aminoacidos-cc 08

David L. Nelson and Michael M. Cox
Lehninger Principles of
Biochemistry
Fourth Edition
Capítulo 3:
Amino Acidos, Péptidos, y Proteínas
Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company
Estereoquímica de Aminoácidos
• Todos excepto glicina son quirales
• L aminoácidos predominan en la
naturaleza
• Nomenclatura D,L está basada en D- y Lgliceraldehido
Grupos R alifáticos, no polares
Grupos R polares, sin carga
Grupos R polares, cargados positivamente
Grupos R cargados negativamente
Grupos R aromáticos
Aminoácidos poco comunes
• Hidroxilisina, hidroxiprolina - colágeno
• Carboxiglutamato – proteínas de coagulación
sanguínea
• Piroglutamato - bacteriorodopsina
• Aminoácidos Fosforilados – herramienta de
señalización
COOH

H3N+—C—H

CH2

CH2

CH2

CH2

NH3+
LISINA
COOH

H3N+—C—H

CH2

CH2

CHOH

CH2

NH3+
COOH

H3N+—C—H

CH2

CH2

CHOH

CH2

NH3+
5-HIDROXILISINA

CH3
N
—CH2 —CH2 —CH2 —NH3+
NH
HISTAMINA
N
H

—CH2 —CH2 —C —COO
NH
NH3+
HISTIDINA
ε-N-METILISINA
-OOC—CH
2—CH2—CH2—H3N
+
γ-AMINOBUTIRICO (GABA)
H

-OOC—CH —CH —C—COO2
2

H 3N +
GLUTAMATO
COOH


-OOC—CH—CH —C—COO2

H 3N +
γ-CARBOXIGLUTAMATO
COOH

H2N+—CH2

CH3
SARCOCINA
(N-Metilglicina)
COOH

H3N+—CH2
GLICINA
H
H
A PARTIR DE QUE AMINOACIDOS SE HACE LA DESMOSINA???
Parte del metabolismo
Propiedades de los Aminoácidos
Aminoácido Abreviatura PM % prot
R polar sin carga
Serina
Ser
Prolina
Pro
Treonina
Thr
Cisteina
Cys
Asparagina
Asn
Glutamina
Gln
Aminoácido
S
P
T
C
N
Q
105
115
119
121
132
146
6.8
5.2
5.9
1.9
4.3
4.2
Abreviatura PM % prot
pK1
pK2
2.21
1.99
2.11
1.96
2.06
2.17
9.15
10.96
9.62
10.28
8.80
9.13
pKR
8.33
pI
5.68
6.48
5.87
5.07
5.41
5.65
pK1
pK2
pKR
pI
9.74
7.59
10.76
R carga positiva
Lisina
Lys
Histidina
His
Arginina
Arg
K
H
R
146
155
174
5.9
2.3
5.1
2.18
1.82
2.17
8.95
9.17
9.04
10.53
6.00
12.48
R carga negativa
Aspartato
Asp
Glutamato
Glu
D
E
133
147
5.3
6.3
1.88
2.19
9.60
9.67
3.65
4.25
2.77
3.22
Propiedades de los Aminoácidos
Aminoácido
Abreviatura
Grupo R No polar
Glicina
Gly
Alanina
Ala
Valina
Val
Leucina
Leu
Isoleucina
Ile
Metionina
Met
Aminoácido
R aromático
Fenilalanina
Tirosina
Triptofano
G
A
V
L
I
M
PM
% prot
pK1
75
89
117
131
131
149
7.2
7.8
6.6
9.1
5.3
2.3
2.34
2.34
2.32
2.36
2.36
2.38
Abreviatura PM % prot
Phe
Tyr
Trp
F
Y
W
165
181
204
3.9
3.2
1.4
pK2
pI
9.60
9.69
9.62
9.60
9.68
9.21
5.97
6.01
5.97
5.98
6.02
5.74
pK1
pK2
1.83
2.20
2.38
9.13
9.11
9.39
pKR
10.13
5.66
5.89
pI
5.48
á
c
i
d
o
(donador)
COOH3N+
C H
H3N+ C
H+
C H
+ H+
R
COO-
C H
R
H2N
R
COOH2N
COO-
R
H
b
a
s
e
(aceptor)
COOH
H3N+
COO-
C H
H3N+
R
R
COOH3N+
COOH
H3N+ C
C H
R
+ H+
C H
H+
R
H
á
c
i
d
o
(donador)
b
a
s
e
(aceptor)
