lasproteínas son mediadoras para+ue la c0lula produDca unarespuesta
" 9nsulina y :lucag0n& secretadas por el páncreas;
regulan el meta$olismo de la glucosa
" omatotropina& regula el crecimiento corporal
%ORMONAL
/on capaces de controlarimportantes 'unciones celulares
" :lucoproteínas& en la mem$rana plasmática
" Histonas& en cromosomas
" 5u$ulina& 3ormaci0n del 'uso mit0tico7 m#tos de la c1lula
" Colágeno& resistencia mecánica a te
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FUNCIÓN E/EMPLO
aminoácidos yproteínas
" /l$%mina& controla el pH %OMEOTÁTICA
9antienen el e+uilirio del mediointerno y colaoran en elmantenimiento del p?
" :lucoproteínas
RECONOCIMIENTO DEE6ALE 7U-MICA
/e sitNan en la super!cieeOterna de la m plasmática*donde reconocen #ormonas*neurotransmisores*anticuerpos* &irus* acterias
EN8IMÁTICA
umentan la &elocidad de lasreacciones +uímicas de los seres&i&os
En)imas
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