ESTRUCTURA DE PROTENAS

Protenas: Biopolmeros 50% peso seco de la > de organismos. Versatilidad de funciones. Expresan la informacin gentica. Secuenciacin Const. de aa.

Clasificacin:

ENZIMA-SUSTRATOPROTEASADE ADENOVIRUSSITIO ACTIVO DE LA CARBOXILASA

Enzimtica Son las ms numerosas y especializadas. Actan como biocatalizadores de las reacciones qumicas.

Clasificacin: Enzimas

CITOCROMOS

TransporteHemoglobina Hemocianina Citocromos Canales inicos

Clasificacin: EnzimasTransporte

ANTICUERPOS

DefensaInmunoglobulinas Trombina y fibringeno

Clasificacin: EnzimasTransporteDefensa

FUNCIONES DE PROTENAS Y EJEMPLOS ALBMINATRANSFERRINA

ReservaOvoalbmina, de la clara de huevo Gliadina, del grano de trigo Lactoalbmina, de la lecheTransferrina

Clasificacin: EnzimasTransporteDefensaReserva o Nutritivas

Clasificacin: EnzimasTransporteDefensaReserva o NutritivasContrctiles y Mtiles

Receptor de LHGLUCOPROTENAS MEMBRANALES

EstructuralComo las glucoprotenas que forman parte de las membranas. Las histonas que forman parte de los cromosomas El colgeno, del tejido conjuntivo fibroso. La elastina, del tejido conjuntivo elstico. La queratina de la epidermis.

Clasificacin: EnzimasTransporteDefensaReserva o NutritivasContrctiles y MtilesEstructurales

FSHTRANSDUCCINDE SEALES

Hormonal Insulina y glucagn Hormona del crecimiento Calcitonina Hormonas troficas (LH, FSH, TSH)

ANFTERO: presentar una base y un cido al mismo tiempo (pH fisiolgico).

ZWITTERION: Molcula con igual nmero de cargas positivas que nagativas.AMINOCIDOS

Asparagna Esprrago Treonina Ac. Glutmico Glten del trigo Glicina Por su sabor dulce 20 aa Diferentes, Estndar, Primarios o Normales

HIDROFBICOS

HIDROFLICOS

Fosfoserna 4-hidroxiprolina d-hidroxilisinaN-metil-lisina Ac. g carboxiglutaminaProtrombinaColgenoMiosinaAminocidos modificados

ENANTIMEROSL- aaD- aa

AminocidoRotacin [a]D25 oCEspecficaL-Alanina+ 1.8L-Arginina+ 12.5L-Isoleucina+ 12.4L-Fenilalanina- 34.5cido L-glutmico+ 12.0L-Histidina- 38.5L-Lisina+ 13.5L-Serina- 7.5L-Prolina- 86.2L-Treonina- 28.5

Curva de Valoracin de la GlicinaH3+N-CHR-COOH 2.34 H3+N-CHR-COOH H3+N-CHR-COO- H3+N-CHR-COO-5.97H2N-CHR-COO- 9.6 H3+N-CHR-COO- H2N-CHR-COO-

TITULACIN DELCIDOGLUTMICOpKCOOH=2.19 pKR =4.25pKNH2 =9.67

pKs DE AMINOCIDOS

ENLACE PEPTDICO

EnlaceAMIDA

DipptidoTripptidoTetrapptido Oligopptido

PolipptidoIonizacin de: Gpo. N terminal Gpo. C Terminal Gpo. R de los aa

ESTRUCTURA DE PROTENASLa variedad de secuencias de aminocidos (protenas) es infinita

Una protena de 100 aa puede tener 10020 secuencias diferentes.

En promedio, una protena de 300-400 aa tiene un peso molecular de 30-45 Kda (30,000 45,000 Da)

Estructura Tridimensional de las ProtenasHsp 70

1er. Nivel de organizacin

SNTESIS DE PROTENAS

Estructura Primaria

TERCIARIA: Forma globular Funcionalidad.

