PROTEÏNES

Aminoàcids (aa) Les proteïnes estan formades per subunitats anomenades aminoàcids  hi ha + de 200 aa, però solament 20 formen les proteïnes = aa protèics o α-aa Grup amino Grup àcid Cα  C més proper al grup àcid Cadena lateral  depenent de quina siga tindrem cadascun dels 20 aa  determ les propietats químiques i biològiques de l’aa

3 són apolares aromátics R: de natura aromàtica (hi ha un cicle). Són capaços de’absorbir la llum Phe, Tyr, Trp

Els org heteròtrofs NO poden sintetitzar tots els aa proteics: aa no essencials  aquells que podem sintetitzar aa essencials  no els podem sintetitzar i per tant els hem d’ingerir en la dieta Als humans hi ha 9 aa essencials Els org autòtrofs poden sintetitzar-los tots

1. Propietats Li confereix efecte amortidor de pH (tamponador) Caràcter amfòter  en dissolució aquosa es pot comportar com a àcid o base segons el pH de la dissolució, gràcies al grup –COOH i el –NH2: Si pH àcid  el grup amino –NH2 guanya un H+ (es comporta com una base) quedant -NH3+ Si pH bàsic el grup carboxil -COOH cedeix un H+ (es comporta com un àcid) quedant -COO- Si pH neutre  s’ionitzen ambdós  Així tenim un compost doblement ionitzat. Es diu que l’aa està en forma zwitteriònica. zwitter

Estes 3 formes es troben en equilibri desplaçant-se cap a un costat o altre depenent del pH zwitter Així si a un pH un aa té càrrega=0,6 El pH al que un aa té càrrega = 0 és el punt isoelèctric (pI)  dependrà: del grup amino i carboxil de les R (poden tindre grups NH2 o COOH o encara que no en tinguen poden influir en la facilitat per a ionitzar-se) 60% amb càrrega + 40% amb càrrega 0

pI >pH en el que está → càrrega + Electroforesi per isoelectroenfoc pI = 6,5  a pH = 6,5 càrrega= 0 = ión zwitterion con grupo NH3+ y COO- A pH= 8, quedará carregat negativament  es desplaçará cap a la part + (anode) Un aa tiene un pI de 6’5, si está en un medio con pH 8, ¿hacia que electrodo se desplazará?

Qqc

2. Estereoisomeria Com que el Cα és asimètric (excepte en la glicina) apareixen 2 configuracions L i D depenent del lloc que ocupa el NH2 Tots els aa protèics són L Existeixen D-aa : - PC bact - alguns Ab

També tenen activitat òptica: Racemización  rotació de forma que es canvia la forma L per la D i a l’inversa També tenen activitat òptica: Dextrogirs  si desvien el pla de llum a dreta (+) Levogirs  si desvien la llum a l’esquerra (-)

2. Enllaç peptídic Entre el grup COOH d’un aa i el grup NH2 de l’aa següent PÈPTID

Característiques de l’enllaç peptídic És un enllaç covalent de tipus amida  C-N Caràcter parcial de doble enllaç  no rotació  C, N i O i H units al mateix pla Longitut intermitja entre C-N i C=N L’O i el H units a l’enllaç es situen en costats oposats  configuració TRANS

Proteïnes Són polímers lineals α-L-aa units per enllaços peptídics 4 nivells estructurals:

Estructura primària És la seqüència d’aa en una cadena polipeptídica 20 aa protèics = 20n seq protèiques diferents Semblances significatives entre seq prot  indicador d’evolució des d’un avantpassat comú  proteïnes homòlogues Forma de zig-zag  planaritat dels enllaços Determinarà la resta de les estructures de la proteïna

Estructura secundària És la disposició espaial que adopta la cadena d’aa per a ser estable: α-hèlix: Dextrogira R cap a l’exterior Grups C=O i N-H cap a dalt o cap a baix, paral·lels a l’eix de la hèlix  ponts d’H entre: O (C=O)i H (N-H) cada 4 aa L’estabilitat depén dels aa (Pro NO forma ponts d’H) 5.4 Å /volta i 3,6 aa/volta

Full pegat en zig-zag (com a l’estruct 1ª) S’estabilitza per ponts d’H entre O i H que queden oposats R cap amunt o cap avall

+ compacta + freq No totes les parts d’una proteïna poden ser classificades com a hèlix o full  hi ha plegaments i girs q permeten connectar estructures 2ª - compacta - freq

En alguns casos combinacions d’estruct secund amb geometria específica:

Estructura terciaria Plegament determinat per les interaccions fq entre diferents cadenes laterals buscant l’estabilitat al medi en que es troba Interaccions entre R d’aa allunyats Residus hidrofòbics a l’int i els polars a l’ext en contacte en el medi aquós 2 formes bàsiques: Fibrosa  baix grau de plegament, allargades, insolubles en aigua, funcions estructurals (Ex: col·lagen) Globular  molt empaquetades, esfèriques, solubles en aigua, funcions dinàmiques (Ex: mioglobina)

