Unidad Clase Unica Cea 2013

“ Son ácidos carboxílicos con un sustituyente α-amino”

RADICAL VARIABLE

(Determina solubilidad y permite clasificarlos)

1. Aminoácidos Proteicos:

a. Aminoácidos Estándar:

• Esenciales.• Esenciales.

• No Esenciales.

b. Aminoácidos No estándar o Modificados.

2. Aminoácidos NO Proteicos:

Arginina (Arg), Histidina (His), Lisina (Lys), Treonina

(Thr), Isoleucina (Ile), Leucina (Leu), Metionina (Met),

Valina (Val), fenilalanina (Phe), Triptófano (Trp)

Arginina (Arg),

Histidina (His), Histidina (His),

Tirosina (Tyr)

Aspartato (Asp), Glutamato

(Glu), Asparagina (Asn),

Glutamina (Gln), Cisteína (Cys), Glutamina (Gln), Cisteína (Cys),

Serina (Ser), Alanina (Ala),

Glicina (Gly), Prolina (Pro),

Tirosina (Tyr)

• Aminoácidos con Cadenas Laterales Alifáticas

• Aminoácidos con Cadenas Laterales Alifáticas: Caso especial

Prolina (Pro) P

Iminoácido

• Cadenas Laterales que contienen Grupos OH

• Cadenas Laterales que contienen Átomos de S:

• Cadenas Laterales con Anillos Aromáticos:

• Aminoácidos Básicos :

• Aminoácidos Ácidos y sus Amidas :

ÁCIDOS.

• Aminoácidos Ácidos y sus Amidas :

AMIDAS.

Los aa son solubles

en agua, ácidos y

Puente de hidrógeno

en agua, ácidos y

bases diluidas,

insolubles en

solventes no

polares. Hidroxilo de un alcohol y agua

Carboxilo de una cetona y agua

Entre grupos peptídicos en polipéptidos

• Aminoácidos con grupo R NO Polar :

• Aminoácidos con grupo R NO Polar :

• Aminoácidos con grupos R Polares Sin Carga :

• Grupos R Polares con Carga Positiva :

• Grupos R Polares con Carga Negativa :

AMINOACIDO ESTRUCTURA LOCALIZACION

4-Hidroxiprolina Colágeno, pared celular de las plantas

6-N-metil-lisina Miosina

Ác. Carboxiglutámico Protrombina

AMINOACIDO ESTRUCTURA LOCALIZACION

CISTINA.α-QUERATINAS

AMINOACIDO ESTRUCTURA FUNCION

ββββ-AlaninaPrecursora del Ácido

Pantoténico

HOMOCISTEINA

Intermediarios del Metabolismo de los

Aminoácidos

HOMOSERINA Intermediarios del

Metabolismo de los Aminoácidos

AMINOACIDO ESTRUCTURA FUNCION

Intermediarios del

CITRULINA Y ORNITINAIntermediarios del

Ciclo de la Urea

Ác. D-glutámico Paredes bacterianas

D-Alanina Larvas, insectos

LOCALIZACIÓNAMINOÁCIDO

D-Alanina Larvas, insectos

D-Serina Gusanos de tierra

Canavanina Toxinas

ββββ-Cianoalanina Toxinas

•Carbono asimétrico (Quiral)

•Enantiómeros•Enantiómeros

2 n

Configuración Absoluta

Los aminoácidos de las proteínas son ESTEREOISÓMEROS L

Actividad Óptica

DextrógiroDextrógiroDextrógiroDextrógiro

LevógiroLevógiroLevógiroLevógiro

PROPIEDADES ÁCIDO BÁSICAS SUSTANCIA ANFÓTERA(ANFOLITO)

ÁCIDO:

BASE:

Sustancia capaz de ceder protones al medio

Sustancia capaz de aceptar protones del medio

-COOH H+ + COO-

-NH3+ H+ + NH

2

PAR ÁCIDO-BASE CONJUGADO

PROPIEDADES ÁCIDO BÁSICAS

Fuerza de un ÁcidoR-COOH R-COO- + H+

HA A - H++

Ka ♦ Grado de disociación del ácido.

♦ Eficiencia en ceder protones.

♦ A mayor Ka más fuerte es el ácido.

HA A - H++

PROPIEDADES ÁCIDO BÁSICAS Fuerza de un Ácido

pKaTIPO DE GRUPO pKaKa

= -Log Ka

Ácido Fuerte: Disociación total del ácido. Ka infinito

Ácido Débil: Disociación parcial del ácido.

