\Principles of Biochemistry - Lenhingher - 4ta Edicion

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Principles of Biochemistry - Lenhingher - 4ta Edicion

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H2N-R1CH-CO2H + H2N-R2CH-CO2H H2N-R1CH-CONH-R2CH-CO2H + H2O 2.1

eq2

[A][B]

O][AB][HK

En esta reacción de equilibrio, dependiendo de los aminoácidos involucrados, el G0 es aproximadamente de 2 kcal/mol; por lo tanto, la formación de una unión peptídica es energéticamente desfavorable y la reacción, en soluciones acuosas, va a estar muy desplazada hacia los aminoácidos libres. La reacción de hidrólisis no catalizada y a temperatura ambiente tiene un t1/2 de 7 años (2×108 s).

OHABBA 21

1

k

k

2.2 ABAB 10tke

2.3 AB2/AB 2/1100tke

-191 s 103 k

2/112/1 tke

A partir de

Se puede calcular la constante de equilibrio. A 25 ºC

Como en el equilibrio la velocidad de formación es igual a la de hidrólisis se puede calcular k1 de velocidad de formación como:

k13×10

-9 0.032 sec-1 M-1 9×10-11 s-1M-1

2.4 ln eqKRTG

2.5 M03.0

BA

AB1eq K

2.6 BAAB

1kt

2.7 ABAB

1

k

t

1[A][B]

AB][M03.0

1

1 k

k

La vida media de un enlace peptidico a pH 7.0 y 250 ºC es aproximadamente 1 minuto

CAC'NH2

HR1

O

N

CA

R2H

COOH

H

1.521.33

1.45

115.6

121.9

0.1

HP

PH

0.1

1010

PH7-3-

0.1

1010

PH03-

Protonación del O para dar la forma cargada positiva del enlace peptídico

Para satisfacer el equilibrio:la concentración de la formaprotonada es 10-9 a pH 7 y 10-2 a pH 0

Deprotonación del N para dar la forma cargada negativamente del enlace peptídico:Como la constante de equilibrio es 10-15, la reacción es insignificante

Tabla 1. pKa de los grupos ionizables encontrados en las proteínasa

Grupo pKa

-amino 6.8-8.0 -carboxilo 3.5-4.3 -carboxilo (Asp) 3.9-4.0 -carboxilo (Glu) 4.3-4.5 -guanidino (Arg) 12.0 -amino (Lys) 10.4-11.1 imidazolium (His) 6.0-7.0 tiol (Cys) 9.0-9.5 fenol (Tyr) 10.0-10.3 aTomado de Creighton, T. E., Ed. (1993). Proteins: Structure and Molecular Properties. New York, W. H. Freeman and Company.

pyrrole

pyridine

En los aminoácidos naturales hay dos tipos de nitrógeno formando partede sistemas aromáticos

R

N+

N-

H

R

NH

N1

2 3

4

5

R

N+

NH

H

RN

+H

NH

R

N

N-

RN

N-

R

N

NH

R

N-

NH+

7.1-

2

10

H

1

H

H3H1a

K

6.5-

2

10

H

1

H

H1H3a

K 14-102

H1a

K

14-102

H3a

K

3-H

1-H

H2+

H-

Las constantes microscópicas de la figura anterior fueron calculadadas a partir de datos experimentales. Por datos de NMR se sabe que el N1 es el que se protona predominantente. Más precisamente para histidina libre en solución se establece la relación siguiente

Si se mide la constante macroscópica de equilibrio, que no distingue entre las formas microscópicas 1-H y 3-H, se obtiene el siguiente valor

Reorganizando la ecuación anterior

Lo que muestra que la constante macroscópica es la suma de la constantes microscópicas. Por lo tanto

(1) 4H3

H11H/3H

K

(2) 10H

HH1H3K 6.4

2

a 1

(3) 1013

4.6

22

1

H

HH

H

HHK a

(4) 10 4.6H1H3111

aaa KKK

(5) 10

343 4.6

221

H

HH

H

HHKa

(6) 104 4.6H1H1

111

aaa KKK

(7) 1051 1.7H1

11

aa KK

lactamasas, mecanismo

Equilibrio ácido-base

AH A- + H+

Henderson-Hasselbach

][

][log

AH

Aa

pKpH

1][

][1

][][

][

A

AHAAH

AQ 1

1][][ QA

AH

QA

AH 11

][][

1

1

1-

111

][

][

QQAH

A

QpKapH 1

101 )( )(1011

pKapHQ

QAH

ApKapH

11

1-

][

][10 )(

QpKapH 1

110 )(

De la misma manera

Fracción de carga negativa

)(1011

pKapHQ

j

jji

ii QnQnQ

)( pHfQ

ONH

SCH3

NHR1R2

N

BrH

+

ONH

S+

CH3

NHR1

N

R2

ONH

NR1R2

CH3 SCN

BrH

H2O

NH R2

ONH

R1OH

NH2R2 (péptido con extremo amino libre)

O

NH

R1 O

peptidil homoserinalactona

OH

NH

R1 O

OH

H2O

peptidil homoserina

1. A partir de los pKa tabulados en los textos calcule la carga neta de los siguientes polipeptidos a pH=7 y a pH=2.

a) ACDALDSRQTGH

b) QNRSKHLLLKDG

1. A partir de los pKa tabulados en los textos calcule la carga neta de los siguientes polipeptidos a pH=7 y a pH=2.

a) ACDALDSRQTGH

b) QNRSKHLLLKDG

2. En el diseño de un proceso cromatográfico de intercambio iónico se busca definir la mejor condición para separar dos péptidos. Se dispone de dos alternativas: una resina sulfónica equilibrada a pH 8.0 y una de amino cuaternario equilibrada a pH 5.0. Para eluir se usará un gradiente de fuerza iónica. La estructura de los dos productos a separar es la siguiente:

a) EERAVY

b) HNSTFHWGD

Indique si la separación tiene posibilidades de éxito y cuál de los sistemas cromátográficos usaría.