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Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud
Carrera de Medicina
BIOQUÍMICABIOQUÍMICA
2012
ProteínasProteínas Primera partePrimera parte
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BibliografíaBibliografía
• Taniguchi N. Capítulo 2. Aminoácidos y proteínas. Págs. 94-157. En Baynes JW; Dominiczak MH. Bioquímica Médica. 3° Ed. Barcelona: Elsevier; 2011.
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Funciones de las proteínasFunciones de las proteínas
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Dinámicas
Catálisis del las reacciones químicas
TransporteAlbúminaHemoglobina y MioglobinaTransferrina
ContracciónMiosina y actina
Protección, combinación de funciones dinámicasInmunoglobulinas e interferónFibrina
Funciones de las proteínasFunciones de las proteínas
• Estructurales:
• Tejido óseo y ligamentos• Colágeno y elastina
• Piel y faneras• α-queratina
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Origen de las proteínasOrigen de las proteínasDogma central de la Dogma central de la Biología molecularBiología molecular
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Almacenamiento y herencia de la información genética
ADN
ARNExpresión de la información
ARNm: transporta mensajes específicos desde el “banco de datos“ del núcleo al sitio de síntesis proteica en el citoplasma
Composición de las proteínasComposición de las proteínas
• Son polímeros de α-aminoácidos (AA).
• Se sintetizan a partir de 20 AAs comunes.
• Pueden contener AAs derivados.
EsencialesEsenciales No esencialesNo esenciales
ArgininaArginina AlaninaAlanina
HistidinaHistidina AspartatoAspartato
IsoleucinaIsoleucina AsparaginaAsparagina
LeucinaLeucina CisteínaCisteína
LisinaLisina GlutamatoGlutamato
MetioninaMetionina GlutaminaGlutamina
FenilalaninaFenilalanina GlicinaGlicina
TreoninaTreonina ProlinaProlina
TriptofanoTriptofano SerinaSerina
ValinaValina TirosinaTirosina
7Profesora Bqca. Marcela Trapé
Estructura general de los AAs comunesEstructura general de los AAs comunes
• Átomo de C central (α) al que se unen covalentemente a 4 sustituyentes:
Átomo de HGrupo ácido carboxílico (-COOH)Grupo amino (-NH2)
Cadena lateral (-R) de estructura diferente para cada uno de los 20 AAs comunes. Grupo R.
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Estructuras de los AAs alifáticosEstructuras de los AAs alifáticosMonoamino, monocarboxílicoMonoamino, monocarboxílico
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Alquil aminoácidos: cadenas laterales alquilo.
metilo isopropilo
β γ isobutilo
AAs sin carga AAs sin carga a pH a pH fisiológico.fisiológico.
Estructuras de los AAs aromáticosEstructuras de los AAs aromáticosMonoamino, monocarboxílicoMonoamino, monocarboxílico
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anillo bencénico grupo fenólico indol
metileno
AAs sin carga a pH fisiológico.AAs sin carga a pH fisiológico.
Estructuras de los AAs Estructuras de los AAs que contienen Sque contienen S
Monoamino, monocarboxílicoMonoamino, monocarboxílico
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AAs que contienen S. Sin carga a pH fisiológico.AAs que contienen S. Sin carga a pH fisiológico.
Estructuras de los AAs Estructuras de los AAs polares neutrospolares neutros
Monoamino, monocarboxílicoMonoamino, monocarboxílico
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Cadenas laterales con grupos alcohólicosCadenas laterales con grupos alcohólicos
hidroximetilo alcohol secundario
Sin Sin cargacarga a pH fisiológico. a pH fisiológico.
Estructuras de los AAs ÁCIDOSEstructuras de los AAs ÁCIDOS Monoamino, dicarboxílicoMonoamino, dicarboxílico
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metileno
Estructuras de los AAs básicosEstructuras de los AAs básicos Diamino, monocarboxílicoDiamino, monocarboxílico
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14N-butilamina guanidinio imidazol
metilenos
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Estructuras de los AAs comunesEstructuras de los AAs comunes Monoamino, monocarboxílicoMonoamino, monocarboxílico
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Estado de ionización de un aminoácido Estado de ionización de un aminoácido Determinación del pH isoeléctricoDeterminación del pH isoeléctrico
• pI = pH isoeléctrico: pH al cual un AA es eléctricamente neutro.
• Zwitterion: • pI = pKa´αCOOH + pKa´αNH3
+ NO SIEMPRE
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pKa´αCOOH=2,4 ; pKa´αNH3+ =9,6
Estado de ionización de un aminoácidoEstado de ionización de un aminoácidodeterminación del pdeterminación del pII
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pI= pKa´αCOOH + pKa´γCOOH=2,2+4,3=3,25 2 2
A pH> 3,25, AA tiene q neta < 0
A pH< 3,25, AA tiene q neta > 0
pKa´αCOOH=2,2 ; pKa´γCOOH=4,3; pKa´αNH3+=9,7
Relación general entre el pH y la carga de Relación general entre el pH y la carga de los aminoácidos y proteínaslos aminoácidos y proteínas
Regla general:Regla general:• pH > pI → AA con carga negativa (q < 0)• pH < pI → AA con carga positiva (q > 0)
pI = pH en que la proteína no se mueve en un campo eléctrico.• pH > pI → proteína con carga negativa (q < 0)• pH < pI → proteína con carga positiva (q > 0)
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Separación de proteínas según su pI
pH = 8,6 > pI de prots pl.