αααα-Carboxilo 2,53,2 x 10-3

αααα-Amino 9,62,5 x 10-10

DEFINICIÓN

Soluciones que se resisten a cambios de pH después de la adición de pequeñas cantidades de

ácidos o bases fuertes. pH = pKácidos o bases fuertes. pH = pK

COMPOSICIÓN

ÁCIDO DÉBIL BASE CONJUGADA

Ác. Acético(CH3COOH)

Acetato(CH3COO-)

-COOH H+ + COO-

-NH3+ H+ + NH

2

�pH < pKa [Ácido] > [Base]

�pH = pKa [Ácido] = [Base]

�pH > pKa [Ácido] < [Base]

DEFINICIÓN

Es la transformación logarítmica de la expresión para la constante de disociación.

FINALIDAD

Calcular el valor de pK´ de cualquier ácido, conociendo la relación molar de las especies dadoras y aceptoras de protones a un pH determinado.

pH = pK + log [A-]

[HA]

Propiedades Ácido Básicas

IÓN BIPOLAR

ZWITERIÓN

IÓN HÍBRIDO

PUNTO ISOELÉCRICO

(pH ISOELÉCTRICO)

ϕ = +1 ϕ = 0 ϕ = -1

•Carga Neta = Cero.

•Mínimo Poder Amortiguador.

•Mínima solubilidad•Mínima solubilidad

pI =1

2(pKa1 + pKa2)

COOH COO-Grupo αααα-carboxílico

pH < pKa [COOH] > [COO-]

pH = pKa [COOH] = [COO-]

pH > pKa [COOH] < [COO ]

Ácida Básica

pH > pKa [COOH] < [COO-]

NH3+ NH2Grupo αααα-amino

pH < pKa [NH3+] > [NH2]

pH = pKa [NH3+] = [NH2]

pH > pKa [NH3+] < [NH2]

Ácida Básica

• Monoamino-Monocarboxílicos

Ej.: Ej.: Glicina

50% anión50 %

ϕ = +1 ϕ = 0 ϕ = -1

50% Catión50 % Zwitterion 100% Zwiterion

50 % Zwitterion

Ej:

Ácido

Glutámico

ϕϕϕϕ = +1

ϕϕϕϕ = 0 ϕϕϕϕ = -1 ϕϕϕϕ = -2

Ej:Ej:Histidina

ϕϕϕϕ = +2 ϕϕϕϕ = +1 ϕϕϕϕ = 0 ϕϕϕϕ = -1

Enlace Peptídico

• El enlace C-N: • Es más corto.• Posee carácter de doble enlace parcial.• No puede girar libremente.• Supone una clara restricción para la forma de la molécula.

� Los átomos: O, C, N, H son casi coplanares.

Amino terminal

Carboxilo terminal

• El grupo de átomos alrededor del enlace peptídico se encuentra generalmente en configuración trans (trans:cis 4:1).

Dos o más aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos.

PÉPTIDOS

PROTEICOS NO PROTEICOS

PÉPTIDOS

OLIGOPÉPTIDOSPOLIPÉPTIDOS

(Proteínas)

(Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu)

(L-Asp-L-Phe)

Características Estructurales

• Cadenas ramificadas.

• Cadenas cíclicas.

• Aminoácidos D, L, αααα y ββββ.

• Enlace peptídico especial.

• Su estructura los protege de las proteasas.

Péptidos Con Actividad Biológica

› ENCEFALINAS

› ANTIBIÓTICOS

Se producen en el SNC, tienen actividad opiácea

• Gramicidina S.

• Bencil-penicilina.

• Bacitracina A.

•Actinomicina D.

PÉPTIDOS CON ACTIVIDAD BIOLÓGICA› GLUTATIÓN

-OOC-CH-CH2-CH2-C- N-CH-C- N-CH2-COO-+NH3 O

H CH H

O

γγγγ-Glu GlyCysReducido (GSH)

H CH2

SH

H

Oxidado (GSSG)

γγγγ-Glu-Cys-Gly

γγγγ-Glu-Cys-Gly

PÉPTIDOS CON ACTIVIDAD BIOLÓGICA

› HORMONAS PEPTÍDICAS

HORMONA FUNCIÓNNº

FACTOR LIBERADOR DE Estimula la liberación de la 3

residuos

OXITOCINA Estimula la contracción uterina9

VASOPRESINAPromueve la retención de agua

desde los túbulos renales distales.

9

FACTOR LIBERADOR DE LA TIROTROPINA (TRH)

Estimula la liberación de la Tirotropina (TSH)

3

PÉPTIDOS CON ACTIVIDAD BIOLÓGICA

› HORMONAS PEPTÍDICAS

INSULINA Estimula la glucogénesis, la lipogénesis y la síntesis de

51*

HORMONANº

residuos FUNCIÓN

GLUCAGÓN Antagonista de la insulina29

CORTICOTROPINA Estimula la corteza renal39

lipogénesis y la síntesis de proteínas

Macromolécula compuesta por una o varias cadenas

polipeptídicas, cada una de las cuales tiene una secuencia

característica de aminoácidos unidos a través de enlaces

peptídicos.

