Estructura y función de aminoácidos y proteínas Dra. Vanesa Herlax 1 Estructura y función de aminoácidos y proteínas I) Aminoácidos Clasificación. Isomería Propiedades ácido-base II) Estructura proteica Enlace peptídico. Niveles de estructura Pérdida de estructura: desnaturalización e hidrólisis III) Relación estructura-función biológica Proteínas globulares y fibrosas IV) Técnicas de cuantificación, separación y purificación de proteínas Electroforesis. Proteinograma sérico 2 I) Aminoácidos • Estructura general y clasificación 3 4 • Isomería → enantiómeros 5 • Propiedades ácido-base captar ceder 6 Curvas de titulación Zona de capacidad buffer pI: valor del pH al cual el aa presenta carga neta cero pH < pI: carga neta positiva pH > pI: carga neta negativa 7 Curvas de titulación 1) aa neutro pI= (pKa1 + pKa2) / 2 8 2) aa ácido +1 0 -1 -2 pI= (pK1 + pKR) / 2 9 3) aa básico +2 +1 0 -1 pI= (pKR + pK2) / 2 10 1) aa neutro 2) aa ácido 3) aa básico 11 II) Estructura proteica Enlace peptídico Amida Covalente Plano 12 Resonancia Carácter parcial de doble enlace Cada enlace peptídico tiene carácter parcial de doble enlace debido a la resonancia y no puede girar. Esto limita el número de conformaciones posibles que puede adoptar una proteína. 13 Relación estructura - función mioglobina colágeno hemoglobina ATP sintasa anticuerpo ARN polimerasa 14 Niveles de estructura proteica 1) Estructura primaria: 15 2) Estructura secundaria: 2 a) Alfa hélice Puentes de H -Proteínas fibrosas - identidad de los aa 16 2) Estructura secundaria: 2 b) Hoja B-plegada paralela anti-paralela 17 2 c) Giros beta 18 Diagrama de Ramachandran 19 3) Estructura terciaria: 20 4) Estructura cuaternaria: 21 Definición Fuerza estabilizadora 22 Pérdida de estructura: desnaturalización e hidrólisis Desnaturalización: Hidrólisis: Agentes desnaturalizantes Físicos: Químicos: Ultrasonido Sales concentradas y agentes caotrópicos Microondas Radiaciones ionizantes Temperaturas extremas (calor o frío) Detergentes Solventes orgánicos Cambios de pH Sustancias reductoras, alquilantes, oxidantes 23 Desnaturalización 24 Clasificación de proteínas 1) Simples y conjugadas 2) Globulares y fibrosas Simples: Compuestas solamente por aminoácidos Ej: colágeno, actina, insulina Conjugadas: compuestas por aminoácidos y otra sustancia de naturaleza no proteica que recibe el nombre de grupo prostético. Ej: lipoproteínas , glicoproteínas , nucleoproteínas , fosfoproteínas , hemoproteínas , flavoproteínas , metaloproteínas, fitocromos , citocromos 25 https://www.youtube.com/watch?v=s5JJTEei5cE Video de proteínas fibrosas https://www.youtube.com/watch?v=lGRJD9yagTM Video de hemoglobina y mioglobina 26 IV) Técnicas de cuantificación, separación y purificación de proteínas Técnicas de cuantificación • espectrofotometría Técnicas de separación y purificación Por carga: • electroforesis •cromatografía de intercambio iónico Por tamaño: • diálisis • cromatografía de exclusión molecular Por afinidad: • cromatografía de afinidad 27 Técnicas de cuantificación Espectrofotometría Ley de Lambert-Beer: A=LC A = absorbancia de la sustancia a una longitud de onda determinada. = absortividad molar (coeficiente de extinción molar), absorbancia de una solución 1M del compuesto (sv, T, l). Unidades: concentración x cm L = longitud del camino óptico en la cubeta (en cm). C= concentración de la sustancia en la solución 28 En el caso de las proteínas los cromóforos son los residuos de aminoácidos aromáticos (Trp, Tyr, Phe) y las uniones peptídicas. DO 280 → máximo de absorción aa aromáticos y no absorbe el sv (agua) Cromóforo Long. de onda para la absorción máxima (nm) Triptofano 280 Tirosina 275 Fenilalanina 257 Unión peptídica 205 29 Técnicas de separación y purificación 1) Electroforesis a) Condiciones: nativa o desnaturalizante b) Soporte: papel o gel https://www.youtube.com/watch?v=_8xftsCIwYo Electroforesis de poliacrilamida https://twitter.com/i/status/1368567580500320257 30 Condiciones: pH = 8.6 Nativa Soporte = papel https://www.youtube.com/watch?v=ALPi5GUyR1E 31 Electroforesis de proteínas de suero humano 32 Alteraciones de proteinogramas Alb α1 α2 β γ "Principios de bioquímica clínica y patología molecular : 3ª edición" / Álvaro González Hernández. Barcelona : Elsevier, https://www.youtube.com/watch?v=j8yrgDrgmeA 33 Electroforesis de hemoglobina Hb S: Un ácido glutámico es sustituido por valina en la posición 6 de la cadena polipeptídica de globina beta, que conduce a la producción de una hemoglobina funcionalmente defectuosa Hb F: Hemoglobina mayoritaria del feto. α2γ2 Bibliografía: Lehninger 4ta o 5ta edición Stryer 6ta edición 35
