Proteínas: Plegamiento y conformación Proteínas: Plegamiento y

Proteínas: Plegamiento y conformaciónProteínas: Plegamiento y conformación

➢ Macromoléculas proteicas Principios generales Tipos y clasificación

Estructura general

➢ Aminoácidos: sillares Estructura y tipos

Propiedades ácido-base

Características químicas Aa y péptidos no proteicos

➢ Plegamiento Niveles de organización

Desnaturalización y renaturalización

Dogma central del plegamiento

Enlaces débiles y estabilidad

➢ Estructuras secundarias Rigidez del enlace peptídico Restricciones Cβ: Ramachandran

Estructuras secundarias

Estructuras supersecundarias

➢ Conformación tridimensional Estructura micelar: Interac. Terciarias

Modularidad: motivos y dominios Complejos: interacciones cuaternarias

Plegamiento asistido

Amiloides y priones

Para © Enrique Castro Los trabajos de terceros retienen su licencia original

Enrique Castro, 2003

2© 2010 Enrique Castro

Principios generalesPrincipios generales

Polímeros lineales de aa• Lineales, no ramificados ni “anudados”• Autoplegado: secuencia determina forma y función

Surtido de grupos funcionales• Reactividad química variada

Modularidad• Dominios funcionales

Interacciones macromoleculares• Construcción de estructuras • Máquinas moleculares• Unión a ligandos

Flexibilidad• Dinámicas

Enlace peptídicoDireccional

Dogma central proteínastraducción 1D 3D

Enzimas

N C

Calmodulina libreCalmodulina

unida a su diana

Orgánulos, citoesqueleto

Módulos repetidos en proteínas diversas



Tipos y ClasificaciónTipos y Clasificación

Nº de cadenas• Monoméricas• Oligoméricas: Subunidades/protómeros/oligómeros

Composición no-aa • Simples: sólo aa• Conjugadas: grupo no proteico

Holoproteína = apo-proteína + grupo prostético

Estructura• Fibrosas• De membrana• Globulares



Estructura general de una proteínaEstructura general de una proteína

Superficie● interacciones● polar● Carga y Forma

Bucles● superficiales● móvilesCentro activo

● pocos aa● posicionados por el resto

Corazón● enterrado● hidrofóbico



Tamaños de proteínasTamaños de proteínas

Proteínas extracelulares

Insulina5.7 kD

Lisozima

IgG151 kD

Proteínas intracelulares

Mioglobina16.7 kD

Hemoglobina65 kD

Citocromo c Ribonucleasa

Glutamina sintetasa




➢ Macromoléculas proteicas

Principios generales

Tipos y clasificación

Estructura general

➢ Aminoácidos: sillares Estructura y tipos


Características químicas

Aa y péptidos no proteicos

➢ Plegamiento

Niveles de organización




➢ Conformación tridimensional

Rigidez del enlace peptídico

Restricciones Cβ: Ramachandran



Interacciones terciarias y cuaternarias

➢ Problemas de plegamiento


Amiloides y priones



Aminoácidos: estructura generalAminoácidos: estructura general

Grupo -amino• Ionizable• Básico• pKa 9,4

Grupo -carboxilo• Ionizable• Ácido. • pKa 2,2

Carbono • Soporta cadena lateral• Quiral

Cadena lateral• variable• propiedades químicas numeración de cadena lateral

• letras griegas: sin COOH• num. romanos: desde COOH

aminoácido Lisina

Clasificables:• Tamaño• Forma• Carga• Formación pdH• Polaridad/Hidrofobicidad• Reactividad química

Múltiples clasificaciones



Aminoácidos: quiralidadAminoácidos: quiralidad

Carbono : L-aa (S-aa)• Proteínas siempre L (S)• D-aa sólo en péptidos no proteicos

Configuración absoluta: S

L-Alanina D-Alanina

L-Gliceraldehído D-Gliceraldehído



Aminoácidos: R alifáticos apolaresAminoácidos: R alifáticos apolares

•Hidrófobos: núcleo interno• Ramachandran estándard

•No hidrófobo•Muy Flexible (Ramachandran)

• Iminoácido• pKa2 elevado• Muy rígido (Ramachandran)

