FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Llegar Temprano al Salón Apagar y Guardar.

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1 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Llegar Temprano al Salón Apagar y Guardar su Celular No Comer en el Aula No Conversar Normas de Convivencia: Por Favor

2 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo PROTEÍNAS I AMINOÁCIDOS Estructura, Clasificación y Propiedades Lic. Jorge Alberto Salomón Hdez. jorge.salomon04@liveusam.edu.sv

3 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo VALOR DEL MES: “LIBERTAD” Libres para… Ayudar a otros a ser “Libres”

4 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo OBJETIVO: Explicar eficientemente las funciones de las proteínas, la estructura de los aminoácidos con sus propiedades fisicoquímicas, el valor biológico de ellas en forma escrita y oral de acuerdo a las clases, consulta bibliográfica, laboratorios y discusiones de grupo

5 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo CONTENIDO: Definir las proteínas con base a su naturaleza química Características de las proteínas Las funciones que desempeñan las proteínas en el organismo Enumerar las propiedades fisicoquímicas de los aa Recordar los aa de acuerdo a la naturaleza de su cadena lateral Definir aa esenciales y los no esenciales Definir Zwitterion o ion dipolar Definir Punto Isoeléctrico El enlace peptídico. Características

6 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo ¿QUÉ SON LAS PROTEÍNAS? Son BIOMACROMOLÉCULAS compuestas por 20 monómeros distintos Llamados  - aminoácidos, que están básicamente formados por: Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno (CHON)

7 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo CARACTERÍSTICAS DE LAS PROTEÍNAS Abundantes: (No existe ningún proceso celular en el que no estén involucradas) Específicas: (Relación entre estructura y función. Ej. Enzima reconoce su sustrato) Sensibles: (su estabilidad depende de las condiciones a su alrededor. Ej. T a y pH) Versátiles: (se involucran en todo proceso celular)

8 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS

9 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo

10 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo LA FÓRMULA GENERAL DE LOS AMINOÁCIDOS

11 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo LA QUIRALIDAD Carbono quiral o isomérico, 4 grupos diferentes Una excepción es la GLICINA, porque su grupo “R” es un hidrógeno Enantiómeros

12 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo AMINOÁCIDOS. Estructura, caso especial La Prolina no es un α-aminoácido, sino un iminoácido El grupo amino de la PROLINA es secundario Forma un ANILLO con el grupo “R” Grupo CARBOXILO

13 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo PROPIEDADES DE LOS AMINOÁCIDOS Los aminoácidos son: Anfóteros, contienen un grupo ácido y uno básico Sustancias mucho más polares de lo que uno esperaría de acuerdo con su fórmula molecular Sólidos cristalinos solubles en agua, se atribuyen al hecho de que la forma estable es un zwitterion o sal interna Especie presente en medio ácido Carga (+) Zwitterion Especie presente en medio neutro Especie presente en medio básico Carga (-)

14 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo CLASIFICACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS Por su Requerimiento Por la Cadena Lateral Por la Polaridad de su Cadena Lateral ALIFÁTICOS: Grupo “R” formado por hidrocarburos saturados AROMÁTICOS: Grupo “R” posee un anillo aromático POLARES NEUTROS: Grupo “R” contiene grupos carboxilo o amidas ÁCIDOS : Grupo “R” es ácido BÁSICOS: Grupo “R” es básico ESENCIALES NO ESENCIALES NO POLARES POLARES a.Neutros b.Ácidos c.Básicos

15 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Por su Requerimiento El cuerpo humano requiere de estos 20 AMINOÁCIDOS para poder sobrevivir Aminoácidos Esenciales son aquellos que el cuerpo humano NO ES CAPAZ DE BIOSINTETIZAR (o lo hace a velocidades muy bajas), por lo que ¡deben adquirirse de la dieta! Aminoácidos NO Esenciales son aquellos que el cuerpo humano SI PUEDE BIOSINTETIZAR a partir de otras moléculas

16 Aminoácidos Esenciales Se requiere consumirlos en la dieta Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo 1. Fenilalanina 2. Treonina 3. Valina 4. Triptófano 5. Isoleucina 6. Metionina 7. Lisina 8. Leucina Esenciales para todas las edades Histidina Arginina Histidina Arginina Esenciales solo en niños Cisteína Tirosina Cisteína Tirosina Esenciales solo en niños (prematuros y lactantes)

17 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Aminoácidos no Esenciales Nuestro organismo los puede biosintetizar Alanina (Ala)Glicina (Gly) *Tirosina (Tyr)Prolina (Pro) Aspartato (Asp)Serina (Ser) *Cisteína (Cys)Asparagina (Asn) Glutamato (Glu)*Arginina (Arg) Glutamina (Gln) * Necesarios en prematuros y lactantes * Necesario en niños

18 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Por la Polaridad de su Cadena Lateral ALIFÁTICOS AROMÁTICOS Glicina (Gly), Alanina (Ala), Valina (Val), Leucina (Leu), Isoleucina (Ile), Cisteína (Cis), Metionina (Met), Prolina (Pro) Glicina (Gly), Alanina (Ala), Valina (Val), Leucina (Leu), Isoleucina (Ile), Cisteína (Cis), Metionina (Met), Prolina (Pro) Fenilalanina (Phe) Tirosina (Tir) Triptófano (Trp) Fenilalanina (Phe) Tirosina (Tir) Triptófano (Trp) Histidina (His), Lisina (Lis), Arginina (Arg) Ácido Aspártico (Asp), Ácido Glutámico (Glu) Ácido Aspártico (Asp), Ácido Glutámico (Glu) ÁCIDOS BÁSICOS Carga (-) Carga (+) POLARES NEUTROS POLARES NEUTROS Serina (Ser), Treonina (Tre), Asparagina (Asn), Glutamina (Gln)

