Péptidos

PEPTIDOS
POR:
RUKMINI YAÑEZ
ERIK HUANTE
PEPTIDOS
• Los péptidos son amidas formadas por la interacción
•
entre grupos amino y carboxilo de aminoácidos. En tales
compuestos suele describirse el grupo amida, -NHCO-,
como la unión peptídica.
Según sea el número de las unidades de aminoácidos
por molécula, se les conoce como dipéptido, tripéptido,
etc., hasta llegar a los polipéptidos. Convencionalmente
se consideran como polipéptidos los que tiene pesos
moleculares de hasta 10,000; sobre este valor, son
proteínas
Los péptidos son substancias sumamente importantes:
la glutationa,
por ejemplo, es un tripéptido que se encuentra en la
mayoría de las células; el nonapéptido
oxitocina es una hormona de la glándula pituitaria
posterior que tiene que
ver con la contracción del útero;
la α-Corticotropina,formada por 39 residuos de
aminoácidos,
es una componente de la hormona adrenocorticotrópica
ACTH.
Determinación de la estructura de los péptidos. Análisis de residuos
terminales.
Hidrólisis parcial
Para asignar una estructura a un péptido en particular,
se debe saber
(a)cuántos residuos de aminoácidos constituyen la
molécula y cuántos de cada uno de ellos hay y
(b) su secuencia a lo largo de la cadena.
Para determinar la composición de un péptido, se le
hidroliza (en solución ácida, puesto que el álcali
produce racemización) y se determina la cantidad de
cada uno de los aminoácidos liberados. Uno de los
mejores métodos para analizar una mezcla de
aminoácidos es su separación por medio de la
cromatografia, a veces, al cabo de una conversión
previa de los ácidos en sus ésteres metílicos.
Del peso de cada aminoácido así obtenido, se puede calcular el número
de moles de cada uno, con lo que se tiene el número relativo de los
diversos residuos de aminoácidos en la cadena. En este momento se
conoce lo que podría llamarse la «fórmula empírica» del péptido: la
abundancia relativa de cada residuo de aminoácido en el péptido.
Para calcular la «fórmula molecular» de un péptido -el número real de
cada tipo de residuo en cada molécula del péptido- es necesario
conocer el peso molecular.
El que se puede determinar por métodos químicos y por varios
métodos físicos: mediciones de presión osmótica o de dispersión
lumínica, comportamiento en una ultracentrífuga, difracción con rayos
X.
• Queda aún la tarea más difícil de todas: la
determinación de la secuencia con que los
aminoácidos están ordenados a lo largo de
la cadena peptídica, es decir, la fórmula
estructural del péptido. Se logra esto por
medio de una combinación del análisis de
residuos terminales y de hidrólisis parcial.
El análisis de residuos
terminales
• es la identificación de los residuos de
aminoácidos en los extremos de la cadena
peptídica. Los procedimientos empleados
dependen del hecho de que los residuos
de ambos extremos son diferentes a todos
los demás residuos y, además, distintos
entre sí
Residuos terminales
• residuo N-terminal, contiene un grupo
amino alfa libre
• el residuo C-terminal, contiene un grupo
carboxilo alfa con respecto a la unión
peptídica, también libre.
• Un método muy exitoso para identificar el residuo N-
•
terminal (introducido en 1945 por Frederick Sanger de la
lIniversidad de Cambridge) hace uso del 2,4dinitrofluorobenceno (DNFB), el cual sufre una
substitución nucleofílica por el grupo amino libre, para
dar un derivado N-dinitrofenilado (DNP). Se hidroliza el
péptido
substituido con lo que se liberan los aminoácidos que lo
constituyen y se separa e identifica el residuo Nterminal, marcado con el grupo 2,4-dinitrofenilo.
El método de uso más amplio para el análisis de residuos Nterminales, considerando sus diversas modificaciones, es uno que
introdujo Pehr Edman, de la Universidad de Lund (Suecia), en
1950. Se basa éste en la reacción entre un grupo amino e
isotiocianato de fenilo para formar una tiourea substituida. La
hidrólisis cuidadosa con ácido clorhídrico separa selectivamente al
residuo N-terminal en forma de feniltiohidantoína que luego se
identifica.
La gran ventaja de este método consiste en que deja intacto el
resto de la cadena peptídica, de modo que se puede repetir el
análisis, identificando así el grupo terminal nuevo de la cadena
peptídica acortada.
