PROTEÍNAS Cátedra de Química Orgánica. F.C.A.yF. – UNLP Curso 2013

Estructura proteica: Estructura proteica: es la manera como se organiza una proteína para adquirir su forma tridimensional característica Estado nativo Estructura primaria Estructura secundaria Estructura terciaria Estructura cuaternaria Niveles estructurales En condiciones fisiológicas

Estructura primaria aminoácidos -NH 2 terminal -CO 2 H terminal Esqueleto covalente de la cadena polipeptídica

uniones covalentes = enlaces amida Enlaces Peptídicos Estructura primaria

Estructura y configuración de la unión peptídica ¿Existe libre rotación en torno al enlace C-N? ¿Qué configuración es más estable?

Enlace peptídico = plano Existe un conjunto de ángulos de torsión permitidos alrededor de C  -N (  ) y C  -C (  ) Restricción a posibles conformaciones de las proteínas

Estructura secundaria Es el ordenamiento regular y periódico en el espacio de las cadenas polipeptídicas a lo largo de una dirección  Enlace peptídico plano  Puentes de hidrógeno entre el N-H del enlace peptídico y el C=O de otro Pauling propuso dos tipos de estructura particularmente estables  -hélicehoja plegada 

 - hélice la cadena de polipéptido se encuentra enroscada en forma de espiral 1- hélice con giro positivo 2- 3,6 aminoácidos por vuelta 3- C=O unido por puente de hidrógeno con N-H que se encuentra a una distancia de 4 aminoácidos 4- los grupos R y los H unidos al C  se encuentran orientados hacia el exterior

 - hélice El aminoácido prolina interrumpe la formación de la hélice Este enlace se tuerce Impedimento estérico Se formarán acodamientos, bucles (loops) en estructuras superiores  -hélice Modelos de superenrrollamiento de  -hélices  -queratinas pelo lana 1- Composición 2- temperatura 3- pH del medio 4- etc Formación de la hélice 

Hoja plegada  Puentes de hidrógeno

Hoja plegada  1- dos cadenas de polipéptido adyacentes 2- C=O y N-H de las EP de cadenas adyacentes se encuentran enfrentados en el plano 3- Esos grupos tienen la posibilidad de formar puentes de hidrógeno 4- Los grupos R se alternan por encima y por debajo del plano de la hoja 5- R en general pequeños ! Fibroína de la seda segregada por Bombyx mori 36% Gly y 22% Ala

Estructura terciaria Se refiere al patrón total de plegamiento, es decir, al ordenamiento espacial de todos los átomos en una sola cadena polipeptídica. 1-  -hélice2- hoja plegada  3- puentes de H 4- enlaces disulfuro 5- zonas irregulares Estructura terciaria de la mioglobina Globulares Moléculas compactas R polares en superficie R no polares en interior Prolina en curvaturas

Interacciones que estabilizan la estructura terciaria Puente de Hidrógeno CO 2 H 3 N _ + Hidrofóbicas puentes disulfuro Electrostáticas

Estructura cuaternaria hemoglobina Inmunoglobulina Asociación de dos o más cadenas polipeptídicas o subunidades Interacciones hidrofóbicas entre subunidades interacciones electrostáticas

Resumen de los niveles estructurales

 Este proceso involucra la pérdida de las estructuras cuaternaria, terciaria y secundaria.  La desnaturalización no involucra pérdida de estructura primaria.  La transformación puede ser reversible o irreversible (que es el caso más común).  Agentes desnaturalizantes mas comunes: calor, ácidos, álcalis, solventes miscibles en agua, soluciones concentradas de electrolitos. Leche cortada (caseína) Precipitación de la clara de huevo (ovoalbúmina) Formación de geles y/o películas Desnaturalización Se refiere a la alteración del estado nativo Pérdida de funcionalidad Ejemplos

 Las proteínas pueden precipitarse de sus soluciones acuosas llevando el pH al valor del pI correspondiente. Precipitabilidad  Fuera del pI las proteínas pueden precipitarse por la adición de iones de carga opuesta : pH < pI: con aniones tricloroacetato, tiosalicilato, fosfotugstato, etc. pH > pI: con cationes de metales pesados (Fe +3, Hg +2 )

Tripsina (Lys, Arg) Quimotripsina (Phe, Tyr, Trp) aminoácido 1 Pepsina (Phe, Tyr, Trp, y otros varios) Termolisina (Leu, Ile, Val) aminoácido 2 Carboxipeptidasa (C-terminal)  Actúan como amortiguadores de pH debido a su carácter anfótero (ejemplo: albúmina plasmática participa en la regulación del pH de la sangre) Algunas propiedades químicas  Las proteínas sufren hidrólisis química y enzimática Química HCl 6M, 110ºC, 24 horas (no selectiva) Enzimática