FUNDAMENTOS DE LA ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS Angélica Minaya Mónica Pajuelo Jun Sotelo

INTRODUCCION

FUNCION DE LAS PROTEINAS El conocimiento de la estructura tridimensional de una proteína es un paso importante para poder entender cómo funciona.

Sin embargo.............. La estructura estática bidimensional mostrada en los libros tiene poco que ver con la realidad. Las proteínas son moléculas dinámicas cuyas funciones dependen de las interacciones intermoleculares.

La mayoría de estas interacciones son transitorias. Proteínas que llevan a cabo estos procesos ilustran los principios fundamentales de la función proteica.

PROTEÍNAS (Estructura y Función)

Historia Principio Fundamental “La Estructura de la Proteina Ocasiona su Función”. La función de las proteínas es diversa, por ende su estructura debe ser diversa. 1958 Kendrew:”La estructura proteica es carente de regularidades, y más complicada que la predicha por cualquier teoría de estrucutura proteíca” Mayor calidad de datos revelo regularidades.

Actualidad Ahora se conoce mucho sobre la naturaleza de la estructura proteíca, y como esta es utilizada para efectuar una función. La estructura proteíca se divide en estructuras 1º, 2º 3º y 4º. No se busca describir las LEYES FÍSICAS que producen las estructura proteícas, pero se prefiere hacer una abstracción por fines didácticos.

Complejidad de las Proteínas

PROTEÍNAS Son las macromoléculas biológicas más abundantes. Se encuentran en todas las células y en los diversos compartimentos de éstas. Unidad = aminoácidos Célula puede sintetizar una variedad de proteínas (forma y función) realizando diferentes combinaciones de los 20 aminoácidos que existen.

Polímeros

Estructura Primaria La secuencia de aminoácidos. “Teoría del Polímero Lineal”. Fischer and Hofmeister 1902. Secuencia lineal. 1952 Sanger. “Las proteínas pueden distinguirse por su estructura primaria”. La cadena lateral confiere las propiedades químicas específicas del aminoácido. El set completo de aminoácidos se tuvo en 1940.

AMINOÁCIDOS Son en total 20. Estructura general  Difieren uno de otro a nivel de la cadena lateral o grupo R. Grupo R influye en el tamaño, la estructura, la carga eléctrica y en solubilidad en H2O. Existen enantiómeros, pero sólo los L-amino ácidos forman proteínas estables.

CLASIFICACIÓN

CLASIFICACIÓN

AMINOÁCIDOS NO STANDARD$$ Presentes en proteínas No están presentes en proteínas, pero son intermediarios de vías metabólicas.

ENLACE PEPTÍDICO - Enlace Peptídico se forma entre Carbono quiral y el átomo de Nitrógeno. Es de naturaleza parcialmente de doble enlace, por lo que no hay libertad de giro. C - C – N - C  (phi)  N - C  (psi)  C - C

ESTRUCTURA SECUNDARIA

ESTRUCTURA SECUNDARIA Las conformaciones más destacables son: la hélice α y la hoja β.

α Hélice El esqueleto polipeptídico se encuentra compactamente enrollado alrededor de un eje imaginario longitudinal de la molécula. La unidad repetitiva es el giro de hélice, que ocupa alrededor de 5,4 Å.

Los residuos de aa de una hélice α adoptan las conformaciones que corresponden a ángulos ψ = - 45º a – 50º y Φ = - 60º. Cada giro incluye 3,6 residuos de aa, además el giro es dextrógiro.

¿Porqué se forma la hélice α con más facilidad que otras conformaciones posibles?

La secuencia de aa afecta a la estabilidad de la hélice α La repulsión o atracción electrostática entre residuos de aa sucesivos con grupos R cargados. El volumen de los grupos R adyacentes. Las interacciones entre cadenas laterales de aa separados tres o cuatro residuos. La presencia de Pro y Gly..........Por consiguiente......................................

La tendencia de un segmento determinado de una cadena polipeptídica a plegarse en hélice α depende de la identidad y de la secuencia de residuos de aa en el segmento.

Hoja β Las cadenas polipeptídicas en zigzag pueden disponerse de manera adyacente formando una estructura que se asemeja la de una serie de pliegues. En esta disposición, denominada hoja β, se forman enlaces de hidrógeno entre segmentos adyacentes de la cadena polipeptídica.

GIROS β Enlace de hidrógeno entre el oxígeno del carbonilo del primer residuo con el hidrógeno del amino del cuarto residuo.

Estructuras supersecundarias Se denominan motivos o plegamientos. Disposiciones estables de estructuras secundarias conectadas entre sí. Los polipéptidos con más de unos pocos cientos de residuos de aa a menudo se pliegan en dos o más unidades globulares estables denominadas dominios.

Estructuras supersecundarias Los grupos R de los aa hidrofóbicos sepultados para dejar fuera moléculas de agua necesitan como mínimo dos capas de estructura secundaria. Ej.: lazo β-α-β y el vértice α-α. Las conexiones entre elementos de estructura secundaria no pueden cruzarse o formar nudos.

Estructuras supersecundarias La conformación β es más estable cuando los segmentos individuales están ligeramente torsionados en sentido dextrógiro (cortos). Ej.: dos hebras β paralelas deben conectarse mediante una hebra que cruce encima de la otra. Ejemplos de levógira son el barril β y la hoja β torsionada.

PLOT DE RAMACHANDRAN

ESTRUCTURA CUATERNARIA

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