Pebr Edman
• El método más exitoso para determinar el residuo C-terminal ha sido
enzimático, en vez de químico. Se quita selectivamente el residuo Cterminal por medio de la enzima carboxipeptidasa (que se obtiene
del páncreas), la que solamente rompe uniones peptídicas
adyacentes a grupos carboxilo alfa libres en las cadenas
polipeptídicas. Se puede repetir el análisis con el péptido acortado,
con lo que se identifica el nuevo residuo C-terminal, y así
sucesivamente. En la práctica no es posible determinar la secuencia
de todos los residuos en una cadena peptídica larga por remoción
sucesivade residuos terminales. Se somete en cambio la cadena a
hidrólisis parcial (ácida o enzimática), y se identifican los fragmentos
que se forman -dipéptidos; tripéptidos, etc.- con ayuda del análisis
de residuos terminales. Cuando se han identificado suficientes de
estos fragmentos menores, es posible resolver la secuencia de
residuos en la cadena completa.
Determinacion c-terminal
Síntesis de los péptidos
• la mayor parte del trabajo realizado para la síntesis de
péptidos ha tenido como meta la preparación de
compuestos que sean idénticos a los naturales. Para
lograr este propósito se debe disponer de un método
que permita unir aminoácidos ópticamente activos para
formar cadenas de longitud y secuencia
predeterminadas. Las síntesis de este tipo no solamente
han confirmado algunas de las estructuras asignadas a
péptidos naturales, sino que también -y esto es más
fundamental- han comprobado que los péptidos y las
proteínas son efectivamente poliamidas.
El problema básico de la síntesis peptídica es el de la protección
del grupo amino. Al realizar la interacción entre el carboxilo de un
aminoácido con el grupo amino de otro diferente, debe evitarse la
reacción entre los grupos carboxilo y amino del mismo
aminoácido. Al preparar glicilalanina, por ejemplo, se debe evitar
la formación simultánea de glicilglicina. Se puede forzar la
reacción a que siga el curso deseado, uniendo a uno de los
aminoácidos un grupo que inactive su grupo -HN2. Existen
muchos de tales grupos protectores; el problema reside en
encontrar uno que más tarde pueda ser removido sin destrucción
de alguna unión peptídica recién formada.
Métodos para proteger un grupo amino
De los diversos métodos desarrollados para
proteger un grupo amino, solamente nos
dedicaremos a uno: la acilación con
clorocarbonato de bencilo, llamado
también cloruro de carbobenzoxilo. (Este
método fue introducido en 1932 por Max
Bergmann y Leonidas Zervas de la
Universidad de Berlín, más tarde del
Instituto Rockefeller.)
ejemplo
• El reactivo, CóHsCH2OCOC1, es tanto un
éster como un cloruro del ácido carbónico,
HOCOOH; de hecho, se le obtiene por
reacción entre alcohol bencílico y fosgeno
• Tales amidas, CóHsCH2OCONHR, difieren
de las amidas corrientes en un aspecto
que es importante para la síntesis de
péptidos: el grupo carbobenzoxilo puede
degradarse por reactivos que no afectan
las uniones peptídicas, por ejemplo, por
medio de la hidrogenación catalítica o la
hidrólisis con bromuro de hidrógeno en
ácido acético frío.
Se ilustra el método del carbobenzoxilo con la síntesis de
glicilalanina (Gli.Ala):
• Se pueden repetir una y otra vez los
métodos como éste agregando una unidad
nueva en cada etapa.
Proteínas. Clasificación y
función.
• Se dividen las proteínas en dos clases
amplias: proteínas fibrosas, que son
insolubles en agua, y globulares, que
son solubles en agua o en soluciones
acuosas de ácidos, bases o sales
• Las moléculas de proteínas fibrosas son largas y
en forma de hilo y tienden a juntarse para
formar fibras; en algunos casos se mantienen
unidas en muchos puntos por puentes de
hidrógeno. En consecuencia, las fuerzas
intermoleculares que debe vencer el solvente
son muy fuertes. Las moléculas de proteínas
globulares están dobladas, de modo que forman
unidades compactas que a menudo se
aproximan a un aspecto esferoide.
