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5/16/2018 Clase 2 Arquitectura Molecular Proteínas - slidepdf.com
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Arquitectura Molecular de la Materia Viva: Aminoácidos - Proteínas
TM. Paulina Fernández Garcés
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FUNCIÓN DE LAS PROTEÍNAS:
Control de la distribución de líquidos extracelular
Anticuerpos
Sistema complemento
Transporte
Factores de coagulación sanguínea
Nutritiva
Tampón
Enzimas
Hormonas
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Concentración de Proteínas en el plasma
14 aspirinas (500 mg) en 100 ml
7 g/dl
Las proteínas corresponden a polímeros formados poraminoácidos (α-aminoácidos) y éstos a su vez son monómeros.
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A M I N O Á C I D O S
Cα
H
C
O
O H
N
H
H
R
El grupo amino estáunido al carbono α.
El carbono contiguoestá unido al grupocarboxilo
Al carbono α de cadaaminoácido tambiénestán unidos un átomo deH y una cadena lateral R
Determina la identidad
del aminoácido
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Nomenclatura de los Carbonos de un AA
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Estructura Tridimencional o Estereoquímica de los
Aminoácidos
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Los aminoácidos de las proteínas son de tipo L
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Cα
H
C
O
O H
N
H
H
R
Cα
H
C
O
O
N
H
H
R
+
-
H
Forma no iónica Forma iónica
Zwitterion a pH neutro
En los genes de todos los organismos están codificados veinteaminoácidos diferentes que se incorporan a las proteínas.
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Clases de Aminoácidos
1.- Aa. Alifáticos:
- Glicina (Gly)- Alanina (Ala)
- Valina (Val)
- Leucina (Leu)
- Isoleucina (Ile)
2.- Aa con R OH o de Azufre:
- Serina (S)- Cisteína (Cys)
- Treonina (Thr)
- Metionina (Met)
- Prolina (Pro)
3.- Aa Aromáticos:
- Fenilalanina (Phe)- Tirosina (Tyr)
- Triptofano (Trp)
4.- Aa Básicos:
- Histidina (His)- Lisina (Lys)
- Arginina (Arg)
5.- Aa ácidos y sus aminas:
- Ac. Aspártico (Asp)- Ac. Glutámico (Glu)
- Asparragina (Asn)
- Glutamina (Glu)
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Las cadenas laterales R al no ser iguales son las que le dan a las
proteínas diferentes variedades de estructuras y propiedades.
R determina:
1. Carácter hidrofóbico o hidrofílico del aminoácido
2. Naturaleza polar o no polar
3. Presencia o ausencia de grupos ionizables.
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Existen aminoácidos denominados esenciales, los cueles son:
FENILALANINA
ISOLEUCINA
LEUCINA
LISINA
METIONINA
TREONINA
TRIPTÓFANO
VALINA
ARGININA
HISTIDINA Esenciales condicionales
(Niños y Embarazo)
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Dos aminoácidos merecen especial atención ya que son
precursores clave de muchas hormonas y neurotransmisores.Dos neurotransmisores son derivados simples de los aminoácidosTIROSINA Y TRIPTÓFANO.
TRIPTÓFANO… SEROTONINA
TIROSINA …DOPAMINA / EPINEFRINA
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Formación de puentes disulfuro entreCisteínas
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Aminoácidos Modificados
Los 20 aminoácidos están codificados en el ADN y se incorporan directamente
a las proteínas.Sin embargo algunos aminoácidos tienen la capacidad de modificarsequímicamente una vez ensamblados a las proteínas.
Ej.
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Estas son modificaciones postraduccionales, las cuales pueden ser:
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P É P T I D O YE N L A C E P E P T I D I C O
Los aminoácidos se unen entre ellos de modo no covalente por la formación de
un enlace amida entre el α-carboxilo de un aminoácido y el grupo α-amino deotro. Esta unión se denomina ENLACE PEPTÍDICO, y los productos que formanse denominan PÉPTIDOS.
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Una vez formado el enlace peptídico debe quedar disponible un extremo amino(amino terminal o N-terminal) en un extremo del dipéptido y un grupo carboxilo(carboxilo terminal o C- terminal) sin reaccionar en el otro extremo. Esto permitirála formación de nuevos enlaces peptídicos lo que llevará a la extensión de la cadena
peptídica.
Cada vez que se agrega un aminoácido a la cadena debe ser eliminada unamolécula de agua.
La porción de cada aminoácido que permanece en la cadena se denomina ResiduoAminoacídico
CADENAS CORTAS: Oligopéptidos
CADENAS LARGAS: Polipéptidos
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Formación del Enlace Peptídico
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La reacción de ruptura del enlace peptídico sin catalizar es extremadamente lenta apH y T° fisiológicas. Los polipéptidos son metaestables y sólo se hidrolizanrápidamente en condiciones extremas o con presencia de un catalizador.
Las catálisis se logran mediante enzimas proteolíticas o proteasas, varias sonespecíficas con relación a los enlaces que fragmentan.
Ej. Tripsina
Trombina
Los grupos de átomos alrededor del enlace peptídico adquieren dos configuracionesposibles Cis y Trans
Más favorecidaPuede interferir estéricamente con los gruposR voluminosos sobres los Cα adyacentes
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Polipéptidos como Polianfolitos.
Una de las propiedades ácido- base de los aminoácidos es que puedenionizarse dependiendo el pH del medio
Moléculas con grupos ionizables múltiples reciben el nombre de Anfolitos y Polianfolitos
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Se denomina anfolito a una molécula que contiene grupos con valores de pKaácidos y básicos.
Ej. Glicina
H2N CH2 COOHpKa 9,6 2,3
Si se disuelve en una soluciónmuy ácida (pH 1,0) ambos
grupos se protonan y la carganeta de la molécula será +1. Si
aumenta el pH (añadiendoNaOH) la disociación de los
protones tendrá lugar en lasecuencia que sigue:
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pH creciente
H
H
H
CH2N+
COOH H
H
H
CH2N+
COO - H
H
CH2N COO -
1,O 6,O 14,0pH
CargaNeta
+1 -10
A pH cercano al neutro la glicina adopta una carga igual a cero. Un anfolito en
este estado se denomina zwtterion.
Al punto en donde las cargas son iguales a cero se denomina Punto isoeléctrico(pI)
Las moléculas grandes como las proteínas pueden tener muchos grupos ácidos o
básicos. Estas moléculas se denominan POLIANFOLITOS.
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En las cadenas laterales de las proteínas pueden contenerse algunosaminoácidos que posean grupos ionizables. Estos grupos poseen una ampliagama de valores de pKa.
Con más de dos grupos cargados en cálculo del pI es más complejo. Sin
embargo, siempre que la molécula tenga grupos cargado positiva y negativamentetendrá un pI , en la cual la carga neta promedio es igual a cero.
Se puede determinar el pI de una molécula experimental mediante
electroforesis
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Ej. Titulación del siguiente polipéptido.
1. pH cero, todos los residuos ionizables se encuentran protonados.
2. El conjunto de la molécula tiene carga neta de +2
3. Si se titula con una solución básica los diversos grupos perderán losprotones a valores cercanos a su pKa
4. Disminuye la carga positiva, pasa por cero (pI) y si se añade más basela molécula quedará con carga neta de -2.
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