αααα-L-Aminoácidos

únicamente o conjugados con otras biomoléculas de naturaleza no proteica

Proteínas Simples

EN BASE A SU COMPOSICION QUIMICA

Proteínas Conjugadas

Proteinas Simples:

Producen solo α-L-aminoácidos después de su degradación hidrolítica.

Ejemplo: Ribonucleasa, Quimiotripsina, Seroalbúmina.

Proteínas conjugadas:

Su hidrólisis da origen además de α-L-aminoácidos a un Grupo prostético.

EJEMPLOS:EJEMPLOS:

Lipoproteína ββββ-lipoproteínaLípidos

Glicoproteína γγγγ-globulinasCarbohidratos

Hemoproteína HemoglobinaHemo

CLASE EJEMPLOGRUPO PROSTÉTICO

EN BASE A SU FUNCIÓN

• Catalíticas.• Estructurales.• Transportadoras.• Contráctiles.• Contráctiles.• De defensa natural.• Respiratoria.• Represoras.• Hormonales.• Receptoras.• Transductoras de señales.• De la visión.

Residuos de

aminoácidosαααα-hélice Cadena

polipeptídicaSubunidades

Unidas

FIBROSAS:

EN BASE A SU CONFORMACIÓN

GLOBULARES:

OLIGOMÉRICAS:

Macromolécula compuesta por una o varias cadenas

polipeptídicas, cada una de las cuales tiene una secuencia

característica de aminoácidos unidos a través de enlaces

peptídicos.

αααα-L-Aminoácidos

únicamente o conjugados con otras biomoléculas de naturaleza no proteica

Proteínas Simples

EN BASE A SU COMPOSICION QUIMICA

Proteínas Conjugadas

Proteinas Simples:

Producen solo α-L-aminoácidos después de su degradación hidrolítica.

Ejemplo: Ribonucleasa, Quimiotripsina, Seroalbúmina.

Proteínas conjugadas:

Su hidrólisis da origen además de α-L-aminoácidos a un Grupo prostético.

EJEMPLOS:EJEMPLOS:

Lipoproteína ββββ-lipoproteínaLípidos

Glicoproteína γγγγ-globulinasCarbohidratos

Hemoproteína HemoglobinaHemo

CLASE EJEMPLOGRUPO PROSTÉTICO

EN BASE A SU FUNCIÓN

• Catalíticas.• Estructurales.• Transportadoras.• Contráctiles.• Contráctiles.• De defensa natural.• Respiratoria.• Represoras.• Hormonales.• Receptoras.• Transductoras de señales.• De la visión...

Residuos de

aminoácidosαααα-hélice Cadena

polipeptídicaSubunidades

Unidas

FIBROSAS:

EN BASE A SU CONFORMACIÓN

GLOBULARES:

OLIGOMÉRICAS:

ESTRUCTURA PRIMARIA

Enlaces Estabilizadores: Enlaces Peptídicos

Se refiere al número y secuencia de aminoácidos de la cadena polipeptídica.

Enlaces Estabilizadores: Enlaces Peptídicos

(Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu)

ESTRUCTURA SECUNDARIA

Enlaces de hidrógeno (intra e intercatenario).Enlaces disulfuro.

ENLACES ESTABILIZADORESEnlace peptídico.

αααα-hélice ββββ-conformación

ESTRUCTURA SECUNDARIA HÉLICE α• El esqueleto polipeptídico se encuentra

compactamente enrollado alrededor del eje

longitudinal de la molécula.

• Los grupos R sobresalen del esqueleto helicoidal.• Los grupos R sobresalen del esqueleto helicoidal.

• Todos los enlaces CONH participan en puentes de H.

• El giro es dextrógiro.*

• Cada giro de hélice constituye 3.6 Aac.

• El giro de hélice ocupa ±±±± 0.56 nm del eje longitudinal.

ESTRUCTURA SECUNDARIA

HÉLICE α

LocalizaciónLocalizaciónLocalizaciónLocalización

Aminoácidos desestabilizadores:• Numerosas moléculas de Glu, Arg o Lys (carga).

• Asn, Ser, Thr y Leu (forma y tamaño).

• Pro y hidroxiprolina.

ESTRUCTURA SECUNDARIACONFORMACIÓN ββββ

• Enlaces de hidrógeno predominantemente intercatenarios entre los enlaces peptídicos de las ββββ-queratinas.

•Enlace peptídico.

ESTRUCTURA SECUNDARIA CONFORMACIÓN ββββ

A. Paralela

B. Antiparalela

� La secuencia de aminoácidos es repetitiva.

� Tienen un contenido elevado de aa no polares.

