Presentación de Proteinas (Metabolismo)

7/24/2019 Presentacin de Proteinas (Metabolismo)

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PROTEINASMetabolismo.


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IMPORTANCIA BIOMDICA.

Las proteinas son macromolculas complejas desde lospuntos de vista fsico y funcional. Desempeanmltiples funciones de importancia crucial.

Una red proteica -citoesqueleto-mantiene la forma y la

integridad fsica celulares. Filamentos de actina y miosina forman la

maquinaria contrctil del msculo. La Hemoglobina transporta O2, mientras que los

anticuerpos circulantes descubren antgenos. Las enzimas catalizan reacciones que generan energa,

sintetizan y degradan biomolculas, replican genes ylos transcriben, entre otras funciones.


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IMPORTANCIA BIOMDICA.

Los receptores permiten a las clulas detectarhormonas

Las protenas estn sujetas a cambios fsicos yfuncionales (reflejan el ciclo de vida de losorganismos); una protena tpica nace en el momentode la traduccin, madura a travs de eventos deprocesamiento, alterna entre estados de trabajo y dereposo por medio de la intervencin de factoresreguladores, envejece por oxidacin, desaminacin,etc., y muere cuando se degrada hacia los aminocidosque la componen.


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Esquema del ciclo de vida de una protena hipottica


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MTODOS DE PURIFICACIN

Cromatografa en columna.

Cromatografa de particin.

Cromatografa de particin.

Cromatografa de interaccin hidrofbica.

Cromatografa de alta presin de fase reversa. Sangerfue el primero en determinar la secuencia de

un polipptidoLa Insulina consta de la cadena A de21 residuos y la cadena B de 30 residuos unidas

mediante enlaces disulfuro. Sanger redujo losenlaces disulfuro, separ las cadenas A y B, y dividicada cadena hacia pptidos de menor tamao


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Protenas Estructura qumica formada por la unin de aminocidos mediante

diversas formas de enlace. Se considera :

Oligopptidos: de 2 a 10 aminocidos.

Polipptidos de 10 a 100 aminocidos.

Protenas : ms de 100 aminocidos.

Clasificacin: Por su forma: globulares y fibrosas.

Por su solubilidad: albminas (solubles en agua) y globulinas (solublesen soluciones salinas diluidas).

Por su composicin: simples (slo aminocidos), compuestas.

(glucoprotenas, lipoprotenas, metaloprotenas ). Por su densidad: lipoprotenas: LDL,HDL,VLDL .

Por su carga:a pH fisiolgico cidas y bsicas.


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Enlaces covalentes Peptdicos y disulfuro El enlace peptdico es el ms importantes de la estructura

polipeptdica. An el ms simple tiene carcter de doble ymantiene la rigidez y adems la solidez de la protena.

Generndose entre el alfa carboxilo de un aminocido y el alfaamino de otro con liberacin de una molcula de agua.

La reaccin qumica ms importante en el campo clnico - la deBiuret- radica en la presencia del enlace peptdico.

El enlace disulfuro se genera por la presencia de radicales -SH de lacistena, formando uniones disulfuro entre porciones de una mismacadena y entre dos cadenas.

Participa de la solidez de la estructura y an permite la unin de dospolipptidos como en el caso de la insulina.


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Enlaces no covalentes e interacciones

Como su nombre indica no son enlaces reales sino fuerzasde atraccin entre grupos de tomos.

El enlace de H (puente) se genera por atraccin entre el

ncleo de H+ (positivo) y el par de electrones nocompartidos de otro tomo. En el caso de una protena esun oxgeno de otro aminocido.

El enlace hidrofbico se genera por la semejanza

estructural entre dos aminocidos (aromticos, alifticos). El enlace inico se genera entre carboxilos libres y amo-

nios libres de aminocidos dicarboxlicos y diamnicos.


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Estructura proteica: estructura primaria

La conformacin nativa de una protena se define como laestructura tridimensional que es biolgicamente activa.

Se mantiene sobre la base de los enlaces covalentes y nocovalentes.

La estructura primaria est definida por la secuencia deaminocidos unidos por los enlaces peptdicos.

Su carcter de doble enlace fija una estructura rgida,incapaz de girar sobre su eje, y el movimiento se trasmite a

los enlaces del carbono alfa. Esto mantiene una estructurafija coplanar (en un mismo plano).


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Secuencia de aa. en las protenas

La estructura primaria de una protena est dada por la secuencia deaminocidos.

Los pasos del estudio de esta secuencia son:

Composicin de polipptidos por hidrlisis y cromatografa. Aminocido N terminal, con DNPB y aa. C terminal con Hidrazina.

Ruptura en pequeos fragmentos con tripsina, quimotripsina,bromuro de ciangeno.

Reconstruccin de la secuencia.

insulinaCadena A

Cadena B

Aminocidos de la insulina


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Estructura secundaria

Las rotaciones permitidas en elesqueleto del polipptidogeneran una estructurarepetitiva denominadasecundaria, la cual puede ser:

Alfa helicoidal Estructura beta u hoja

plegada

Esta estructura es mantenida porlos puentes de hidrgeno de la

protena. En el alfa hlice lospuentes son intracatenarios y enla estructura betaintercatenarios.


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Estructura terciaria y cuaternaria

La estructuraterciariase refiere a la disposicin tridimensionalde la cadena polipeptdica en una protena, permitiendo ladisposicin globular o fibrosa de la misma.

La mantienen todos los enlaces no covalentes y an el enlacedisulfuro.

