BIOMOLECULAS PROTEINAS MACROMOLECULAS MAS DE 10 000 AMINOACIDOS

BIOMOLECULAS PROTEINAS MACROMOLECULAS MAS DE 10, 000 AMINOACIDOS

PROTEINAS FUNCIONES 1. Catálisis; (Enzimas). 2. Estructura; colágeno, fibroina, elastina. 3. 4. Movimiento; actina y tubulina (citoesqueleto). Defensa; queratina, fibrinogeno y trombina, inmunoglobulinas.

PROTEINAS FUNCIONES 5. 6. 7. 8. Regulación; insulina, glucagon, hormona del crecimiento, factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF), factor de crecimiento epidérmico (EGF). Transporte; Na+ - K + - ATPasa, transportador de glucosa, hemoglobina, lipoproteínas (LDL, HDL) transferrina, ceruloplasmina. Almacenamiento; ovoalbumina, caseína, zeina. Respuesta a agresiones; Citocromo P 450 Melationeina Proteínas de choque térmico (hsp) Enzimas reparadoras del DNA.

PROTEINAS CLASIFICACION A. Forma. B. Composición.

PROTEINAS CLASIFICACION DE ACUERDO A SU FORMA. 1. Proteínas fibrosas: • Moléculas largas con forma de varilla. Funciones estructurales y protectoras. Insolubles en agua. A. -Queratina de la piel, pelo y uñas. B. -. colágeno 2. Proteínas globulares: • • Moléculas esféricas, compactas. Solubles en agua. Enzimas (todas), Inmunoglobulinas, hemoglobina, albúmina.

PROTEINAS CLASIFICACION DE ACUERDO CON SU COMPOSICION 1. Simples 2. Conjugadas

PROTEINAS COMPOSICION 1. Simples: solo contienen aminoácidos. • Albúmina serica. • Queratina.

PROTEINAS COMPOSICION 2. Conjugadas: • Apoproteina; • Holoproteina; consta de una proteína simple combinada con un componente no proteico (grupo prostético). una proteína sin su grupo prostético. una molécula proteica combinada con su grupo prostético.

CLASIFICACON DE ACUERDO A SU FUNCION PROTEINAS

PROTEINAS NIVELES DE ESTRUCTURA Estructura 1` (secuencia de AA) Estructura 2` Estructura 4 Plegado de la cadena polipéptica (local) Asociación de varias cadenas polipeptídicas Estructura 3` Nivel de plegado superior (global)

PROTEINAS ESTRUCTURA PRIMARIA • Cada polipéptido tiene una secuencia de aminoácidos específicos (información genética). • a. b. c. • • • La interacción entre los residuos: Estructura tridimensional. Papel funcional. Relación con otras proteínas. Polipéptidos o proteínas homólogos; tienen secuencia de aminoácidos y funciones semejantes. Residuos de aminoácidos invariables; son idénticos con las proteínas homologas (esenciales para su función). Residuos de aminoácidos variables; realizan papeles inespecíficos en la función proteica.

PROTEINAS ESTRUCTURA SECUNDARIA • • A. B. • Varios patrones repetitivos; una serie de residuos de aminoácidos adoptan valores similares para ángulos similares Fi y PSi. Tipos mas frecuentes (ángulos): Hélice alfa (dextrorotatoria ) mas abundantes en la naturaleza Lamina plegada (lamina Beta). Estabilizadas por enlace de hidrogeno entre los grupos carbonilo y N – H del esqueleto polipeptido.