Valores de pKa de los Aminoácidos
Recordar qué significan
• Grupo alfa carboxilo- pKa = 2
• Grupo alfa amino- pKa = 9
• Números son aproximados.
Valores de pKa de los Aminoácidos
• Arginina, Arg, R: pKa (grupo guanidino)
= 12.5
• Acido Aspártico, Asp, D: pKa = 3.9
• Cisteina, Cys, C: pKa = 8.3
• Acido Glutámico, Glu, E: pKa = 4.3
• Histidina, His, H: pKa = 6.0
Valores de pKa de los Aminoácidos
•
•
•
•
Lisina, Lys, K: pKa = 10.5
Serina, Ser, S: pKa = 13
Treonina, Thr, T: pKa = 13
TIrosina, Tyr, Y: pKa = 10.1
Química Acido-Base
Los Aminoácidos son ácidos polipróticos
débiles
• H2A+ + H2O → HA0 + H3O+
• Ka1 = [ HA0 ] [ H3O+ ]
__________________________
[H2A+ ]
Química Acido-Base
La segunda disociación (el grupo amino en el
caso de la glicina):
• HA0 + H2O → A¯ + H3O+
• Ka2 = [ A¯ ] [ H3O+ ]
_______________________
[ HA0 ]
Titulación de Glicina
Titulación del Acido Glutámico
Cálculo Sencillo
Cuál esl el pH de una solución de ácido
glutámico si ¼ del carboxilo alfa está
disociado?
• pH = 2 + log10 [1]
¯¯¯¯¯¯¯
[3]
• pH = 2 + (-0.477)
• pH = 1.523
Un cálculo de ejemplo
Cuál es el pH de una solución de ácido
glutámico si el carboxilo alfa está ¼
disociado
• pH = 2 + log10 [1]
¯¯¯¯¯¯¯
[3]
• pH = 2 + (-0.477)
• pH = 1.523
Titulación de Lisina
Otro Cálculo de ejemplo
Cuál es el pH de una solución de lisina si el
grupo amino de la cadena lateral está 3/4
disociado?
• pH = 10.5 + log10 [3]
¯¯
• pH = 10.5 + (0.477)
• pH = 10.977 = 11.0
¯¯¯¯¯
[1]
R1
|
H3N+—CH— CO||
+
O
H R2
| |
H N—CH—COOH
|
H
H2O
R1
H R2
H3N CH C N CH COOO
dipéptido
Amino terminal
H3C CH3
\/
SH
COONH3+
CH




CH3
H H
H CH2
H CH2
H (CH2)4 H
CH2











+H N— C —C — N — C — C — N — C — C — N — C — C— N — C — C — N — C — COH
3
 ║
 ║
 ║
 ║
 ║
 ║
H O
H O
H O
H O
H O
H O
Ala Gly Cys Asp Lys Leu
Carboxilo terminal
Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu
Oxígeno de carbonilo tiene carga parcial
negativa
Nitrógeno de amida tiene carga parcial
positiva
•Casi todos los enlaces ocurren en trans
•Enlace peptídico: simple ?
•Naturaleza parcial de enlace doble (40%)
C-N = 1.32 A
C-O = 1.24 A
C-N = 1.46 A
C-O = 1.20 A
psi
phi
Ø = phi
N-C
ψ = psi
Cα-C
Cualquier valor entre -180 y = 180, PERO
Consecuencias del Plano Amida
Dos grados de libertad por residuo para la cadena
peptídica
• Angulo alrededor de enlace Cα-N es llamado phi: Ø
• Angulo alrededor de enlace Cα-C es llamado psi: ψ
• Algunos valores de phi and psi son más probables
que otros.
Impedimentos Estéricos de phi
& psi
Algunas combinaciones de phi y psi no se dan
• phi = 0, psi = 180 es desfavorable
• phi = 180, psi = 0 es desfavorable
• phi = 0, psi = 0 es desfavorable