Orden de hidrofobicidad•Gly• Pro• Ala•Met• Val• Leu• Ile

hidrófobo

polar



Aminoácidos: R aromáticosAminoácidos: R aromáticos

•Hidrófobos: núcleo interno• Ramachandran estándard

• Anillo hidrófobo / grupos polares• Absorbancia UV• Tyr: pdH / ionizable carga ⊖• Trp : pdH

Nelson & Cox, 4ª Ed, p. 80

Trp: max 280 nm

Tyr: max 275 nm

Phe: max

260 nm

Reconocimiento de proteínasR. xantoproteica (cualitativa)R. de Folin (cuantitativa)

Zona de absorciónde proteínas

Zona de absorciónde Á. nucleicos

+ His



• N-glicosilación

Aminoácidos: R polar sin cargaAminoácidos: R polar sin carga•Hidrófilos: superficie•Ramachandran estándard•Dadores-aceptores pdH•Reactividad química • SH ionizable carga ⊖

• puentes disulfuro• SH reactivo• Cisteín-enzimas

•OH fosforilable•OH reactivo• Serín-enzimas



Cys y puentes disulfuroCys y puentes disulfuro

2 Cys-SH Cistina

oxidación

reducción

• Cys polar• SH ionizable carga ⊖• SH reactivo

•Hidrófobo•No reactivo

grupos tiollibres

puente disulfuro(covalente, estable)



Aminoácidos: R polares cargadosAminoácidos: R polares cargados

•Hidrófilos: superficie• Ramachandran estándard• Carga eléctrica

• Básicos• Carga ⊕

•Ácidos•Carga ⊖

His: (aromático)• pKa ≈ neutro • Carga variable• Catálisis ácido-base



Clasificaciones de aminoácidosClasificaciones de aminoácidos

Taylor (1986) J.Theor. Biol. 119:205-218.

AA esenciales• Leu His• Ile Arg• Lys• Met• Phe• Thr• Trp• Val

(en jóvenes)

AA no esenciales• Ala• Asp• Asn• Cys• Glu• Gln• Gly• Pro• Ser• Tyr



Aminoácidos: propiedades químicasAminoácidos: propiedades químicas

Nelson & Cox, 4ª Ed, p.78



Hidrofobicidad de aminoácidosHidrofobicidad de aminoácidos

Devlin 7e Fig. 3.22

Criterio• ΔG transferencia agua:orgánico • aa individual (no resto)• Escala Gly = 0 (referencia)

• Distinto a hidropatía• No aplicable al comportamiento en proteínas



Propiedades ácido basePropiedades ácido base

Zwitteriones• anfóteros• carga dependiente del pH: pI

No ionizado<0,1%

Zwitterion>99,9%

pH

% f

orm

a

100%

forma zwitteriónicacompletamentedesprotonado

completamenteprotonado



Titulación de un aa R no ionizable. pITitulación de un aa R no ionizable. pIcarga -1carga 0carga +1

pI

pI =12⋅pKa1pKa2

2 zonas tampón• 2 pKa

punto isoeléctrico• pH al cual carga=0

pH < pI carga ⊕

pH > pI carga ⊖



Titulación de un aa ácidoTitulación de un aa ácido

pI =12⋅pKa1pKa−1


punto isoeléctrico• pH al cual carga=0• pI ácido

pH < pI carga ⊕

pH > pI carga ⊖

carga +1 carga 0 carga -1 carga -2

pI



Titulación de un aa básicoTitulación de un aa básico

pI =12⋅pKa1pKa−1


punto isoeléctrico• pH al cual carga=0• pI básico

pH < pI carga ⊕

pH > pI carga ⊖

carga +2 carga 0 carga -1

pI

carga +1



Aminoácidos proteicos modificadosAminoácidos proteicos modificados

Modificación pre-traduccional• Seleno-Cys

Modificación post-traduccional• HO-Pro• HO-Lys• P-Ser, P-Ther• P-Tyr• γ-carboxi-Glu

Hidroxi-Pro

Fosfo-Ser

γ-carboxi-Glu Asn-N-glicosilado

Desmosina



Aminoácidos noproteicosAminoácidos noproteicos

Estructura• D-aminoácidos• β-aminoácidos

Función• Metabolismo• Péptidos

β-Alanina

D-Alanina

-aminobutírico, GABA(neurotransmisor)