PROTEINAS ESTRUCTURAS SECUNDARIAS v v 1. 2. 3. Al plegarse la cadena polipeptídica se forman determinadas disposiciones localizadas de los aminoácidos adyacentes La rotación libre ( dos de tres enlaces): Enlace del carbono alfa con el carbono carbonilo (ángulo psi) Enlace del carbono alfa para el nitrógeno ( ángulo fi ) El carácter parcial de doble enlace de la unión peptídico ( evita la rotación)

Los enlaces N-Cα, Cα-C sí rotan

PROTEINAS ESTRUCTURA SECUNDARIA ALFA- HELICE n n Estructura rígida en forma de varilla Se forma cuando una cadena polipeptídica se retuerce en una conformación helicoidal derecha Se forman enlaces hidrogeno entre el grupo N-H de cada aminoácido y el grupo carbonilo del aminoácido que se encuentra 4 residuos mas adelante ( estabilidad) Una vuelta completa de la hélice contiene un promedio de 3. 6 residuos y su altura es de 0. 54 nm

PROTEINA ESTRUCTURA SECUNDARIA ALFA HELICE n n a) b) c) d) e) Los grupos R de cada residuo en una hélice alfa están orientados hacia fuera Incompatibles con estructura alfa: Glicina Prolina Glutamato Aspartato triptofano

PROTEINAS ESTRUCTURAS SECUNDARIAS LAMINAS PLEGADAS BETA n n Se forman cuando se alinean de lado dos o mas segmentos de cadenas polipeptídicas Cada segmento individual se denomina una cadena beta Cada cadena beta esta extendida Están estabilizadas por enlaces de hidrogeno que se forman entre los grupos N-H y carbonilo del esqueleto polipeptídica de cadenas adyacentes

PROTEINAS ESTRUCTURAS SECUNDARIAS LAMINAS PLEGADAS BETA n Tipos: A. Paralelas ; • B. • C. Las cadenas polipeptídicas en la misma dirección amino a carboxilo Antiparalelas ; Las cadenas polipeptídicas van en direcciones distintas, mas estables mixtas

PROTEINAS ESTRUCTURAS SUPERSECUNDARIAS n n A. B. C. D. E. Proteínas globulares Combinación de estructuras secundarias hélice alfa y lamina plegada beta: Unidades beta alfa beta Meandro beta Unidades alfa Barril beta Llave griega

PROTEINAS ESTRUCTURA TERCIARIA n n n Conformaciones tridimensionales únicas Proteínas globulares Plegamiento en sus estructuras nativas (biológicamente activas) Plegamiento proteico; q q Como consecuencia de la interacción entre las cadenas laterales en su estructura primaria Molécula desorganizada recién sintetizada adquiere una estructura muy organizada

PROTEINAS ESTRUCTURAS TERCIARIAS CARACTERISTICAS A. B. C. El plegamiento permite que los residuos de aminoácidos restantes en la estructura primaria queden cerca. Hace a la proteína compacta (empaquetamiento) permitiendo la interacción de los grupos polares y apolares. Suelen dar lugar a la formación de dominios que son segmentos estructuralmente independientes que poseen funciones especificas (químicas o físicas).

Plegamiento de proteínas Permite aproximación de cadenas laterales de residuos distantes. Estructuras tridimencionales adecuadas para la interacción con otras moléculas. En la célula, este proceso ocurre durante y después que las proteínas son sintetizadas en los ribosomas. Facilitado por proteínas chaperonas

Plegamiento asistido El plegamiento de muchas proteínas requiere de la acción de chaperonas moleculares. Son proteínas que interactúan con los polipéptidos parcialmente plegados o plegados incorrectamente, facilitando vías de plegamiento correcto o creando el microambiente en el cual el plegamiento pueda ocurrir. Hay dos clases de chaperonas muy bien estudiadas: Hsp 70 y las chaperoninas.