Tipus d’interaccions que estabilitzen l’estruct 3ª: Ponts d’H  entre R polars q tinguen algun grup q puga actuar com dador o acceptor de H+ o grups C=O i N-H que no intervinguen en l’estruct 2ª Interaccions electrostàtiques  entre R amb càrregues oposades (aa àcids i bàsics) o extrem amb càrrega parcial Forces de Van der Waals + interaccions hidrofòbiiques  entre R apolars  molt dèbils Ponts disulfur  entre grups –SH de la Cys  interaccions covalents molt fortes

Sabies que...? La forma del cabello, liso o rizado, depende de la manera en que se establezcan los puentes disulfuro entre las moléculas de queratina. En los cabellos lacios los puentes disulfuro entre las alfa-hélices de la queratina se establecen al mismo nivel, mientras que en los cabellos rizados los puentes establecen uniones entre regiones que se sitúan en diferente nivel, como cuando abrochamos mal los botones de una chaqueta.

En cadenes polipeptídiques llargues (+200 aa)solen plegar-se forment agrupacions anomenades DOMINIS: Actuen com a unitats estructurals estables de forma independent Solen ser unitats funcionals els diferents dominis d’una proteïna tenen funcions diferents S’uneixen per parts flexibles (actuen com una frontissa)

Estructura quaternària Hi ha proteïnes formades per + d’una cadena polipeptídica  la disposició espacial d’aquestes s’anomena estructura quaternaria Les cadenes es mantenen unides per les mateixes interaccions que en l’estruct 3ª Permet + estabilitat LA ESTRUCTURA QUATERNARIA (o la terciària si solament tenen una cadena polipeptídica ) ÉS LA QUE DETERMINA L’ACTIVITAT BIOLÒGICA DE LA PROTEÏNA  SI EIXA ESTRUCTURA ES PERD LA PROTEÏNA PERD LA SEUA FUNCIÓ Jmol /Molviewer  visualitzadors (insulina = 2HIU, Hb= 4HHB) https://www.rcsb.org/pdb/explore/jmol.do?structureId=2HIU&opt=3&bionumber=1

Estruct quaternaria de l’hemoglobina amb 4 cadenes polipeptídiques (2 cadenes α i 2 β) http://www.bionova.org.es/animbio/anim/proteoconfor.swf

Fixeu-se quan d’important és la estructura primaria per a la conformació d’estruct 2ª,3ª i per tant de 4ª

Propietats de les proteïnes Es deriven de l’estructura (i de les cadenes R dels aa que queden exposats al medi): 1. Especificitat 2. Comportament àcid-base 3. Solubilitat 4. Desnaturalització

Especificitat Especificitat de funció Seqüència específica d’aa que determ la estruct 1ª  estr 2ª estr 3ª estr 4ª  FUNCIÓ Especialment imp en: EZ  específiques de substrat Inmunoglobulines  específiques d’antígen Especificitat d’espècie Estudis filogenètics

2. Comportament àcid –base Igual com els aa, les proteïnes presentaran una càrrega elèctrica depenent del pH del medi i els aa que la formen Punt isoelèctric  pH al que la càrrega és zero

3. Solubilitat + aa polars i + cap a l’exterior  + solubilitat Estableixen ponts d’H amb molec d’aigua queda envoltada de molec d’aigua  capa de solvatació Prot fibroses  + insolubles Prot globulars  + solubles R polars a l’ext Salinitat  + diluïdes  + solubilitat  ions competeixen per envoltar-se d’aigua Si afegim una sal a una dissolució de prot en aigua, l’aigua passarà a envoltar els ions  la proteïna perd la capa de solvatació i precipita pH del medi  càrregues Tª

I PER TANT LA PÈRDUA DE LA FUNCIÓ¡¡¡ 4. Desnaturalització És la pèrdua de l’estructura NATIVA (aquella a la que té funció) d’una proteïna solen conservar l’estr 1ª Agents desnaturalitzadors: Físics: Tª, pH, agitació violenta Químics: subst com urea i ion guanidino  competeixen amb els grups COOH i NH2 de la prot per formar ponts d’H

Pot ser: Reversible  al despareixer el agent, recupera l’estructura nativa Irreversible  No pot recuperar l’estruct nativa

Funcions de les proteïnes Estructural  fixar forma, donar rigidesa o flexibilitat Col·lagen (txt conjuntiu dens, tendons), queratina (pel i ungles), fibroïna (seda), histones (ADN), glucoproteïnes (membrana), actina i miosina (músculs), Reserva  magatzem d’aa Albúmina (ou), caseïna (llet), gliadina (blat) Reguladores del pH Defensiva  les inmunoglobulines, trombina i fibrinògen (coagulació),

Funcions actives  interaccionen amb una altra subst (lligand) de forma específica EZ  catalitzadores en reaccions químiques Reguladores  hormones (insulina, glucagó, GH..) o receptors hormonals Transportadores  s’uneixen a un lligand i el transporten: Hb i Mb (unió a O2)

https://www.youtube.com/watch?v=2120av9wdFU

Contràctils  al unir-se al lligand es produeix un canvi de conformació  estirament o acurtament: miosina Inmunes o inmunoglobulines (Ac)  s’uneixen irreversiblement a un lligand (Ag) que és una subst tòxica i la bloquegen

Classificació proteïnes