Ornitina

Citrulina

Ciclo de la urea



Enlace Peptídico: péptidosEnlace Peptídico: péptidos

condensación

H2O

Enlace peptídicocovalenteestableasimétrico: direccional

N CPolímero direccional

esqueleto hidrocarbonado

cadenaslaterales

Restos o residuos

Restos o residuos

Mr(aa) ≈ 128 Da (%frecuencia)-1 H2O

Mr (restos) ≈ 110 Da



Péptidos y proteínasPéptidos y proteínas

Péptidos• n < 50• Mr < 6 kD (Insulina)

Proteínas• mínimo: ≈40 aa (autoplegado, unión ligando)• máximo: errores de traducción• promedio: 200-350 aa

POMC: pro-opiomelanocortina

MSH ACTH (39) -LPH

CLIP MSH

MSH LPH Endorfina

Ribosomales: por proteolisis• TRF (3)• Oxitocina (9)• Vasopresina (ADH) (9)• Bradiquinina (9)• Glucagón (29)• ACTH (39)No ribosomales: enzimático

●D-aa●ciclados●fuertemente modificados • Glutation (Glu-Cys-Gly)

antioxidante• Antibióticos:

VancomicinaCiclosporinaActinomicinaGramicidina

• Toxinas: -amanitinaGlutation: Glu-Cys-Gly

oxitocita







Estructura general

➢ Aminoácidos: sillares

Estructura y tipos




➢ Plegamiento Niveles de organización Desnaturalización y renaturalización











Amiloides y priones



Proteínas: Niveles de organizaciónProteínas: Niveles de organización

EstructuraPrimaria

EstructuraSecundaria

EstructuraTerciaria

EstructuraCuaternaria

La secuencia lineal de aa de la cadena polipeptídica, incluyendo las modificaciones post traduccionales‑

La estructura local del esqueleto peptídico, sin considerar la conformación de las cadenas laterales

La estructura tridimensional de una cadena polipeptídica, enfatizando las interacciones NO locales (en secuencia) y entre cadenas laterales que determinan el plegamiento 3D

La disposición espacial e interacciones entre cadenas individuales de una proteína oligomérica



Estructura primariaEstructura primaria

Secuencia es Informativa• Secuencia determina plegamiento: Estructura 3D

• Secuencias repetidas: modularidad

• Secuencia como señal• secuencias de localización• secuencias de ubiquitinación• secuencias de reconocimiento• secuencias de glicosilación

Co-linearidad gen-proteína• Misma direccionalidad

Calmodulina: estructura a partir de 4 repeticiones internas degeneradas

Sec. “Señal”Exportación RE

Sec. Ubiquitinaciónvida media

Sec. glicosilaciónSec. localización

NLS

Sec. fosforilación

Sec. reconocimiento



Proteínas : estabilidad y desnaturalizaciónProteínas : estabilidad y desnaturalización

Desnaturalizantes• Calor (todos, pdh)• Extremos de pH (ionización, salinos, pdh)• solventes orgánicos• detergentes• caotrópicos (urea, guanidinio·Cl) (pdh)

efecto hidrofóbico

Tm

Transición rápida:Cooperatividad

Desnaturalización• Pérdida de estructura 3D nativa = desplegamiento• Sin rotura de Enlaces covalentes (no 1ª)• Cooperativa• Irreversible (salvo condiciones controladas)

Proteína desnaturalizada:Cadenas desplegadas y entrelazadas

Proteína nativa:Red de enlaces débiles mantieneestructura tridimensional plegada



Plegamiento de proteínas: interaccionesPlegamiento de proteínas: interacciones

Efecto hidrófóbico

van der Waals (miles)

puentes de hidrógeno

puentes salinos

puentes disulfuro -

+Interacciones débiles determinan plegamiento

Estabilidad termodinámica• Entropía E. hidrófobo• Interacciones intracadena• Interacciones con agua

Efecto hidrófobo: Agua repele apolares

Solvatación de cargas y dipolos

Energía de interacción:• Intracatenaria• con solvente

Int. intracadena:pdH, van der Waals

Balance energético● ≈ 42 kJ/100 aa● 0,42 kJ/resto (<kT)

• Estabilidad marginal: fácil desnaturalización • Fusión local: movilidad y flexibilidad



