Proteínas III Organización de la clase Breve repaso de estructuras 1a, 2ª, 3ª, 4ª y supra-estructuras. Polipéptidos fluorescentes, p ej GFP Chaperonas, Priones Modificaciones co/post-traduccionales Enzimas

ESTRUCTURAS 1ias, 2ias, 3ias y 4ias entre átomos de enlaces peptídicos cercanos en la sec 1ia entre grupos R lejanos en la sec 1ia entre distintos polipéptidos

repaso de diferentes tipos de uniones entre aa que estabilizan estructura terciaria

EJEMPLO DE ESTRUCTURA 4ia HEMOGLOBINA mostrando grupo Hemo y 4 subunidades

otro EJEMPLO DE ESTRUCTURA 4ia proteína captadora de luz en bacterias fotosintéticas: 4 subunidades y 3 dominios 1 dominio externo dominio trans-membrana 2 y 3 4 dominio interno

EJEMPLO DE SUPRAESTRUCTURA: COLAGENO las triples hélices se asocian entre sí formando multímeros estabilizados por uniones covalentes

Ejemplo de supra-estructura: COLAGENO secretada por fibroblastos proteína más abundante en el reino animal 30% de masa total de proteínas en mamíf. 7% del peso corporal. En piel: el 70%. Esencial para la elasticidad y flexibilidad de los tejidos fibras al M.E.

Supraestructuras. Ensamblaje hasta formar multímeros ejemplos: Virus de bacterias (fagos) y animales icosaedro truncado de Arquímedes: 12 pentágonos 20 hexágonos

Supraestructuras. Ensamblaje hasta formar multímeros Ej: nuclepcápside y cápside de Virus con membrana. nucleo

POLIPEPTIDOS FLUORESCENTES 1970s: Osamu Shimomura purificó a partir de la medusa bioluminiscente Aequorea victoria una proteína que, iluminada con luz azul, fluorescía verde : GFP (Green Fluorescent Protein) En los 90s, Douglas Prasher secuenció gen GFP , y al quedarse sin financiamiento, se la envió a Martin Chalfie, quien expresó el gen en bacterias. Para su sorpresa, al ser iluminadas con luz azul, las bacterias se veían verdes y dedujo que la “información” para que GFP fluorezca estaba contenida en su propia secuencia

pregunta para ejercitación: ¿qué pasaría con la fluorescencia fragmento aislado responsable de la absorción del color azul de toda la proteína: tripéptido Ser65 - Tyr66 - Gly67. Fluoresce sólo en entorno hidrofóbico Roger Tsien (1952-2016) Mutaciones al azar en gen GFP y expresar en bacterias: → azules, celestes o amarillas: Tyr66  His66 azul Tyr66  Trp66 celeste Thr203  Tyr203 amarilla GFP y sus derivadas en la “paleta de colores” extendida por Tsien revolucionaron la investigación en biología celular y molecular porque permitieron “marcar” proteínas en células vivas y observar su localización. en 2008 Shimomura, Chalfie y Tsien premios Nobel en Química. Prasher, que se vio forzado a dejar la ciencia, trabajaba de chofer de colectivos y se enteró por la radio Ser Tyr Gly pregunta para ejercitación: ¿qué pasaría con la fluorescencia frente a SDS o urea?

CHAPERONAS las chaperonas favorecen/aceleran el correcto plegamiento plegado desplegada ejemplos: Hsp (heat-shock proteins) desarmado del agregado las chaperonas favorecen/aceleran el correcto plegamiento de su amplio rango de proteínas sustrato sobre todo en situaciones de estrés donde hasta pueden revertir procesos de desplegamiento y agregación

CHAPERONAS un ejemplo: GroEL (60 kDa) + GroES (10 Kda) GroEL: 2 anillos superpuestos de 7 subunidades iguales cada uno formando un “barril” conformación plegada conformación desplegada es “masajeada” dentro del barril las chaperonas favorecen el correcto plegamiento de sus variadas proteínas sustrato → proteínas “nativas” sobre todo en situaciones de estrés, en las que se acumulan

PRIONES (PRoteína-INfecciosos) Enfermedad de las vacas locas (Encefalopatía bovina espongiforme) Scrapie en ovejas Kuru en caníbales Creutzfeldt–Jakob disease (CJD) en humanos (enfermedad genética debido a mutaciones) Stanley Prusiner Premio Nobel 1997

¿cómo se explica a nivel molecular? fibras al microscopio a mayor aumento agujeros en cerebro que semeja esponja ¿cómo se explica a nivel molecular?

CHAPERONA pero específica sobre PrP soluble insoluble CHAPERONA pero específica sobre PrP Patógena porque los agregados insolubles no pueden ser degradados → las neuronas se destruyen modelo del multímero lineal por propagación de conformación maligna (efecto dominó). explica la formación de las fibras observadas estas fibras de priones son insolubles y la neurona no los puede degradar

MODIFICACIONES CO- Y POST-TRADUCCIONALES

otras modificaciones post-traduccionales: puentes disulfuro y proteólisis

ENZIMAS historia del concepto En el siglo XIX, estudiando la fermentación (conversión anaerobia) del azúcar en alcohol por levaduras,  Louis Pasteur llegó a la conclusión de que era catalizada por componentes celulares: “fermentos” (pensó que sólo funcionaban en organismos vivos) En 1897 Eduard Buchner demostró la capacidad de “extractos” de levadura para fermentar azúcar, a pesar de la ausencia de células vivas Premio Nobel 1907

ENZIMAS Catalizadores biológicos Proteínas o RNA (ribozimas) No se gastan, se reciclan Ojo: los aminoácidos del sitio activo no son necesariamente contiguos en la secuencia 1ia, pero siempre son cercanos en la estructura 3ia

llave-cerradura

modelo sencillo de acción de una enzima Pueden necesitar ayuda de: Coenzimas: moléculas orgánicas transportadoras de átomos o grupos de ellos desde una enzima a otra (ej.: NADH [vitamina B3]) Cofactores: forman parte de la enzima (ej: Mg2+)

en el camino de reacción, forman intermediarios covalentes con el sustrato (ES)

en función de su acción catalítica específica, las enzimas se clasifican en 6 grandes grupos o clases: Ej: LDH en músculo, NAD o NADP deshidrogenasas en respiración y fotosíntesis Clase 1: OXIDORREDUCTASAS Clase 2: TRANSFERASAS Ej:, metil transferasas, acetil transferasas, DNA y RNA polimerasas, transaminasas Clase 3: HIDROLASAS Ej: nucleasas, proteasas, lipasas, β-galactosidasa Clase 4: LIASAS Clase 5: ISOMERASAS Clase 6: LIGASAS Ej: DNA ligasa (requiere ATP)

las enzimas bajan la Energía de Activación y por eso aceleran Reactivos (sustrato/s) Producto/s

“Pathways” o caminos metabólicos

la actividad enzimática? ¿còmo se mide la actividad enzimática?

Factores que influyen en a actividad enzimática

activadores e inhibidores (alosterismo)

ejemplo de subunidades sensibles a activador (regulatorias ) pKA