Aminoácidos: características clasificación propiedades TEMA 3. PROTEÍNAS Composición Aminoácidos: características clasificación propiedades Péptidos: definición constitución: enlace peptídico tipos: oligopéptidos y polipéptidos Proteínas: estudio de la estructura: estructuras propiedades: FUNCIONES Solubilidad Punto isoeléctrico Poder amortiguador Desnaturalización Especificidad

Proteínas. Constituidas por C, H, O, N y S. Pueden presentar otros elementos como P, Fe, Mg, Cu, ... Aminoácidos Péptidos Oligopéptidos Polipéptidos

Aminoácidos I Moléculas orgánicas que presentan un radical amino y un radical carboxilo. Existen más de cien en la naturaleza. Sólo 20 forman parte de casi todas las proteínas, se denominan proteínicos. Son todos α-aminoácidos. C COOH R NH2 H Otros aminoácidos pueden presentar interés biológico, porque forman parte de proteínas de microorganismos, porque dan lugar a moléculas fundamentales (tiroxina) o porque sufren modificaciones como metilaciones, fosforilaciones, ... ( β-alanina; forma parte de coenzimas, ácido γ- aminobutírico; neurotransmisor de las sinapsis inhibidoras).

Aminoácidos II. Estereoisomería

Aminoácidos III. Clasificación

Aminoácidos IV. Propiedades Sólidos, fácilmente cristalizables; incoloros o blanquecinos; con sabores diversos; los de carácter polar son solubles en agua y algunos de los apolares son muy hidrófobos. Tienen carácter anfótero: su comportamiento ácido o base depende del medio. pH < 7 ácido pH = 7 neutro pH > 7 básico BASE NEUTRO ÁCIDO C COO- R NH2 H COOH NH3+ H+ OH-

Enlace peptídico

Oligopéptidos Moléculas formadas por un número de aminoácidos inferior a 100. Oligopéptidos con actividad biológica: Algunas vitaminas del grupo B: ácido pantoténico y ácido fólico. Hormonas: adrenocorticotropa (ACTH), melanotropa (MSH), insulina y glucagón, gastrina y secretina y angiotensina. Neuropéptidos: encefalinas Antibióticos: alcaloides

Proteínas. Estructura

Proteínas. Estructura 1aria

Proteínas. Estructura 2aria. α-hélice

Proteínas. Estructura 2aria. Lámina β

Proteínas. Estructura 3aria

Proteínas. Estructura 4aria Más de un polipéptido, que pueden ser iguales o diferentes entre sí. Cada polipéptido se denomina protómero. La unión entre protómeros se realiza mediante enlaces generalmente no covalentes, pero la estructura completa se estabiliza por los mismos enlaces que la estructura terciaria. Los ejemplos más habituales son la hemoglobina: dos cadenas α y dos β o el colágeno: tres hélices de colágeno. Algunas proteínas tienen más de una estructura mediante las cuales realizan su actividad.

ARN polimerasa. Premio Nobel de química 2006. Kornberg.

Proteínas. Propiedades I Solubilidad: solubles en agua donde forman dispersiones coloidales. En la estructura, los aminoácidos hidrófilos se encuentran al exterior y los hidrófobos al interior. Hay excepciones. Las proteínas fibrosas suelen ser insolubles. Punto isoeléctrico: el valor del pH para el cual las cargas positivas y negativas de los radicales de los aminoácidos están compensados. En este valor las proteínas son insolubles, por lo que el pH fisiológico debe ser diferente. Poder amortiguador o tampón: debido a su carácter anfótero regulan el pH del medio

Proteínas. Propiedades II

Proteínas. Propiedades III

Proteínas. Clasificación I Holoproteínas o proteínas simples (sólo contienen aminoácidos) : Globulares: solubles( ) e insolubles ( ) Globulinas: inmunoglobulinas, seroglobulina, lactoglobulina,... Albúminas: ovoalbúmina, lactoalbúmina,... Histonas: forman la cromatina Protaminas: unidas al ADN en espermatozoides Gluteninas: en semillas. Fibrilares o escleroproteínas: Colágeno: tejidos conectivos Queratinas: estructuras dérmicas(pelo, uñas,...) Elastinas: fibras musculares (actina y miosina) Fibrinógeno: coagulación sanguínea

Proteínas. Clasificación II Heteroproteínas o proteínas conjugadas: formadas por una parte proteica (grupo proteico) y otra no proteica (grupo prostético). Se clasifican según la naturaleza del grupo prostético. Fosfoproteínas: algunos aá. están fosforilados (caseína de la leche) Cromoproteínas: llevan unido un pigmento Porfirínico: con el grupo porfirínico (hemoglobina, citocromos) no porfirínico: con un ion metálico como Cu (hemocianinas) Glucoproteínas: con un oligosacárido como la mucina de la saliva Lipoproteínas: con un lípido como el transporte de colesterol Nucleoproteínas: con ácidos nucleicos como ribosomas o cromatina