Plegamiento de proteínas: Dogma CentralPlegamiento de proteínas: Dogma Central

El Dogma Central del plegamiento• Secuencia determina unívocamente el plegamiento• Estructura determina función

Evidencias● Secuencias similares adoptan estructuras análogas● Renaturalización espontánea (Anfinsen)

Estados metaestables: varias conformacionesChaperonas: enzimas de plegamiento

ribonucleasa nativa ribonucleasadesnaturalizada

desplegada

ribonucleasa desnaturalizadare-plegada, scrambled

ribonucleasa nativa

Urea 8M-mercaptoetanol

Renaturalización espontánea:Nativo es máximo de estabilidad

mal plegadaforma metaestable

Trazas -ME(catálisis S-S)

1º diálisis2º oxidación

1º oxidación2º diálisis

desnaturalización



Plegamiento de proteínas: mecanismoPlegamiento de proteínas: mecanismo

Cinética del plegado• Cooperativo• Secuencial, por etapas• Modelos complementarios

• nucleación-condensación• colapso hidrofóbico (glóbulo fundido)

• Efecto hidrofóbico domina el proceso• Est. secundaria por interacciones locales• Estabilizadores internos:

• puentes de H• puentes salinos• puentes disulfuro

Estructura Nativa

Ener

gía

libre

,

G

Entropía, TS

% r

esto

s bi

en p

lega

dos

Glóbulo fundido

plegamiento secuencial porretención de intermediarios correctos

Determinantes del plegamiento• Rigidez del esqueleto peptídico• Interacción de los aa con agua (E. Hidrofóbico)• Impedimentos estéricos• Interacciones entre cadenas laterales de aa

• electrostáticas• pdH• van der Waals

Dill et al. Nature Structural Biol. 4:10-19 (1997)

Fersh & Daggett Cell 108:573-82 (2002)



El embudo energético de plegamientoEl embudo energético de plegamiento

Proteins fold into their correct minimal-energy configuration because of the physicochemical properties of their amino acid sequence. Proteins fold rapidly because amino acids interact locally, thus limiting the conformational space that the protein has to explore and forcing the protein to follow a funnel-like energy landscape that allows it to fold quickly.

Dobson, C. M. Protein folding and misfolding. Nature 426, 884–890 (2003) doi:10.1038/nature02261

Protein Misfolding and Degenerative DiseasesBy: Enrique Reynaud, Ph.D. (Instituto de Biotecnologia, Universidad Nacional Autonoma de Mexico) © 2010 Nature Education Citation: Reynaud, E. (2010) Protein Misfolding and Degenerative Diseases. Nature Education 3(9):28







Estructura general


Estructura y tipos




➢ Plegamiento





➢ Conformación tridimensional Rigidez del enlace peptídico







Amiloides y priones



Enlace peptídico: restricciones estéricasEnlace peptídico: restricciones estéricas

Estructura plana• 6 átomos en el mismo plano• N, CO: hibridación sp2 (triangular)• Doble enlace parcial: rígido (ángulo ) • Dipolo permanente• trans (=180º) > cis (=0º)

CA

CA

H

O

C N121º

114º

125º

114º

123º

123º

1.24Å

1.51Å

1.08Å

1.46Å1.32Å

Distancias y ángulos de enlace en el plano peptídico

formas resonantes

• doble enlace deslocalizado• dipolo permanente

+

estabilización por resonanciaGres= -88 kJ·mol-1



=180º

E. peptídico: formas cistrans y ángulo E. peptídico: formas cistrans y ángulo

=0º

impedimento estéricocon cadena lateral aa-1

imino: no existe en aa normal

forma transsin impedimentoestable

forma cisimpedimento estérico C menos estable

peptidil-Pro

peptidil-Proambas formas poco estables:interconvertible cis-trans



Impedimentos estéricos Cβ: ángulos y Impedimentos estéricos Cβ: ángulos y

C

HR

C

H R

C

H R

N CO

Muchas combinaciones causan colisiones entre átomos: repulsión estérica

radio de vdW radio de vdW

=0º, =0º =0º, =180º =180º, =0º

colisiónO-O

colisiónNH-HN

colisiónO-HN

=-60º, =180º

sin colisióngiro 120º aleja CO de R

Esqueleto limita conformación• Restos emparedados entre planos• Rotación C-N: ángulo • Rotación C-CO: ángulo • Rotámeros por esqueleto

