Algunos ejercicios de los temas de aminoácidos y proteínas

Problemas de los temas de aminoácidos y proteínas.
1. Se practicó una electroforesis sobre papel, a pH 6,0, de una mezcla de glicocola,
alanina, ácido glutámico, lisina, arginina y serina.
a) ¿Cuál(es) de los compuestos se mueve hacia el ánodo?.
b) ¿Cuál de ellos emigra hacia el cátodo?.
c) ¿Cuál de ellos permanece en, o cerca de, el origen?.
2. A una resina de intercambio aniónico se le añade una mezcla de lisina, arginina, ácido
aspártico, ácido glutámico, tirosina y alanina, a pH elevado. Predecir el orden de elución
de los aminoácidos por tratamiento de la resina con disoluciones de pH sucesivamente
decrecientes.
3. La cromatografía monodimensional sobre papel de una mezcla de serina, alanina,
ácido glutámico e isoleucina, se llevo a cabo con un sistema disolvente que contiene
n-butanol, agua y ácido acético. Predecir las movilidades relativas de los aminoácidos
en el sistema descrito indicando, en primer lugar, cuál se espera sea el que se desplace
a mayor distancia del origen.
4. ¿En qué dirección (es decir, hacia el ánodo (A, +), hacia el cátodo (C, -) o en el
origen (O)) emigrarán las siguientes proteínas en un campo eléctrico al pH indicado?:
a) Ovoalbúmina a pH 5.0.
b) β-lactoglobulina a pH 5.0 y 7.0.
c) Quimotripsinógeno a pH 5.0 9.5 y 11.
pI para ovoalbúmina 4.6; pI para beta-lactoglobulina 5.2; pI para
quimiotripsinógeno 9.5.
5. ¿A qué pH sería más eficaz la electroforesis para la separación de las siguientes
mezclas de proteínas?:
a) Seroalbúmina y hemoglobina (pI: 4.9 y 6.8).
b) Mioglobina y quimotripsinógeno (pI: 7 y 9.5).
c) Ovoalbúmina, seroalbúmina y ureasa (pI 4.6, 4.9 y 5) .
6. Predecir la secuencia en que las proteínas siguientes resultaran eludidas en una
columna de exclusión molecular, con un intervalo de fraccionamiento de proteína de
5000 a 400000 daltons: mioglobina, catalasa, citocromo c, miosina, quimotripsinógeno
y seroalbúmina (pesos moleculares: 16900, 221600, 13370, 524800, 23240, 68500
daltons, respectivamente).
7. ¿Cuál será el peso molecular de una proteína desconocida, si los volúmenes de
elución del citocromo c, de la β-lactoglobulina, de la proteína desconocida y de la
hemoglobina, en una columna de exclusión molecular como la descrita en el problema
anterior son:118, 58, 37 y 24 ml, respectivamente?. Supóngase que todas las proteínas
son esféricas y se hallan dentro del intervalo de fraccionamiento proteico de la columna.
8. a) Predígase la acción de la tripsina sobre los siguientes péptidos.
1)Lys-Asp-Gly-Ala-Ala-Glu-Ser-Gly.
2)Ala-Ala-His-Arg-Glu-Lys-Phe-Ile.
3)Tyr-Cys-Lys-Ala-Arg-Arg-Gly.
4)Phe-Ala-Glu-Ser-Ala-Gly.
b) Si cada uno de los fragmentos resultantes por digestión tríptica se trata a
continuación con 2,4-dinitrofluorobenceno, y luego se realiza la hidrólisis de los enlaces
peptídicos, cuál o cuales serían los 2,4-dinitrofenil-aminoácidos resultantes.
9. a) Escríbanse los péptidos formados cuando se trata con quimotripsina el siguiente
polipéptido:
Val-Ala-Lys-Glu-Glu-Phe-Val-Met-Tyr-Cys-Glu-Trp-Met-Gly-Gly-Phe.
b) Supóngase que los péptidos reaccionan posteriormente con bromuro de cianógeno;
hágase una lista de los productos obtenidos.
10. Predecir la dirección de la emigración (es decir, estacionario (0), hacia el cátodo (C)
o hacia el ánodo (A) de los siguientes péptidos, durante la electroforesis sobre papel a
pH 1.9 , 3.0 , 6.5 y 10.0:
a) Lys-Gly-Ala-Gly.
b) Lys-Gly-Ala-Glu.
c) His-Gly-Ala-Glu.
d) Glu-Gly-Ala-Glu.
e) Gln-Gly-Ala-Lys.
11. Si los cinco péptidos del problema 10 se encuentran presentes en una mezcla,
predígase el orden de elución relativo de cada péptido en una columna de resina de
intercambio iónico conteniendo Dowex-1 (intercambiador aniónico) cuando la columna
se eluye con un sistema tampón cuyo pH experimenta un cambio continuo desde un
valor inicial de 10 hasta un valor final de 1.0.
