Upload
cristina-gonzalez-rojo
View
219
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Farmacia
Citation preview
Los 20 aminocidos proteinognicos:
- Menos para la prolina, la cabeza es idntica en todos ellos.
- Las caractersticas qumicas que los diferencian radican en la cadena lateral.
Nombre 3 L 1 L
Glicina Gly G
Alanina Ala A
Valina Val V
Leucina Leu L
Isoleucina Ile I
Cistena Cys C
Prolina Pro P
Serina Ser S
Treonina Thr T
Metionina Met M
Histidina His H
Arginina Arg R
Tirosina Tyr Y
Fenilalanina Phe F
Asprtico Asp D
Glutmico Glu E
Asparagina Asn N
Glutamina Gln Q
Lisina Lys K
Triptfano Trp W
Quiralidad de los aminocidos:
- 19 de los 20 aminocidos presentan al menos un centro quiral
- Solo los ismeros L participan en la formacin de las protenas
Caractersticas de los aminocidos con cadena lateral hidrofbica 1 (cadenas alifticas)
- Son poco reactivos y sus cadenas laterales se orientarn lejos del entorno polar o acuoso.
- Responsables principales del plegamiento proteico.
- tiles para formar las superficies de interaccin protena-protena
Glicina Alanina
Metionina Isoleucina Leucina
Prolina Valina
Caractersticas de los aminocidos con cadena lateral hidrofbica 2 (cadenas aromticas)
Fenilalanina Tirosina Triptfano
- Son poco reactivos y sus cadenas laterales se orientarn lejos del entorno polar o acuoso.
- Muy voluminosos, interfieren en el plegamiento de la protena. Son escasos.
- El grupo fenlico de la tirosina puede ser fosforilado en cascadas de sealizacin.
- Por su carcter aromtico presentan absorbancia a 280 nm.
Caractersticas de los aminocidos con cadena lateral polar sin carga
Serina Treonina Cistena
Asparagina Glutamina
- Son reactivos y sus cadenas laterales se orientarn hacia el entorno polar o acuoso, situndose en la superficie de las protenas.
- Se suelen encontrar en el centro activo.
- Ser y Thr pueden formar steres con grupos cidos y ser fosforiladas en las cascadas de sealizacin.
- Cys puede formar enlaces disulfuro y complejos de coordinacin con metales.
- Ser, Thr y Asn sirven de anclaje para la glicosilacin
Enlace disulfuro
Glicosilacin de protenas
Caractersticas de los aminocidos con cadena lateral polar ionizable (cidos y bsicos)
Lisina Arginina Histidina
Asprtico Glutmico
- Son reactivos y sus cadenas laterales se orientarn hacia el entorno polar o acuoso, situndose en la superficie de las protenas.
- Se suelen encontrar en el centro activo.
- Pueden formar puentes salinos.
- Asp y Glu pueden dar reacciones de esterificacin con alcoholes.
- His es el nico que tiene grupo ionizable cerca del pH fisiolgico (pK = 6,0)
Aminocidos modificados en las clulas
- Las modificaciones se producen en los aminocidos despus de que se ha sintetizado la protena. Forman parte de las Modificaciones post-traduccionales.
Los aminocidos como electrolitos
Carga neta +1 0 -1
- Como son cidos y bases dbiles, su disociacin depende del pH del entorno
- Las constantes de disociacin de los grupos amino y carboxlico de los aminocidos son ms bajas por el efecto inductivo recproco entre ellos.
- Con menor intensidad, las cadenas laterales tambin lo sufren.