La interaccin proviene de aminocidos que pueden estaralejados en la secuencia pero cerca en la disposicintridimensional.

La protena est plegada de forma tal que los grupos hidroflicosocupan el exterior de la misma y los hidrofbicos el interior.

La estructura cuaternariase produce en aquellas protenas quetienen dos o ms cadenas polipeptdicas, las que se estabilizanpor enlaces no covalentes.


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Metabolismo de aminocidos.

Adems de su funcin de elemento estructural en pptidos ycomo precursores de neurotransmisores y hormonas, los aason una fuente de energa de la dieta y durante el ayuno.

Los esqueletos carbonados de algunos aa pueden utilizarse

para producir glucosa Gluconeognesis, proporcionando asun combustible metablicoaa glucognicos.

Los esqueletos carbonados de algunos aa pueden producirtambin el equivalente de acetil-CoA o acetoacetato

(Cetognicos), lo que indica que pueden metabolizarse parabrindar precursores inmediatos de lpidos y cuerposcetnicos.


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Al contrario de lo que sucede con los Carbohidratos y loscompuestos lipdicos, las proteinas y los aminocidos no sealmacenan en clulas especficas del cuerpo.

No obstante parte de las proteinas corporales puedenmovilizarse durante el ayuno o la inanicin.

Aunque mediante el catabolismo de lpidos y carbohidratospueden satisfacerse las necesidades biolgicas de energa; losaa resultan necesarios para la biosntesis proteica.

Por tanto, deben ingerirse cantidades suficientes de alimentosque contengan proteinas de un valor biolgico adecuado.


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ALIMENTOS RICOS EN PROTENAS.Generalidades

Se consume protenas de alimentos animales,como carnes diversas, pescados, vsceras,embutidos, conservas, huevos y lcteos.

Igualmente y en mayor cantidad por un consumo diario

ms frecuente y mayorde vegetales leguminosas, granosandinos, cereales y tubrculos.

Todas poseen aminocidos importantes, sean esencialeso no, ya que con ellos una vez digerida la protena

dietaria- el organismo sintetiza nuevas protenas, lasnecesarias enzimas, hormonas, anticuerpos, tejidos,transportadores, membranas, etc.


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Protenas en los alimentos

Hay diversas protenas en los alimentos: orizenaen el arroz, zena en el maz, albmina en elhuevo, colgeno, elastina, miosina, troponina,actina, hemoglobina y mioglobina en las carnes,

casena en la leche, ovoalbmina en el huevo,gliadina y glutelina en el gluten del trigo, entremuchas otras.

Todas son apreciadas ms por la calidad ms que

por la cantidad en que se estn en los alimentos. Calidad, en base al contenido de aminocidos

esenciales, valor biolgico y digestibilidad.


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Los esqueletos carbonados de numerosos aminocidospueden derivarse de metabolitos desde rutas centrales.

Cuando los aa se metabolizan, resulta un exceso de nitrgenoque debe excretarse.

El amoniaco es la principal forma por la que el nitrgeno seelimina desde los aa.

Como el amoniaco es muy txico, los humanos y otrosanimales evolucionados lo convierten rpidamente en rea,

que es neutra, muy soluble, menos txica y se excreta en laorina


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BIOSNTESIS DE REA

Ocurre en cuatro etapas:

1) transaminacin.

2) Desaminacin oxidativa de glutamato.3) Transporte de amoniaco.

4) Reacciones del ciclo de la rea


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Degradacin de los aa

Los aa destinados al metabolismo energtico debendesaminarse para proporcionar el esqueleto carbonado.

Transaminacin; transferencia del grupo amino a un aceptorcetocido.

Desaminacin oxidativa; eliminacin oxidativa del grupoamino, que produce cetocidos y amoniaco.

Eliminacin de una molcula de agua por una deshidratasa;por ejemplo, serina o treonina deshidratasa, reaccin que

produce una imina inestable que se hidrolizaespontneamente hacia un -cetocido y amoniaco.


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Reacciones e intermediarios de la biosntesis de la rea


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Participacin vas centrales en la transaminacin y lagluconeognesis.


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Metabolismo de la arginina, ornitina y prolina.


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Biosntesis de catecolaminas.

La conversin de la tirosina en epinefrina

necesita cuatro pasos secuenciales:1) Hidroxilacin de anillo.

2) Descarboxilacin.

3) Hidroxilacin de cadena lateral para

formar norepinefrina.4) N-metilacin para formar epinefrina.

La tirosina es el precursor inmediato de

las catecolaminas y la tirosina hidroxilasaes la enzima limitante en la biosntesis decatecolamina.


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Considerar

El catabolismo de los aa generalmentese inicia con la eliminacin del grupo -amino, que setransfiere a -cetoglutarato y oxalacetato y, finalmente, seexcreta en forma de rea.

Los esqueletos carbonados resultantesse convierten en intermediarios que entran en el metabolismocentral desde diversos puntos.

Como esqueletos carbonadoscorrespondientes a diversos aa pueden derivarse de la vaglucoltica, ciclo de Krebs, Sx de cidos grasos,gluconeognesis.


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Considerar

Aunque los aa no se almacenan como laglucosa (glucgeno) o los cidos grasos (triglicridos),desempean un papel importante y dinmico.

No slo suministrando los elementosestructurales para sntesis y recambio de proteinas, sino en elmetabolismo energtico normal, brindando una fuentecarbonada para gluconeognesis.

Los aa proporcionan precursores para labiosntesis de distintas molculas de sealizacin: hormonas yneurotransmisores.

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