ángulo fijo, rígido. ángulos , muy variables interacciones intra-esqueleto limitan , Interacciones con R (C) limitan aún más

Rotámeros con ciertos valores de , son más estables que otros



Ángulos y : Diagrama de RamachandranÁngulos y : Diagrama de Ramachandran

ángulo

ángu

lo

energía conformacional esqueleto-C

G = (,)

G > 0 Impedimentos estéricos CZona prohibida

Conformación permitidaG < 0

La presencia de R limita la flexibilidad conformacional

Gly no tiene CR: Sin impedimento.En cualquier lugar de Ramachandran

Sin repulsiones CR-esqueleto

Choque estéricoCR-esqueleto: Energía de repulsión



Estructuras secundariasEstructuras secundarias

Características Est. Secundaria • Interacciones locales, corta distancia• Interacciones intra-esqueleto (no laterales)• Repetitivo, regular• Puentes de Hidrógeno

Elementos secundarios• Hélices• -Hélice • Colágeno• , 310, 610

• Láminas• Hojas

(paralelas, antiparalelas, mixtas)• Giros• Giros (tipo I, tipo II)• Giros

lecture-03-sep09.pdf p.23

Estructuras secundarias se hallan en las regiones más estables de Ramachandran: Autoplegado espontáneo

levo

dextro

Estructuras reales levemente distorsionadas: más estables

ángulo

ángu

lo



Estructuras secundarias: Hélice Estructuras secundarias: Hélice

Garret & Grisham (1999)

Estructura en -Hélice • ángulos :-59º; ángulo :-47º (dextro)• direccional: dipolos orientados• Enlace pdH axial, n n+4

Estabilidad estructural• Ángulos , en pozo de potencial

• Dipolos de pdH alienados• Radio de la hélice permite interacciones de

van der Waals tranversales• Cadenas laterales hacia fuera y escalonadas:

reduce impedimentos estéricos

Parámetros de la hélice● dextrógira● paso de rosca: 0,54 nm● aa por vuelta: 3,6● giro por aa: 100º● avance por aa : 0,15 nm

Estructura muy estable: plegado espontáneo

0,54 nm3,6 aa

0,15 nm

i i+4

i i+4

pdH alineados

N-terminal

C-terminal



Hélice : cadenas lateralesHélice : cadenas laterales

Compacta.Interacciones trans-axiales

Cadenas laterales hacia afuera

Cadenas laterales escalonadas

Hélice dextrógira

3,6 planos por vuelta



Hélice : secuencia y estabilidadHélice : secuencia y estabilidad

Restricciones a la estabilidad• Int. electrostática entre aa i, i+1

• Impedimento estérico R aa i, i+1ramificación en C: Val, Ile, Thr

• Competición de R por pdHpolares sin carga: Ser, Asn

• Interacciones R aa i, i+3(4)

• Presencia Pro, Gly

• Estabilización dipolo terminal

⊖

⊕

aa R ⊕ estabilizantesR ⊖ desestabilizantes

aa R ⊕ desestabilizantesR ⊖ estabilizantes

Cadenas laterales adyacentes: poco espacio para ramificación



Otras estructuras secundarias en héliceOtras estructuras secundarias en hélice

Hélice 310Hélice (4,416)

Patrón de conexión de puentes de Hidrógeno

n+4 n+5n+2cinta

Hélice de colágeno● =-54º =+155º● levógira● aa por vuelta: 3,3● avance por aa : 0,29 nm

Sin phH



Estructuras secundarias: hojas Estructuras secundarias: hojas

Estructura en Hoja • ángulos : -120º -140º; ángulo :+113º - +135º • esqueleto extendido• Múltiples hebras • Enlace pdH intercatenario, transversal

Parámetros de la hélice● aa por vuelta: 2● giro por aa: 180º● avance por aa : 0,35 nm