(pH)
Constantes de los aminocidos
Curvas de titulacin de los aminocidos
Zonas de mxima capacidad de tamponamiento Punto Isoelctrico (PI): el aminocido no tiene carga neta
Clculo del Punto Isoelctrico:
Aminocido sin cadena lateral ionizable Aminocido con cadena lateral ionizable
PI = (pKa + pKb) PI = (pKCL + pKms prximo)
El enlace peptdico
40% de enlace doble
X
- Es un enlace amida
- Debido a la tautomera ceto-enlica tiene un 40% de doble enlace
- Presenta momento dipolar en la direccin del grupo amino
- Tiene estructura plana por su participacin de doble enlace
- El enlace peptdico no tiene libertad de giro, pero s los enlaces C-Ca y N-Ca anterior y posterior
Estructuras de las protenas
- Las protenas son polmeros de aminocidos unidos por enlaces peptdicos
Cadena principal (peptdica)
Cadenas laterales
- El giro alrededor de los enlaces Ca-N y Ca-CO determina los ngulos Conformacionales
- Giro del enlace Ca-N ngulo f - Giro del enlace Ca-CO ngulo y
- Determinan el movimiento de los planos peptdicos
- Su repeticin genera las estructuras secundarias
- No todos los valores de ngulos estn permitidos
- Las cadenas laterales o los grupos CO y NH interfieren el giro
- Los planos peptdicos se unen entre si por los carbonos a
(Ver archivo MAGE)
Fuerzas que intervienen en el mantenimiento de la estructura de las protenas
En orden de fortaleza son: - Covalentes: enlaces di-sulfuro - Inicas: puentes salinos - Electrostticas
- Enlaces de hidrgeno - Interacciones dipolares - Van der Waals
- Entrpicas: Interacciones hidrofbicas
Interacciones entrpicas
- Los enlaces di-sulfuro son las ms fuertes pero son reversibles (en reacciones de oxido-reduccin) - Las interacciones de Van der Waals son importantes en el mantenimiento de las a-hlices - Los enlaces de hidrgeno son direccionales y se interfieren por molculas de agua - Las interacciones entrpicas son las ms dbiles y abundantes, y son las responsables del
plegamiento proteico
Enlaces de hidrgeno
Niveles estructurales de las protenas
- Estructura primaria: secuencia de aminocidos. Determina el plegamiento de la protena.
- Estructura secundaria: disposicin regular de la cadena de aminocidos en el espacio. Implica repeticin de ngulos conformacionales.
- Estructura supersecundaria: agrupacin preferencial de estructuras secundarias, que se repite en las protenas.
Aminocidos
Primaria
Secundarias
a - hlice Lmina - b Giros - b
Supersecundarias
Horquilla - b Horquilla - a
Niveles estructurales de las protenas (Dominios estructurales, estructuras terciaria y cuaternaria)
- Dominio estructural: parte de la cadena peptdica con una estructura definida. En protenas pequeas coincide con la estructura terciaria.
- Estructura terciaria: estructura que presenta la cadena completa de aminocidos. Est formada por uno o ms dominios estructurales.
- Estructura cuaternaria: estructura obtenida tras la agrupacin de dos o ms cadenas peptdicas, que pueden ser iguales o diferentes.
Dominio estructural
Estructura terciaria Estructura cuaternaria
Estructura de las a-hlices (1)
- Son hlices dextrgiras, que tienen 36 aminocidos por vuelta
- Sus ngulos conformacionales son: f = -60, y = -47 (aprox.)
- Presentan polaridad (aminocarboxilo) como la estructura primaria.
- Presentan un momento dipolar (macrodipolo) hacia el extremo amino (el polo positivo est en el extremo amino)
- Se estabilizan por enlaces de hidrgeno entre el grupo carbonilo y el grupo amido de vueltas consecutivas (entre el aai y el aai+4)
(d +)
(d -)
Estructura de las a-hlices (2)
Van der Waals
- La hlice se estabiliza por interacciones de Van der Waals a travs del eje.
- Las cadenas laterales de los aminocidos estn inclinadas hacia el extremo amino.
- Las cadenas laterales de los aminocidos son tangenciales a la hlice.
- Las hlices tienen carcter anfiptico (aa. polares y apolares estn segregados). Esta separacin viene determinada por el orden en la estructura primaria.
Estructura de las Lminas - b (1)
Paralela Anti-paralela Mixta
- La estructura secundaria es la cinta b, que es inestable cuando est aislada.
- Las lminas b estn compuestas de cintas b.
- Se estabilizan por enlaces de hidrgeno inter-catenarios
- Sus ngulos conformacionales son: f = -120, y = +120 (aprox.)
- Las cintas se pueden organizar de forma paralela, anti-paralela y mixta.
- El patrn de enlaces de hidrgeno es diferente
- Las cadenas laterales que ocupan posiciones similares, en cintas adyacentes, estn orientadas hacia el mismo lado de la lmina.
Estructura de las Lminas - b (2)
- La mayora de las lminas son torcidas con estructura de silla de montar. - Estn formadas mayoritariamente por aminocidos hidrofbicos.