• La estructura molecular e intermolecular no solamente determina la
solubilidad de una proteína sino también el tipo general de función que
desempeña. Las proteínas fibrosas sirven como los principales materiales
estructurales de los tejidos animales, una función para la que se prestan,
dada su insolubilidad y tendencia a la formación de fibras. Las integran:
queratina, en la piel, pelo, uñas, lana, cuernos y plumas; colágeno, en
tendones; 'Jliosina, en músculos; fibroína, en la seda. Las proteínas
globulares sirven una variedad de funciones que tienen relación con la
mantención y regulación del proceso de la vida, funciones que precisan de
movilidad y, por lo tanto, de solubilidad. Las integran: todas las enzimas;
muchas hormonas, como por ejemplo, la insulina (del páncreas), la
tiroglobulina (de la glándula tiroides), ACTH (de la glándula pituitaria);
anticuerpo s, responsables de las alergias y de la defensa contra
organismos foráneos; la albúmina, en huevos; la hemoglobina, que
transporta oxígeno de los pulmones a los tejidos; el fibrinógeno, que se
convierte en la proteína fibrosa e insoluble fibrina, con lo que se produce la
coagulación de la sangre.
• Dentro de las dos clases amplias, se
subdividen las proteínas en base de
propiedades fisicas, en especial según la
solubilidad: por ejemplo, albúminas
(solubles en agua, coagulan por el calor),
globulinas (insolubles en agua, solubles en
soluciones salinas diluidas)
Estructura de las proteínas
• estructura primaria: el modo de unión entre átomos por
enlaces covalentes para formar las cadenas de las
moléculas proteínicas. Luego, se tiene la estructura
secundaria: el arreglo en el espacio de estas cadenas
para formar espirales, hojas o esferoides compactos, con
puentes de hidrógeno que mantienen unidas cadenas
diferentes o partes distintas de una misma cadena.
Incluso se están reconociendo niveles estructurales más
altos: el entrelazamiento de cadenas enrolladas, para
formar cuerdas, por ejemplo, o el aglutinamiento de
moléculas individuales para formar agregados más
grandes.
Cadena peptídica
• Las proteínas están constituidas por
cadenas peptídicas, es decir, por residuos
de aminoácidos unidos entre sí por
uniones amídicas
Cadenas laterales. Punto
isoeléctrico. Electroforesis
• Hay una cadena lateral unida a cada
tercer átomo de la cadena peptídica, cuya
estructura depende del residuo del
aminoácido correspondiente: -H si es
glicina; -CH3 si es alanina; -CH(CH3)2 si
es valina; -CH2C6Hs si es fenilalanina, etc.
• Algunas de estas cadenas laterales contienen grupos básicos:-NH 2 en la
•
•
lisina o el anillo imidazólico en la histidina. Algunas cadenas laterales tienen
grupos ácidos: -COOH en ácido aspártico o glutámico. A causa de estas
cadenas laterales ácidas y básicas, hay grupos cargados positiva y
negativamente a lo largo de la cadena peptídica.
El comportamiento de una proteína en un campo eléctrico queda
determinado por el número relativo de estas cargas positivas o negativas, las que a
su vez son afectadas por la acidez de la solución. En el punto isoeléctrico,
se equilibran exactamente las cargas positivas y negativas, por lo que la
proteína no demuestra migración neta; generalmente, su solubilidad es
mínima en este punto, tal como para los aminoácidos. Por debajo del punto
isoeléctrico, las cargas positivas exceden a las negativas, por lo que la
proteína avanza hacia el cátodo; por encima de él, las negativas exceden a
las positivas, por lo que la proteína se mueve hacia el ánodo.
Proteínas conjugadas. Grupos
prostéticos. Coenzimas
• Algunas moléculas proteínicas contienen
una parte no peptídica que se denomina
grupo prostético; tales proteínas se llaman
conjugadas. El grupo prostético está
íntimamente relacionado con la acción
biológica específica de la proteína. El
grupo prostéticode la hemoglobina, por
ejemplo, es la hemina.
• Muchas enzimas necesitan de cofactores si
han de ejercer sus efectos catalíticos: los
iones metálicos, por ejemplo. Los
cofactores orgánicos se denominan
coenzimas y, si se hallan unidos
covalentemente a la enzima, también son
grupos prostéticos.
• Muchas de las moléculas que forman
coenzimas son
• vitaminas, es decir, son substancias que
deben ser proporcionadas con .la dieta
para permitir un desarrollo o una
mantención adecuada de una estructura.
• Bibliografía
• Química Orgánica
• Morrison Boyd
• 3er Edición
• Fondo educativo interamericano
•Que tengan buen
día
•Gracias!!!!