Estructura

CLASIFICACIN DE PROTENAS

HOLOPROTENAS Formadas solamente por aminocidos

HETEROPROTENAS o Protenas ConjugadasFormadas por una fraccin protica y por un grupo no protico, que se denomina "grupo prosttico

Protenas Conjugadas

ProtenaGpo.Prosttico / CaractersticoEjemploGlucoprotenas Carbohidratosg-Globulina de la sangreLipoprotenas Lpidosb-Lipoprotena de la sangreFosfoprotenasGrupo fosfatoCasena de la lecheHemoprotenaHemoHemoglobinaFlavoprotenaNcleo de FlavinaSuccinato DeshidrogenasaMetaloprotenaFe, ZnFerritinaAlcohol Deshidrogenasa

Descubrimiento de las Estructuras Polippt. RegularesS. XX1930. Quim. Linus Pauling

1950s Principios:Difraccin de Rayos X.De aa. y pptidosLa longitud y ngulos de enlace deberan desviarse lo menos posible de los hallados por DRX.

Dos tomo no pueden hacercarse uno al otro a una distancia menor de la que les permiten sus radios de Van der Waals.

El gpo. Amida debe permanecer en un plano de conf. Trans, as es posible la rotacin alrededor de los 2 enlaces adya-centes al C-a de cada residuo de aa.

Es preciso algn tipo de enlace no covalente para estabilizar un plegado regular

Fig 6.3 Hlice aLmina b

Fif. 6.4Hlice 310Hlice p

Fig 6.5AnilloHlice (a derechas)Hlice (a derechas)Cinta planaHlice (a izquierdas)

Fig 6.3

Fig 6.6

Fig 6.8Representaciones de RamachandranA Ramachandran plot of Ala-Ala-Ala is nearly identical to the plot for Phe-Phe-Phe (which is unbranched at the beta carbon (the

QueratinaFibroinaColgenoElastina

Queratinasa -Queratina

b -Queratina

Fibrona

ColgenoFig.: Osteoblastos sobre un ribete de osteoide. El osteoide se observa como un material finamente fibrilar de color gris y por debajo del mismo se situa el hueso mineralizado en color negro (Microscopa electrnica x 3400).

ColgenoTropocolgeno

ElastinaLigamentos

Vasos Sanguneos

Actina y

Miosina

Tubulina

Globulares:.La cadena se encuentra plegada localmente formando una estructura secundaria (helice a, lmina b, etc.), a su vez estas regiones se pliegan unas sobre otras, para formar la estructura terciaria.

ESTRUCTURA TERCIARIAADENILATO CINASAModelo de RellenoModelo de cintas

Variedades de la estructura de las protenasLa > formadas por mas de un Dominio

Regin compacta, plegada localmente, de la estructura 3aria. Conectados entre s.C/u realiza una funcin diferente.Un tipo puede reconocerse en dif. protenas

ESTRUCTURA TERCIARIA

Reglas generales que rigen el plegado terciarioProts. Glob. poseen interior y exterior definidos

Cit.c corazn de caballo

Reglas generales que rigen el plegado terciarioProts. Glob. poseen interior y exterior definidos.Las lminas b gral. Enrrolladas en estruct. Cilndrica. Con enrollamiento a izquierda. (aa L).Cadena polipept. Con doblamiento en esquinas de dif. Formas (usa 4 residuos)Prot. Glob., No todas las partes se pueden clasificar, hlice a o lmina b

Expont.La secuencia aaTemperaturapH extremoDisolv. Org.