Mal plegamiento de proteínas De todos los polipéptidos sintetizados aproximadamente ¼ o más son destruidos por mal plegamiento. Las proteínas mal plegadas pueden causar varias enfermedades, desde diabetes tipo II hasta enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer, Huntington y Parkinson. Las proteínas mal plegadas forman agregados insolubles o fibras amiloides (amiloidosis)

Proteinaceous infectious only (Pr. P) . Es una proteína constituyente normal del tejido cerebral en mamíferos

PROTEINAS ESTRUCTURAS TERCIARIAS ESTABILIZACION v 1. 2. Interacciones: Interacciones hidrófobas Interacciones electrostáticas (grupos opuestos de carga iónica; puentes salinos son enlaces no covalentes). 3. 4. Enlaces de hidrogeno Enlaces covalentes (puentes disulfuro): protegen a la estructura proteica extra celular de los cambios del PH o de concentraciones salinas.

PROTEINAS ESTRUCTURA CUATERNARIA • • Es el nivel mas complejo de organización. Rearreglo tridimensional de dos o mas cadenas polipeptídicas unidas entre si. Las interacciones que mantienen estas subunidades unidas entre si son las mismas que estabilizan la estructura terciaria. Define la composición polipeptídica de una proteína y la relación espacial entre subunidades (polipéptido)

ESTRUCTURA CUATERNARIA

PROTEINAS ESTRUCTURA CUATERNARIA • Olígomeros: proteínas con varias subunidades en las que algunas o todas • son idénticas. Protomeros: forman los olígomeros y pueden estar formadas por una o varias subunidades. (el grupo de subunidades que se repite) • Proteínas monomericas: de una sola cadena polipeptídica o • subunidad protomerica. Dimero: proteínas oligomericas formadas por dos subunidades protomericas. Hemodimero: proteínas con dos copias de la misma unidad protomerica. • Heterodimero: proteínas con dos copias diferentes de subunidad • Proteínas multimericas: constituidas por una gran cantidad de • protomerica. subunidades protomericas.

PROTEINAS DINAMICA PROTEICA • Flexibilidad conformacional: Fluctuaciones continuas, rápidas de la orientación precisa de los átomos en las proteínas. • a. b. La función proteica suele implicar la apertura y el cerrado rápido de las cavidades en la superficie de la molécula. (conformación funcional; estabilidad termodinámica) Velocidad de actividad enzimática. Transferencia de información entre las biomoleculas.

PROTEINAS DESNATURALIZACION • • • El proceso mediante el cual una proteína pierde sus estructuras cuaternaria, terciaria e incluso secundaria. Destrucción de la conformación nativa de la proteína. No incluye ruptura de los enlaces peptídicos (la estructura primaria permanece intacta). Incluye perdida parcial o total de su actividad biológica (dependencia entre la estructura y su función dentro de una célula). Proceso irreversible. La mayoría de las proteínas no se renaturalizan. (ribonuleasa: renaturalizacion proteica)

Desnaturalización de las proteínas La desnaturalización provoca diversos efectos en la proteína: Cambios en las propiedades hidrodinámicas de la proteína: aumenta la viscosidad y disminuye el coeficiente de difusión Una drástica disminución de su solubilidad, ya que los residuos hidrofóbicos del interior aparecen en la superficie Pérdida de las propiedades biológicas

n Los agentes que provocan la desnaturalización de una proteína se llaman agentes desnaturalizantes. Se distinguen; 1. agentes físicos 2. agentes químicos

PROTEINAS DESNATURALIZACION v 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. • Condiciones desnaturalizantes: (no rompen enlaces covalentes). Ácidos y bases fuertes: cambios bruscos de PH. Disolventes orgánicos: etanol y la acetona. Detergentes. Agentes reductores: urea (reactivo) y Beta-mercaptoenalol (reductor). Concentraciones salinas. Iones metálicos pesados: mercurio ( Hg 2+) y el plomo (Pb 2+) Cambios de temperatura: aumentos de la temperatura. Agresión mecánica: agitación y trituración. Solo rompen las uniones relativamente débiles: puentes salinos, interacciones hidrofobicas, enlaces hidrogeno, disminuye la interacción entre grupos de carga opuesta, convierten puentes disulfuro en grupos sulfhídrilos.

PROTEINAS DESNATURALIZACION