�Alto contenido de Cys.

αααα-QUERATINA

� Son estructuras multihebra con una estructura

secundaria altamente regular.

� En general son elásticas y flexibles, pero se

endurecen con la formación de enlaces cruzados

disulfuro.

COLÁGENO

• Secuencia de aminoácidos.•(Gly-X-Y)

• Conformación helicoidal. • Conformación helicoidal.

• Enlaces de hidrógeno intercadena.

• Ordenamiento de triple hélice.

• Empaquetamiento ordenado de las moléculas de tropocolágeno.

• Aminoácidos más frecuentes en su estructura: Gly (35%), Ala (11%), Pro

(12%), Hyp (9%), Hya (9%).

• La secuencia de AAc. características es: Gly-X-Pro o Gly-X-Hyp.

COLÁGENO

• La secuencia de AAc. características es: Gly-X-Pro o Gly-X-Hyp.

•Estructura secundaria única distinta de la hélice αααα.

• Hélice levógira.

• El enrollamiento superhelicoidal es dextrógiro.

• El empaquetamiento de las cadenas en la triple hélice le proporciona

más fuerza de tensión que un cable de acero de idéntica sección.

� Forma compacta.

� Los diferentes segmentos de una cadena polipeptídica se pliegan

unos sobre otros.

� Denso núcleo hidrofóbico.

� Cumplen con una amplia variedad de funciones biológicas

dinámicas (transporte, regulación, protección, etc.)dinámicas (transporte, regulación, protección, etc.)

ENLACES ESTABILIZADORES

� Interacciones electrostáticas.

� Puentes de hidrógeno.

� Enlace peptídico.

� Puentes de hidrógeno.

� Interacciones de Van der Waals.

� Enlaces disulfuro.

ESTRUCTURA:� Cadena polipeptídica de 153 AAc.

� Un grupo ferroporfirina o “hemo”, localizado en una hendidura de la molécula.

� Estructura secundaria: todo αααα (78%).

MIOGLOBINA

�LOCALIZACIÓN

� Estructura secundaria: todo αααα (78%).

� Curvaturas: Pro, Ser, Thr, Asn.

� Muy compacta.

� FUNCIÓN

Adición de urea y mercaptoetanol

Estado nativo,

catalíticamente activo

RIBONUCLEASA

Eliminación de urea y mercaptoetanol

Estado nativo, catalíticamente activo

Estado desplegado inactivo

RIBONUCLEASA

REPLEGADO Y FORMACIÓN DE ENLACES DISULFURO

CONFORMACIÓN NATIVA

PLEGAMIENTO ASISTIDO

Proteínas que facilitan el ensamblaje adecuado de la

estructura proteica.Chaperonas Moleculares:

� Facilitan rutas de plegamiento correctas.� Facilitan rutas de plegamiento correctas.

� Favorecen el microentorno para que tenga lugar el

empaquetamiento.

� Bloquean el plegamiento de determinadas proteínas que deben

permanecer desplegadas para atravesar la membrana.

� Ayudan al empaquetamiento cuaternario de proteínas

oligoméricas.

HEMOGLOBINA� GLOBINA: 4 Cadenas polipeptídicas. 2 αααα (141 Aac.) Y 2ββββ (146

AAc) de 146 AAc.

� GRUPO HEMO: 4 grupos protéticos hemo (Fe++).

� ESTRUCTURA:

� LOCALIZACIÓN� FUNCIÓN.

Estado T Estado R

ESTRUCTURA CUATERNARIAENLACES ESTABILIZADORES

• Puentes de Hidrógeno.

•Interacciones de Van Der Waals.

• Enlaces disulfuro.

• Enlace peptídico.

• Puentes de Hidrógeno.

• Interacciones Electrostáticas.

El hierro posee 6sitios de unión:Cuatro estánocupados por losocupados por losnitrógenos delgrupo hemo; elquinto lugar loocupa unnitrógeno de lahistidina

proximal y en elsexto lugar seune el oxígeno.

His E7

His F8

O2

HEMOGLOBINA

HEMOGLOBINA (Transporte de Gases)HEMOGLOBINA (Transporte de Gases)

Curva de Disociación O2-Hb

pH=7,4

2,3 BISFOSFOGLICERATO

HEMOGLOBINA (Efectos Alostéricos)

pO2 ↑

pCO2 ↓ pH↑

[BPG] ↓

pO2 ↓

pCO2 ↑ pH ↓

[BPG] ↑

4 O2 + HbT*BPG HbT*(O2)4 + H+ + BPG

Forma T de la desoxihemoglobina

Forma R de la oxihemoglobina

“ Sólo aquel que tiene la mente Positiva es el que permanece inmune a la enfermedad”

Thomas Hamblin

Muchas Gracias!!!!