Estabilidad estructural• Ángulos , en pozo de potencial amplio:

distorsiones, entropía• Cadenas laterales opuestas: mínimo

impedimento estérico

Hebra Conformación

0,35 nm

cadenas laterales opuestas



Tipos de láminas Tipos de láminas

N

N

C

C

C

C

N

N

Parámetros ● =-139º =+135º● avance por aa : 0,35 nm

Parámetros ● =-119º =+113º● avance por aa : 0,32 nm

0,65 nm

0,70 nm

Puentes H intercatenarios

Antiparalelas

Paralelas

Mixtas en cualquier disposición



Alabeo de láminas Alabeo de láminas

Vista de frente

-25º

Vista lateral

Torsión de la hebra● CO gira alejándose del R● Torsión levógira

Barril betaen la proteína ligadora de ácidos grasos

Zona amplia. Láminas admiten muchas distorsionesPleiotrópicas

Hexoquinasa, dominio I



Estructura secundaria: Giros Estructura secundaria: Giros

Giros • 4 aa; C < 7Å• pdH, i i+3• 8 tipos según conformación

Tipos II, II':i+2 sólo Gly

Giros • 3 aa; • pdH, i i+2• i+1: Pro

i i+3

Tipo I

Tipo II

● acodamientos de cadena● enlazan hebras ● bucles superficiales

i+1, sólo Pro

i i+2



Probabilidad de estructura secundariaProbabilidad de estructura secundaria

pro-hélice● pequeños (A)● alifáticos sin carga (L, F)

anti-hélice; pro-lámina● polares (S)● ramificados (V, I, T)

Gly: flexible, lugares prohibidosgiros

Pro: rígidocis: giros



Estructura modular de proteínasEstructura modular de proteínas

Est. Supersecundarias / Motivos • combinaciones de elementos secundarios• autoplegado• pequeños, • no estables por si mismos

Dominios• Autoplegado independiente• Estables por si mismos

Estructura modular de la Calmodulina

Mano EFMotivo: 3. m. En arte, rasgo característico que se repite en una obra o en un conjunto de ellas.

Bucle - -

Esquina -

4 esquinas - , Manos EF



Estructura terciaria: conformación tridimensionalEstructura terciaria: conformación tridimensional

Definición:La estructura tridimensional de una cadena polipeptídica, enfatizando las interacciones NO locales (en secuencia) y entre cadenas laterales que determinan el plegamiento 3D

Plegamiento• organización de estructuras secundarias• colapso hidrofóbico• optimización de interacciones entre cadenas

laterales• resulta una estructura 3D• estabilidad marginal; 0,4 kJ/mol/aa

Muchos elementos secundariosMúltiples motivosUno o más dominios

Estructuras 3D surgen de interacciones de larga distancia (no locales)● Int. Electrostáticas● puentes de H● Int. van der Waals

Estructura terciaria mejor conservada que la secuencia● mutaciones conservativas

Hemoglobina humana(cadena ), sangre

Mioglobina humanamúsculo

leghemoglobina altramuz

100% 17%Homología de secuencia

16%

Estructura micelar de proteínas solubles● Plegamiento dominado por AGUA

(efecto hidrofóbico)● Núcleo hidrofóbico● aa distribuidos asimétricamente● Unas interacciones en núcleo,

otras en superficie



Estructura micelar de proteínasEstructura micelar de proteínas

Mioglobina muscular de cachalote

Vista de superficie(van der Waals)

Vista Est. secundaria(transparente, aa internos)

Vista en corte(van der Waals)

aa apolares enterrados

Empaquetamiento compacto● fracción de volumen 0,72-0,75● van der Waals

aa polares en superficie

pocos aa apolares expuestos al solvente

Resultado del Efecto hidrófóbico



Interacciones terciariasInteracciones terciariasInt. Iónicas (puentes salinos)● grupos cargados● omnidireccionales● dependiente del pH

(pKa cambia en interior)● En superficie

Puentes de H● esqueleto/cadenas laterales● baja energía (estabilidad)● direccionales● En superficie, en el interior

y con agua

Int. Hidrofóbicas● cadenas laterales apolares● omnidireccionales● ver der Waals● no depende del pH● En el interior

Puentes disulfuro● Cys● limita flexibilidad● Catalizado enzimáticamente

(redox)● Proteínas extracelulares

Fragmento de lámina de la Lisozima

interacciones secundarias:locales, esqueleto

interacciones terciarias● cadenas laterales● no locales



Plegamiento: DominiosPlegamiento: Dominios

Dominio"Within a single subunit [polypeptide chain], contiguous portions of the polypeptide chain frequently fold into compact, local, semiindependent units called domains." (Richardson, 1981)

