Tema 4c - proteinas estructura 3a fibrosas globulares farmacia

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Tema 4c Estructura tridimensional de las protenas. Protenas fibrosas. Protenas globulares.Protenas fibrosas Estructura y funcin de las queratinas Estructura y funcin del colgeno Triple hlice de colgeno Modificaciones postraduccionales de los aminocidos del colgeno Fibras de colgeno Estructura y funcin de la elastina Estructura y funcin de la fibroina

Protenas globulares Mioglobina Estructura y funcin. Grupo hemo Curva unin O2 a la Mioglobina

Protenas fibrosas: generalidades Tienen forma alargada o filamentosa La estructura 1aria se caracteriza por la repeticin ordenada de algunos aminocidos Constan mayoritariamente de un nico tipo de estructura secundaria Insolubles en agua Funcin estructural: conexin, proteccin y soporte. Principales protenas de la piel, tejido conjuntivo y de las fibras animales (pelo, seda) Confieren fuerza y/o elasticidad Queratina (piel, pelo, uas, etc) Fibrona (seda) Colgeno Elastina

Queratinas

Dos tipos: a-queratina (pelo, uas, lana, cuernos) b-queratina (plumas, escamas) a-queratina Hlice a dextrgira Consta de unos 300 aa 20% aa hidrofbicos Capacidad de formar superenrollamientos

Queratinas Dos hlices dextrgiras se enrollan sobre s, giro levgiro Cada hlice 3,6 residuos por vuelta Segmentos repetidos de 7 aa, 1 y 4 hidrfobos

aa hidrfobos

Queratinas Ricas en puentes S-SHlice a queratina

Dos cadenas enrolladas

Protofilamento

Microfibrilla

Queratinas

Colgeno Protena ms abundante vertebrados, aprox. un 30% de la protena total del cuerpo Principal constituyente del tejido conjuntivo Proporciona fuerza y resistencia estructural

Presente en tendones, cartlagos, ligamentos, matriz orgnica de los huesos y crnea del ojo) Poco valor alimenticio

Estructura del colgeno Hlice simple levgira Tiene 3,3 residuos/vuelta (muy extendida) Superhlice dextrgira por enrollamiento de 3 hlices (tropocolgeno) Tropocolgeno

Composicin de aa: Gly 33% Pro 21% Ala 11% 4-OH-Pro 10% 5-OH-Lys en menor proporcin Repeticin del tripptido (Gly-X-Pro) o (Gly-X-4-OH-Pro)

Estructura del colgeno

Hidroxilacin posterior a la sntesis del polipptido Confiere estabilidad, puentes de H entre 3 cadenas Prolil hidrolasa requiere cido ascrbico (vit C)

Falta vit C produce escorbuto

Une glcidos

Estructura del colgeno

Slo la glicina puede acoplarse en el centro de la triple hlice

Fuerzas que estabilizan la estructura del colgenoInteracciones covalentes y no covalentes entre las cadenas estabilizan el tropocolgeno

No covalentes Interacciones inicas Puentes de H (participacin de la Gly y la 4-OH-Pro) Interacciones no covalentes entre las cadenas

Repulsin estrica de los anillos de Pro

Covalentes Uniones entre los grupos R de las Lys Intramoleculares

Intermoleculares

Estructura del colgenoSlo la glicina puede acoplarse en el centro de la triple hlice GLICINA

Hlice colgeno

Tropocolgeno

Fuerzas que estabilizan la estructura del colgeno

Unin de molculas de tropocolgeno por enlaces covalentes forman las fibras de colgeno

Fibra de colgeno

Colgeno triple hlice

Uniones covalentes

Fibras de colgeno

Alternancia de las molculas de tropocolgeno da lugar a un patrn estriado al microscopio electrnico

Enfermedades del colgeno Escorbuto:Dficit de Vit C. fragilidad capilar, hemorragias, lesiones cutneas. Niccolo Paganini Violinista Italiano 1782-1840 Sindrome de Marfan

Sndrome de osteognesis imperfecta:Mutacin Gly988/Cys en el colgeno tipo I. Huesos quebradizos, deformaciones en el esqueleto (nios de cristal).

Sndrome de Ehler-Danlos.Piel hiperextensible, exceso de movilidad en las articulaciones. Rotura de arterias y vejiga (ms graves).

Elastina Confiere elasticidad a las paredes arteriales y ligamentos

Molcula individual

Enlace cruzado

Red tridimensional sin estructura 2aria definida Constituida principalmente por aminocidos apolares, como Gly, Pro, Ala y Val

Forma numerosos enlaces cruzados entre Lys-Lys y Lys-Al-Lys

Elastina

H H N Lys O C (CH2)4 NH3+ NH3+ (CH2)4 C O Lys H O N

O C (CH2)4

N

C (CH2)4 NH3+ +

NC O (CH2)2

O C+

(CH2)2 H N N (CH2)3 C

NH3

Lys N H

Lys (CH ) 2 4 N H C O

N H

Desmosina

H

O

Formacin de entrecruzamiento covalente entre cadenas de elastina a travs de cuatro lisinas, (va formacin de desmosina)

Fibroina Constituye las fibras tejidas por gusanos y arcnidos Estructura 2aria: plegamiento b antiparalelo

Repeticin de la secuencia (-Gly-X-Gly-)n : (-Gly-Ser-Gly-Ala-Gly-Ala)n Las hojas b se apilan alternando contactos los grupos R de la Gly y los de Ala o Ser

Gly Ala o Ser

Ala o Ser

Gly

Fibroina Fibras fuertes, pero poco extensibles Fibras flexibles, interacciones de van del Waals entre R de hojas b apiladas

Pequeas regiones de aa voluminosos (Val, Trp)

Protenas globulares Contienen varios tipos de estructuras secundarias en la misma molcula Plegamiento da estructura terciaria, y a veces cuaternaria, densamente empaquetada de aspecto globular Pueden poseer grupos prostticos (Ej. grupo hemo) Solubles en agua Pueden unir ligandos

Enorme diversidad funcional

Enzimas Receptores celulares Hormonas peptdicas Inmunoglobulinas Protenas de transporte: Mioglobina y Hemoglobina

Mioglobina

Protena de 153 aa

Concentracin elevada en msculo esqueltico y cardiaco

Almacena y facilita la difusin de O2

Molcula compacta

Mioglobina

70% aa en hlices a 8 segmentos de hlice a

5 zonas de curvatura aa con R polares en el exterior y con R apolares en el interior Slo 2 aa polares en interior Histidinas E7 y F8 Posee un grupo hemo que une O2

Mioglobina

Grupo hemo de MioglobinaGrupo hemo

Histidina proximal F8 His 93

Grupo hemo de Mioglobina

Hlice G

Hemo

Hemo

Hlice F Hlice H

Hlice E

Histidina F8 His 93

Plano del anillo de porfirina

Curva unin O2 a la Mioglobina

Mb + O2Desoxi-Mb

MbO2Oxi-Mb

100

Saturacin de O2 (%)

80PO 2 en los tejidos

PO

2

en los pulmones

60

40

P50 = 1-4 mmHg20

0 0 20 40 60 80 100

P50 Mb

PO (mmHg) 2