12. Se obtuvieron los siguientes datos, acerca de la estructura de una cadena
polipeptídica. La hidrólisis total produjo Gly, Ala,Val2, Leu2, Ile, Cys4, Asp2, Glu4, Ser2,
Tyr2. El tratamiento de la cadena con 2,4-dinitrofluorobenceno, seguido de hidrólisis
ácida, rindió 2,4-dinitrofenil-glicina. El análisis del grupo C-terminal dio aspartato. La
hidrólisis ácida parcial proporcionó los siguientes oligopéptidos , entre otros:
Cys-Cys-Ala, Glu-Asp-Tyr, Glu-Glu-Cys, Glu-Leu-Glu, Cys-Asp, Tyr-Cys, Ser-ValCys, Glu-Cys-Cys, Ser-Leu-Tyr, Leu-Tyr-Glu, Gly-Ile-Val-Glu-Glu. La escisión con
pepsina rindió un péptido que por hidrólisis dio Ser-Val-Cys y Ser-Leu. Formúlese una
estructura que esté de acuerdo con los datos anteriores.
13. Un péptido A, de composición Lys, His, Asp, Glu2, Ala, Ile, Val y Tyr, produjo
2,4-dinitrofenilaspartato al efectuar el análisis del resto N-terminal con 2,4dinitrofluorobenceno y valina libre como primer producto con la carboxipeptidasa. La
digestión de A con tripsina rindió dos péptidos. Uno de ellos contenia Lys, Asp, Glu,
Ala, y Tyr. El otro (His, Glu, Ile, Val) rindió 2,4-dinitrofenilhistidina al analizar el resto
N-terminal con 2,4-dinitrofluorobenceno. La escisión del último con termolisina rindió
entre otros productos, histidina libre. A partir de A, se formaron también dos péptidos
quimotrípticos. Uno contenía Asp, Ala, y Tyr y el otro contenía Lys, His, Glu2, Ile y
Val. Dedúzcase una estructura para el péptido A.
14. La hidrólisis ácida de 1 mmol de un pentapéptido hipotético rindió 2mmol de ácido
glutámico, 1mmol de lisina, y no se recuperó cuantitativamente ningún otro
aminoácido. La tripsina escinde el pentapéptido original en dos fragmentos. Por
electroforesis a pH 7.0 uno de los fragmentos trípticos se desplaza hacia el ánodo, y el
otro hacia el cátodo. El tratamiento de uno de los fragmentos trípticos con DNFB,
seguido de hidrólisis ácida, rinde ácido DNF-glutámico. El tratamiento del pentapéptido
original con quimotripsina origina dos dipéptidos y ácido glutámico libre. Propóngase
una secuencia aminoácida para el pentapéptido que esté de acuerdo con los datos
precedentes.
15. Un organismo de origen desconocido produce un potente inhibidor de la transmisión
nerviosa y queremos secuenciarlo. El análisis de aminoácidos muestra una composición
de Ala5, Lys1, Phe1, El péptido intacto reacciona con DNFB y tras la hidrólisis ácida
del mismo se obtiene DNF-alanina. La digestión con tripsina produce un tripéptido y un
tetrapéptido de composiciones Ala3. Phe1 y Lys1, Ala2. La reacción del péptido
intacto con quimotripsina da un hexapéptido y alanita libre. ¿Cuál es la secuencia del
inhibidor?.
16. Se ha aislado un octapéptido a partir de un hongo raro que previene la calvicie y
estamos interesados en sus posibilidades comerciales. El análisis de aminoácidos da una
composición: Lys2, Asp1, Tyr1, Phe1, Gly1, Ser1, Ala1. El péptido intacto reacciona
con DNFB y tras la hidrólisis ácida del mismo se obtine DNF-alanina. La digestión con
tripsina da péptidos con la composición: Lys1, Ala1, Ser1 y Gly1, Phe1, Lys1, más un
dipéptido. La reacción con quimitripsina libera ácido aspártico, un tetrapéptido de
composición: Lys1, Ser1, Phe1, Ala1 y un tripéptido que libera DNF-glicina tras
reaccionar con DNFB seguido de hidrólisis ácido. ¿Cuál es la secuencia del péptido
problema?.
17. Un abejorro sudamericano produce una sustancia que extrae el oro del agua marina,
y deseamos conocer su estructura para llevar a cabo su síntesis a gran escala. El análisis
de aminoácidos da una composición: Lys1, Pro1, Arg1, Phe1, Ala1, Tyr1, Ser1. La
reacción con DNFB no da ningún producto a no ser que el material se haga reaccionar
previamente con quimotripsina, en cuyo caso se obtiene DNF-serina y DNF-lisina a
partir de los péptidos obtenidos, cuya composición es Ala1,Tyr1, Ser1 y Pro1, Phe1,
Lys1,Arg1. La reacción con tripsina también produce dos péptidos de composiciones
Arg, Pro y Phe, Tyr, Lys, Ser, Ala. ¿Cuál es la estructura del péptido y su secuencia?.