Estructura, propiedades y funciones biológicas de los aminoácidos. Tema 2 (I) Aminoácidos • Un α-aminoácido es un ácido carboxílico con un grupo amino y un grupo R en el carbono α • R --> cadena lateral • Dos estereoisómeros posibles – Enantiómeros L y D – Sólo la forma L se encuentra en proteínas L-Alanina D-Alanina 2 Aminoácidos neutros no polares Aminoácidos Estándar • Se representa normalmente el estado de protonación a pH 7,0 • Los aminoácidos se clasifican según las propiedades de sus cadenas laterales Glicina Fenilalanina Alanina Triptófano Valina Leucina Metionina Cisteina Isoleucina Prolina Aminoácidos neutros polares Serina Treonina Aminoácidos ácidos Tirosina Asparagina Glutamina Aminoácidos básicos ¡Atención a los casos de His, Tyr y Cys! Aspartato Glutamato Lisina Arginina Histidina 3 Aminoácidos Alifáticos No Polares Glicina Gly, G Alanina Ala, A Leucina Leu, L Metionina Met, M Cadena lateral ciclada. Implica restricciones conformacionales Valina Val, V Isoleucina Ile, I Prolina Pro, P 4 Aminoácidos Aromáticos No polar (Hidrofóbico) Polar Fenilalanina Phe, F Tirosina Tyr, Y No polar (Hidrofóbico) Triptófano Trp, W Absorbancia luz ultravioleta !!! 5 Espectro de absorción de Trp y Tyr 6 Aminoácidos Neutros Polares Serina Ser, S Treonina Thr, T Tirosina Tyr, Y Asparagina Asn, N Cisteina Cys, C Puede encontrarse cargado a pH>9 •Puede encontrarse cargado a pH>8,5 •Grupo -SH es muy reactivo. Dos moléculas de Cys se oxidan formado cistina mediante un puente disulfuro (-S-S-). Glutamina Gln, Q 7 Aminoácidos Básicos con Carga Positiva No se encuentra cargado a pH>7 H+ Lisina Lys, K Arginina Arg, R Histidina His, H 8 Aminoácidos Ácidos con Carga Negativa Aspartato Asp, D Glutamato Glu, E 9 Aminoácidos no Estándar • Aminoácidos distintos de los 20 estándar y derivados de éstos, que realizan funciones biológicas importantes como mensajeros o precursores – Neurotransmisores • γ-aminobutírico (GABA), derivado de la Gln • serotonina, derivado del Trp (5-hidroxitriptamina) – Hormonas • tiroxina, derivado de la Tirosina (Tyr) • ácido indol acético, derivado del Triptófano (Trp) – Precursores e intermediarios metabólicos • citrulina • ornitina 10 Aminoácidos Proteicos Modificados • Se forman después de la síntesis proteica • Proporcionan propiedades funcionales específicas Importante para la unión de calcio en proteasas de la cascada de coagulación Posibilitan la formación de la estructura reticular del colágeno γ-carboxiglutamato 4-hidroxiprolina 5-hidroxilisina La fosforilación en residuos con grupos hidroxilo (Ser, Tyr, Thr) regula la actividad de muchas proteínas o-fosfoserina Carboxilación, hidroxilación, fosforilación, acetilación, metilación…… 11 Propiedades Ácido-Base de los Aminoácidos • Los aminoácidos son anfóteros – se comportan a la vez como ácidos y como bases • A pH 7 Los aminoácidos sin cadena lateral cargada son zwitteriones – presentan simultáneamente una carga positiva y una negativa Carga neta +1 K1; pK1 Forma catiónica Carga neta 0 Carga neta -1 K2; pK2 Forma zwitteriónica (neutra) Forma aniónica 12 Equilibrio Ácido-base Ecuación de Henderson-Hasselbalch Los AAs se encuentran mayoritariamente protonados si pK es superior a pH 13 Valores de pKa de Aminoácidos α-carboxilo pK1=2-3 α-amino pK2=9-11 Cys, pKR< pK2 Tyr, pKR> pK2 carga - en estado desprotonado His pKR< pK2 Asp y Glu pKR≈4> pK1 Lys y Arg pKR> pK2 14 Predominan a pH=7 Predominan a pH=7 15