19 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Cadenas Laterales No Polares

20 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Cadenas Laterales Polares No Cargadas

21 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Cadenas Laterales Ácidas

22 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Cadenas Laterales Básicas

23 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Amortiguadores o Tampones Los amortiguadores son soluciones formadas por un par ácido-base conjugado; que minimizan los cambios en la [H + ], es decir en el pH, al añadir un ácido fuerte o una base fuerte Tienen una capacidad de máxima amortiguación a un pH=pKa, es decir cuando las formas ácidas y básicas están presentes en igual concentración. La forma ácida reacciona con la base fuerte añadida y la forma básica no protonada neutraliza el ácido fuerte añadido

24 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Carácter Anfótero H+H+ OH - H2OH2O

25 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Aminoácido - Zwitterion A pH fisiológico (pH=7,4), los aminoácidos están en forma de zwitterion (su forma más estable) Palabra alemana que significa «ion híbrido» o «ion dipolar» Se conoce como ion hermafrodita Esta característica es posible ya que los aminoácidos son ANFÓTEROS

26 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Es el valor de pH en el cual una sustancia tiene una Carga Total de «0» (Cero) Los aminoácidos en forma de zwitterion tienen carga neta cero El punto isoeléctrico de los aa depende de cada grupo «R» Punto Isoeléctrico

27 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo A pH ácido el aa se encuentra cargado positivamente, en el pI se encuentran igual la carga (+) y carga (-) y con pH alcalino se encuentran cargados negativamente

28 AAp I Glicina5.97 Alanina6.07 Valina5.97 Leucina5.98 Isoleucina6.02 Fenilalanina5.48 Tirosina5.66 Triptófano5.89 Serina5.68 Treonina5.87 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo AAp I Cisteína5.07 Metionina5.74 Ácido Aspártico2.77 Ácido Glutámico3.22 Histidina7.59 Lisina9.74 Arginina10.76 Asparagina5.41 Glutamina5.65 Prolina6.48 Detalle de los Puntos Isoeléctricos (pI) de los 20 Aminoácidos ¿Por qué ?

29 El ácido glutámico tiene tres grupos disociables, cuyos pK son: pK 1 =2,19; pK 2 =4,25 y pK 3 =9,67 La forma I (protonada) tiene una carga neta positiva La forma II tiene carga neta cero La forma III tiene una carga negativa y La forma IV tiene dos cargas negativas. El punto isoeléctrico del ácido glutámico será 3,22 (el promedio de pK 1 y pK 2, los pK que flanquean a la forma zwitterion). La proporción de moléculas en la forma IV (2 cargas negativas) es tan pequeña que puede considerarse como despreciable a la hora de calcular el pI ver figura… Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo

30 El ácido glutámico tiene tres grupos disociables, cuyos pK son: pK 1 =2,19; pK 2 =4,25 y pK 3 =9,67 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA pK 1 =2,19 pI=3,22 pK 2 =4,25 pK 3 =9,67 (+) (+) (-) (-) (-) (-)

31 La Arginina tiene dos grupos básicos y uno ácido, donde pK 1 =2,17; pK 2 =9,04 y pK 3 =12,48 La forma I (protonada) tiene dos cargas positivas La forma II tiene una carga neta positiva, La forma III tiene una carga neta cero y La forma IV tiene una carga negativa. El punto isoeléctrico de la arginina será 10,76 (el promedio de pK 2 y pK 3, los pK que flanquean a la forma zwitterion) La proporción de moléculas en la forma I (2 cargas positivas) es tan pequeña que se puede despreciar a la hora de calcular el pI ver figura… Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo

32 La Arginina tiene dos grupos básicos y uno ácido, donde pK 1 =2,17; pK 2 =9,04 y pK 3 =12,48 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA pK 1 =2,17 pK 2 =9,04 pI=10,76 pK 3 =12,48 (+) (+) (+) (-) (+) (-)

33 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Concluyendo El zwitterion es una especie neutra o sea de carga neta cero; y más estable El pI es el valor de pH en el que una sustancia tiene carga neta de cero A pH menor del pI la especie tiene carga (+) A pH mayor del pI la especie tiene carga (-) (Esto sin importar el medio en que esté) En el pI, el aa no migra ni al ánodo ni al cátodo porque tiene carga neta cero

34 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Proteínas como Expresión Genética ¡Atando Conceptos! El Dogma Central de la Biología Molecular ADN ARNm Proteína Ribosoma El ribosoma es el lugar donde se biosintetizan proteínas por medio de la unión de monómeros (aminoácidos) El ribosoma utiliza el ARNm para saber cuáles aa unir Aminoácidos Replicación Trascripción Traducción

35 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo El Enlace Peptídico Resulta de la reacción entre el GRUPO CARBOXILO de un aa y el GRUPO AMINO de otro Se forma un enlace tipo AMIDA y se libera AGUA

36 Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Enlace tipo amida Es COVALENTE Debido a su rigidez, su giro libre está restringido Tiene carácter parcial de doble enlace Es Plano y Rígido Configuración trans Sin carga, pero polar Características del Enlace Peptídico

37 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo Para recordar… de lo aprendido en la clase! ¿Qué son las proteínas?, química y funcionalmente ¿Qué elementos forman a las proteínas? ¿Cuáles son las funciones de las proteínas? ¿Cuántos aminoácidos forman las proteínas? ¿Cómo se clasifican los aminoácidos de acuerdo a la necesidad de ingerirlos en la dieta? ¿Cómo se clasifican los aa de acuerdo a su cadena lateral

38 FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA MÉDICA Si la visión es dada por Dios, no solo puede, debe hacerlo GRACIAS POR SU ATENCIÓN Y PARTICIPACIÓN