Proteínas. Funciones CATALIZADORA O ENZIMÁTICA Energética: lactoalbúmina, caseína,... Estructural: colágeno, histonas,.. Hormonal: insulina Transportadora: hemoglobina, proteínas de membrana,... Antibiótica: actinomicina Contráctil: actina, miosina,... Homeostática: regulan las condiciones del medio (pH) Inmunológica: inmunoglobulinas Marcadoras: proteínas de membrana Protectora y lubricante: mucina, proteínas del líquido sinovial Hemostática: fibrinógeno y fibrina. CATALIZADORA O ENZIMÁTICA

ENZIMAS: Definición Naturaleza y acción Especificidad Cinética Nomenclatura Clasificación Coenzimas: Tipos Naturaleza: vitaminas

ENZIMAS o BIOCATALIZADORES

Enzimas. Naturaleza y acción La mayoría son proteínas globulares y conjugadas o heteroproteínas. Enzima Apoenzima (parte proteica) Cofactor (parte prostética) Cofactor (inorgánico) Coenzima (orgánico) Mecanismo de acción: E + S ES E + P Centro activo: región del enzima donde se une el sustrato. Diferentes aá. realizan distintas funciones: unen el sustrato, orientan el sustrato, mantienen la estructura del centro activo y modifican el sustrato y lo transforman en producto. Es fundamental mantener la secuencia y estructura. Efectores: lugares donde pueden unirse otras sustancias y modificar la actividad enzimática

Especificidad enzimática Teoría de la “llave-cerradura” de Fisher Teoría del “ajuste inducido” Especificidad de sustrato: Absoluta: sólo reconoce un sustrato. Ej. Glucoxidasa (glucosa) Relativa: varios sustratos con estructuras semejantes. Ej. Hexoquinasa (fosforila hexosas) Estereoquímica: reconoce a un estereoisómero. Ej. Forma D, pero no a la forma L Enzimas bisustrato: reconocen a dos sustratos Especificidad de acción: sólo cataliza una de las posibles reacciones que puede sufrir un sustrato y dan lugar a rutas metabólicas diferentes.

Cinética enzimática I

Cinética enzimática II

Cinética enzimática III Efectores: modifican la actividad del enzima, pueden ser activadores e inhibidores. Reversibles: Competitivos No competitivos. e i no s si Irreversibles: se altera definitivamente la estructura del enzima. Ej. algunos antibióticos, venenos,...

Cinética enzimática IV Otras formas de regulación de la actividad enzimática: Enzimas alostéricos: adquieren nueva conformación al unirse al sustrato de modo que aumenta su actividad. Complejos multienzimáticos: conjunto de enzimas que aumentan la eficacia de la reacción. Proenzimas o zimógenos: son inactivas hasta que sufren la transformación a enzimas.

Enzimas. Clasificación denominación función 1. Oxidorreductasas Reacciones de oxidación-reducción 2. Transferasas Transferencia de un grupo funcional. 3. Hidrolasas Ruptura de una molécula mediante adicción de H2O 4. Liasas Ruptura no hidrolítica de enlaces 5. Isomerasas Transformación en su isómero 6. Ligasas Formación de enlaces. Requiere energía (ATP)

Coenzimas I Naturaleza nucleotídica: AMPc (AMP cíclico). Interviene en la transducción de señales. 2º mensajero. ATP (moneda energética). También GTP, UTP, ... NAD (nicotín-adenín dinucleótido): vitamina PP y adenosina. Interviene en reacciones de oxido-reducción. FAD (flavín-adenín dinucleótido): vitamina B2 y adenosina. Interviene en reacciones de oxido-reducción. Coenzima A o CoA (adenosín difosfato y vitamina B5. Interviene en reacciones de descarboxilación y en transferencias de grupos acilo.

Coenzimas II nombre función hipovitaminosis B2 Oxido-reducción PP B5 Naturaleza vitamínica: solubles en agua e insolubles en agua nombre función hipovitaminosis B2 Oxido-reducción Dermatosis y estomatitis. PP Pelagra, diarrea y demencia. B5 Transferencia de carboxilo Fatiga y náuseas. B1 Transferencia de aldehído Beriberi: neuritis y cardiopatía. C Hidroxilación, inmunidad y antioxidante Escorbuto (hemorragia de encías) e infecciones. A Síntesis de pigmentos de retina Xeroftalmia, ceguera nocturna. D Metabolismo de Ca y P Raquitismo. K Coagulación sanguínea Hemorragias. E Antioxidante y esterilidad Esterilidad y anemia.