Inmunoglobulina G (IgG)● 4 cadenas (2H+2L)● repeticiones internas

no idénticas: dominios● Unión por p. disulfuro

Dominio tipo Ig:Unidad independiente de plegado

Variable:unión a antígeno

Constante:estructural

puentes disulfuro

Estructura conservadaSecuencia degenerada



Dominios: funciones modularizadasDominios: funciones modularizadas

Unión proteína-proteína• Dominios SH2: unión fosfo-Tyr• Dominios PTB: unión fosfo-Tyr• Dominios SH3: unión poli-Pro• Dominios Death (DD): unión homotrópica

Unión a membrana• Dominios PH: unión a PIP (membrana)• Dominios C2: unión a PS (membrana)

Unión a DNA• Dom. en dedos de Zn• Dom. cremalleras de Leucina• Homeodominios

Catalíticos (u. al sustrato)• Dom. quinasa (S/T, Y)• Dom. GTPasa

Función de proteína =Suma de funciones de sus dominios



Dominios proteicos: ejemplosDominios proteicos: ejemplos

Dominio SH2:Unión a fosfo-Tyr

Constante:estructural

péptido pY

Dominio PH:Unión a PIP

PIP

D. Cremallera de LeuUnión a DNA

Leu:dimerizaciónUnión a

diana DNA

D. Dedo de ZincUnión a DNA

Zn une la estructura

hélice de reconocimiento de DNA



Estructura cuaternariaEstructura cuaternaria

Ensamblaje de subunidades• vía enlaces no covalentes (raramente -S-S-)• Homo/heterotrópico• proteínas solubles / estructuras macromoleculares

Definición:La disposición espacial e interacciones entre cadenas individuales de una proteína oligomérica

Inmunoglobulina G (IgG)● 4 cadenas (2H+2L)● Unión por p. disulfuro

(HH y LH)

puentes disulfuro

interacciones no covalentes

Interacciones cuaternarias● Kd típicas: 10-8-10-16 M● Gasoc ≈50-100 kJ/mol● Entropía por ordenamiento de cadenas

(desfavorable)● Entropía por ocultamiento de apolares

(muy favorable, y vdW)

Ventajas de la estructura oligomérica● Estabilidad: reducción ratio S/V

(ocultamiento de hidrofóbicos)● Economía y eficiencia genéticas

(síntesis rentable, reusabilidad)● Reunión de sitios catalíticos: eficacia● Cooperatividad: respuestas todo o nada● Alosterismo: regulación







Estructura general


Estructura y tipos




➢ Plegamiento











➢ Problemas de plegamiento Plegamiento asistido

Amiloides y priones



Plegamiento asistido: chaperonasPlegamiento asistido: chaperonas

Familia Hsp70/Hsp90: chaperonas• Bajo Mr• Unión a zonas hidrofóbicas• Previene agregación/plegamiento prematuro

Familia Hsp60: chaperoninas• Complejo macromolecular: cavidad de plegado• Plegamiento asistido (catálisis)• ATPasas: plegado ATP-dependiente

Enzimas coadyuvantes (RE)• Proteína disulfuro isomerasa (PDI)• Peptido-Prolil cis-tras isomerasa (PPI)

Chaperona Hsp70/Hsp90

Chaperonina Hsp60(exclusivo citosol)

• HSP70 ubicuo (citosol/RE)• HSP 90 (citosólico)



Plegamiento catalizado por GroEL/GroESPlegamiento catalizado por GroEL/GroES

Catálisis del plegamiento● plegado en recinto cerrado● restringir la libertad

conformacional

Gasto de ATPinversión de G para aumentar S



Estructura y función de GroELGroESEstructura y función de GroELGroES



Problemas de plegamiento: amiloidesProblemas de plegamiento: amiloides

Conformación alternativa

Agregación espontánea

Formación de fibras



Problemas de plegamiento: prionesProblemas de plegamiento: priones

Sección de cortex cerebralEncefalopatía espongiformeCreutzfeldt-Jakob

Estados metaestables• Conversión• polimerización

PrP PrPsc

conformaciones alternativasinterconvertibes

• asociación• polimerización• fibrilogénesis

irreversible

dañocelular

Conversión inducida de PrP endógena

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Proteínas: Plegamiento y conformación Proteínas: Plegamiento y