Qu es lo que determina la estructura 2aria y 3aria?Favor Termodinmico

PUENTES DISULFURO

ESTRUCTURA CUATERNARIA

Protenas Oligomricas

ProtenaP.M.No. de ResiduosNo. de Cade-nasInsulina (bovina)5 733512Ribonucleasa (pncreas de bovino)126401241Lisozima (clara de huevo)139301291Mioglobina (corazn de caballo)168901531Quimotripsina (pncreas de bovino)226002413Hemoglobina (humano)645005744Seroalbmina (humano)685005501Hexoquinasa (levadura)960008004g-Globulina (caballo)14990012504Glutamato deshidrogenasa (hgado de buey)1000000830040

Organizacin CuaternariaHomotpica: Asociacin entre cadenas polipeptdicasidnticas o casi idnticas

Heterotpica:Interaccin entre subunidades con estructura muy distinta.Mltiples subunidades

Simetra helicoidalSimetra icosadricaSimetra C4Simetra C2Simetra C3Simetra D2Simetra cbicaMotivo asimtrico

Actina Virus del mosaico de tabaco.

Dimero de prealbmina2 monomros forman el sandwich b completo

ASOCIACIONES ENTRE PROTENAS

Polimerizacin de la fibrinaCogulo sanguneoTubulina

ASOCIACIONES ENTRE PROTENAS Y LPIDOSMembrana biolgicaLipoprotena del plasma sanguneo

ASOCIACIONES ENTRE PROTENAS Y CIDOS NUCLEICOS NucleosomaVirus HIV (SIDA)Ribosomas

Proteoglicano de tipo muy grandePeptidoglicano de la pared celular bacteriana

REPRESOR NATURALANLOGO

REPRESENTACIONESGRGICAS DE LAS PROTENASENTRAR EN LA SIGUIENTE PGINA PARA VER UNA PROTENA TRIDIMENSIONAL(Se abre en una pgina diferente)http://www.mgh.harvard.edu/labmed/res/reslab/album.swf

PROPIEDADES DE PROTEINAS ESPECIFICIDAD Funcin determinada debido a que posee una estructura primaria y una conformacin espacial propia. Cambio en la estructura genera una prdida de la funcin. Diferentes en todos los organismos. Cada individuo posee protenas especficas (rechazo de rganos transplantados). La semejanza entre protenas son un grado de parentesco entre individuos (construccin de "rboles filogenticos" )

Las protenas se descubrieron en 1838 y hoy se sabe que son los ingredientes principales de las clulas y suponen ms del 50% del peso seco de los animales.

El trmino "protena" deriva del griego proteos, que significa primero. Las protenas, desde las humanas hasta las que forman las bacterias unicelulares, son el resultado de las distintas combinaciones entre veinti tantos aminocidos distintos, compuestos a su vez por carbono, hidrgeno, oxgeno, nitrgeno y, a veces azufre. El cuerpo humano fabrica por lo menos 50,000 protenas diferentes, y posiblemente el doble de esa cifra. Ellas son las piezas de funcionamiento esenciales de la materia viva. Si la clula se piensa en trminos de una casa, entonces las protenas son casi todo lo que sta contiene. Son el mobiliario, los arreglos, la madera.

Frederick Sanger determin la estructura molecular de la insulina en 1955, fue la La insulina humana fue tambin la primera protena humana sintetizada, esto ocurri en 1965. En 1981 se obtuvo insulina producida en bacteria con la ayuda de la ingeniera gentica; fue la primera hormona que se obtuvo de esta forma "para ser utilizada en el tratamiento de una enfermedad humana".

carboxiglutaminaDominios: Existen regiones diferenciadas dentro de la estructura terciaria de las protenas que actan como unidades autnomas de plegamiento y/o desnaturalizacin de las protenas. Estas regiones constituyen un nivel estructural intermedio entre las estructuras secundaria y terciaria reciben el nombre de dominios. Los dominios se pliegan por separado a medida que se sintetiza la cadena polipeptdica. Es la asociacin de los distintos dominios la que origina la estructura terciaria. La Figura de la derecha corresponde a la protena piruvato quinasa, que consta de 4 dominios, cada uno representado de un color. La prdida total o parcial de los niveles de estructuracin superiores al primario recibe el nombre de desnaturalizacin, que puede ser reversible o irreversible.