⇒Proteínas: q neta<0
Separación de proteínas en bandas o picos
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Estructura primaria Estructura primaria de la proteínade la proteína
• Secuencia lineal de AAs unidos por enlaces peptídicos. Está predeterminada por la secuencia de nucleótidos de su gen.
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Proinsulina: cadena polipeptídica de 86 AAs y 3
ptes disulfuro intracatenarios.
Precursor inactivo.
Insulina biológicamente activa: 2 cadenas polipeptídicas de 21 y 30 AAs y 3 ptes
disulfuro.
Polimerización de AAs en péptidos y proteínasPolimerización de AAs en péptidos y proteínas
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Enlace peptídicoEnlace peptídico
deshidratación deshidratación
1) Dipéptido, 2) Tripéptido …
n) Polipéptido … n+1)
Proteína ( > 50 AAs)
Cadena polipeptídica: polímero que consiste en enlaces peptídicos planos conectados por los átomos de carbono α.
Niveles superiores de organización de las Niveles superiores de organización de las proteínasproteínas
• Estructura secundariasecundaria: plegamiento locallocal de la cadena polipeptídica en la proteína.
• Estructura terciariaterciaria
• Estructura cuaternariacuaternaria
ConformaciónConformación nativanativa: comprende las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria única que adoptan las proteínas.
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Estructura secundarias regulares de las Estructura secundarias regulares de las proteínasproteínas
HéliceHélice αα • Cada grupo peptídico forma dos puentes de hidrógeno• Las cadenas laterales se encuentran en el exterior de la
estructura en espiral.
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Estructura secundaria de las Estructura secundaria de las proteínasproteínas
EstructuraEstructura ββUnida por puentes de hidrógeno. Las cadenas laterales se proyectan por encima y
pordebajo de la estructura en hoja plegada.
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Estructura terciaria de las proteínasEstructura terciaria de las proteínasLas proteínas forman estructuras tridimensionalesLas proteínas forman estructuras tridimensionales
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TripsinaTripsina
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Estructura cuaternariaEstructura cuaternaria
•Ordenamiento de cadenas polipeptídicas en una Ordenamiento de cadenas polipeptídicas en una proteína con múltiples cadenas.proteína con múltiples cadenas.
•Las subunidades que forman la estructura cuaternaria Las subunidades que forman la estructura cuaternaria deben encontrarse asociadas de manera no covalente.deben encontrarse asociadas de manera no covalente.
•Ej.: la Hb –Ej.: la Hb –αα22ββ22- unidas entre sí no covalentemente. - unidas entre sí no covalentemente.
Son 4 cadenas polipeptdícas.Son 4 cadenas polipeptdícas.
Proteínas globularesProteínas globulares
• Forma esferoidal• Masas moleculares variables
• ↑ Solubilidad en H2O
• Diferentes funciones:
catalizadores,
transportadores,
reguladores de rutas metabólicas y
reguladores de la expresión génica.
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Proteínas fibrosasProteínas fibrosas
• Forma alargada (tipo bastón o cigarro). • Mayor proporción de estructura secundaria regular.
• ↓ Solubilidad en H2O
• Función: estructural- soporte, protector o conectivo.
Ejemplos:
Colágeno
Elastina
α-queratina
Tropomiosina
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Otras proteínasOtras proteínas
LipoproteínasLipoproteínas plasmáticasplasmáticas: complejos de lípidos y proteínas
Profesora Bqca. Marcela Trapé
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ApolipoproteínaApolipoproteína
Clasificación según su Clasificación según su densidad:densidad:•HDLHDL•LDLLDL•IDLIDL•VLDLVLDL•QuilomicronesQuilomicrones
Ver Apl. Clínica: Las Ver Apl. Clínica: Las lipoproteínas se lipoproteínas se separan mediante separan mediante ultracentrifugación. ultracentrifugación. Pág. 220Pág. 220
Otras proteínasOtras proteínas
GlucoproteínasGlucoproteínasEj.: Proteínas de la membrana plasmática,
sistema de antígenos sanguíneos (A, B y O), NN-glucosídico-glucosídico: entre el grupo amida de una Asn
+ un glúcido.OO-glucosídico-glucosídico: entre el grupo hidroxilo de una
Ser o Thr + un glúcido.
Ejemplo de aplicación clínica:Hemoglobina glicosilada, HbA1c
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Muchas gracias
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