Dominios estructurales y estructuras terciarias
- Los dominios estructurales suelen ser unidades de plegamiento independiente dentro de la estructura proteica.
- Se pueden separar del resto de la protena sin que pierdan la estructura. - Hay cuatro tipos de protenas segn su estructura terciaria: todo a, todo b, a/b y
a + b
Ribosoma Hemoglobina
Estructuras cuaternarias
b Galactosidasa (E. coli)
- Se mantienen tambin por interacciones dbiles.
- Se pueden formar estructuras muy complejas
- Permiten los mecanismos de regulacin alostrica de la funcin proteica.
- Evitan la dispersin de sustratos en reacciones acopladas (encadenadas)
- Permiten la ejecucin de varios procesos simultneos.
- Permiten el trabajo con molculas muy grandes (proteasoma, DNA pol., ribosomas, etc)
Estructura del colgeno (1)
Consenso: (Pro-Hyp-Gly)n
(Pro-X-Gly)n X = Arg o Lys
(X-Hyp-Gly)n X = Asp o Glu
- Los aminocidos mayoritarios son: Gly, Pro y Hyp, pero pueden aparecer otros en menor proporcin
- Las cadenas individuales tienen estructura helicoidal levgira.
- Tres cadenas se organizan en una superhlice dextrgira con las glicinas en el interior.
- La superhlice se mantiene por enlaces de hidrgeno inter-catenarios entre los grupos carbonilo y amino de la glicina.
Estructura del colgeno (2)
Molcula de colgeno
Cadenas de polipeptdicas
Fibra de colgeno Fibrilla Microfibrilla Tropocolgeno 300 nm
Fibrilla de colgeno 1 mm
Fibras de colgeno (fascculos)
10 mm
Tendn 1 cm
- Hay varios tipos de colgeno que difieren en su composicin en aminocidos y que aparecen en distintos tejidos.
- La Vitamina C es esencial para su sntesis, y su deficiencia produce escorbuto
- Las molculas de tropocolgeno se asocian por enlaces cruzados entre restos de Lys.
- La acumulacin con la edad de enlaces cruzados de Lys hace el colgeno ms duro y frgil.
Estructura y funcin de la Hemoglobina (1)
- Heterotetrmero todo a formado por dos subunidades a y dos b.
- Cada subunidad contiene un grupo hemo en contacto con el exterior.
- El grupo Hemo tiene estructura plana, pero la His F8 lo comba al tirar del hierro hacia si.
- Los dobles enlaces conjugados del grupo Hemo y la His F8 permiten la dispersin de los electrones del O2.
- De las 6 valencias de coordinacin del Fe, cinco estn con tomos de N.
Estructura y funcin de la Hemoglobina (2)
- En el estado tenso la afinidad por el O2 es baja.
- El estado tenso (T) se estabiliza por puentes salinos entre las cuatro subunidades.
- La entrada de O2 restaura la estructura plana del grupo Hemo, lo que rompe algunos puentes salinos.
- La ruptura de los puentes salinos provoca un cambio conformacional en otras subunidades, que pasan al estado relajado (R) aumentando su afinidad por el O2.
Puentes salinos del estado T
Estado T Estado R Estado T Estado R
Funciones de la Hemoglobina (1)
a) Transporte de O2
b) Transporte de CO2
c) Transporte de H+ pKa = 6,0
His (H+)
His
Extremo amino Carbanin
Pulmones
Tejidos
- La disminucin del pH estabiliza el estado T y disminuye la afinidad por el O2.
- El CO2 tambin estabiliza el estado T y disminuye la afinidad por el O2.
- En los pulmones los H+ y el CO2 se liberan y aumenta la afinidad por el O2
- Los H+ y el CO2 son efectores alostricos de la hemoglobina.
Funciones de la Hemoglobina (2)
2,3-bis-fosfoglicerato (2,3-BPG)
- El 2,3-BPG es un efector alostrico negativo
- El 2,3-BPG disminuye de forma ms estable la afinidad la afinidad por el O2
- El 2,3-BPG se sintetiza lentamente por lo que significa una adaptacin a largo plazo.
- La disminucin de la afinidad se produce tanto en tejidos como en los pulmones.
- La Hb fetal contiene menos 2,3-BPG que la materna, favoreciendo la transferencia de O2.