Se llama desnaturalizacin de las protenas a la prdida de las estructuras de orden superior (secundaria, terciaria y cuaternaria), quedando la cadena polipeptdica reducida a un polmero estadstico sin ninguna estructura tridimensional fija.Cuando la protena no ha sufrido ningn cambio en su interaccin con el disolvente, se dice que presenta una estructura nativa (Figura inferior). Cualquier factor que modifique la interaccin de la protena con el disolvente disminuir su estabilidad en disolucin y provocar la precipitacin. As, la desaparicin total o parcial de la envoltura acuosa, la neutralizacin de las cargas elctricas de tipo repulsivo o la ruptura de los puentes de hidrgeno facilitar la agregacin intermolecular y provocar la precipitacin. La precipitacin suele ser consecuencia del fenmeno llamado desnaturalizacin y se dice entonces que la protena se encuentra desnaturalizada (Figura inferior). En una protena cualquiera, la estructura nativa y la desnaturalizada tan slo tienen en comn la estructura primaria, es decir, la secuencia de AA que la componen. Los dems niveles de organizacin estructural desaparecen en la estructura desnaturalizada.La desnaturalizacin provoca diversos efectos en la protena: cambios en las propiedades hidrodinmicas de la protena: aumenta la viscosidad y disminuye el coeficiente de difusin una drstica disminucin de su solubilidad, ya que los residuos hidrofbicos del interior aparecen en la superficie prdida de las propiedades biolgicas Una protena desnaturalizada cuenta nicamente con su estructura primaria. Por este motivo, en muchos casos, la desnaturalizacin es reversible ya que es la estructura primaria la que contiene la informacin necesaria y suficiente para adoptar niveles superiores de estructuracin. El proceso mediante el cual la protena desnaturalizada recupera su estructura nativa se llama renaturalizacin. Esta propiedad es de gran utilidad durante los procesos de aislamiento y purificacin de protenas, ya que no todas la protenas reaccionan de igual forma ante un cambio en el medio donde se encuentra disuelta. En algunos casos, la desnaturalizacin conduce a la prdida total de la solubilidad, con lo que la protena precipita. La formacin de agregados fuertemente hidrofbicos impide su renaturalizacin, y hacen que el proceso sea irreversible.Los agentes que provocan la desnaturalizacin de una protena se llaman agentes desnaturalizantes. Se distinguen agentes fsicos (calor) y qumicos (detergentes, disolventes orgnicos, pH, fuerza inica). Como en algunos casos el fenmeno de la desnaturalizacin es reversible, es posible precipitar protenas de manera selectiva mediante cambios en:la polaridad del disolvente la fuerza inica el pH la temperatura

ASOCIACIONES ENTRE PROTENAS Las protenas a y b-tubulina (en color azul y verde en la figura inferior) forman unos dmeros que se ensamblan formando filamentos huecos enormemente largos llamados microtbulos, cuya funcin es fundamentalmente estructural, ya que forman parte del citoesqueleto de las clulas (que contribuyen a dar forma a las clulas), del centriolo (que participa en la mitosis), y de los cilios y flagelos (que participan en la motilidad celular).La fibrina es otra protena que forma una asociacin supramolecular. Los monmeros de fibrina se unen mediante enlaces covalentes para formar la malla tridimensional caracterstica del trombo o cogulo sanguneo.

ASOCIACIONES ENTRE PROTENAS Y LPIDOS Cuando las protenas se asocian con lpidos pueden originar asociaciones supramoleculares como las lipoprotenas del plasma sanguneo y las membranas biolgicas

ASOCIACIONES ENTRE PROTENAS Y CIDOS NUCLEICOS Cuando las protenas se asocian con cidos nucleicos pueden originar asociaciones supramoleculares como los ribosomas, nucleosomas o virus.

ASOCIACIONES ENTRE PROTENAS Y AZCARES Cuando las protenas se asocian con azcares pueden originar asociaciones supramoleculares como los proteoglicanos o los peptidoglicanos.