14b. Estructura de proteínas, 2:

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1 14b. Estructura de proteínas, 2:
Estructuras terciaria y cuaternaria. Desnaturalización de las proteínas Plegamiento de las proteínas

2 Estructura terciaria

3 Peso molecular Viscosidad intrínseca, [h] Ribonucleasa Lisozima Mioglobina Seroalbúmina Fibrinógeno Seroalbúmina (urea 6 M) Miosina Tropocolágeno

4 Fuerzas que mantienen la estructura terciaria:
I. No covalentes - Efecto hidrofóbico - Enlaces de hidrógeno - Interacciones iónicas o salinas II. Covalentes - Enlace disulfuro - Enlace amida

5 Val Leu Ile Efecto hidrofóbico, 1

6 Efecto hidrofóbico, 2 Residuos hidrofóbicos Residuos polares

7 Enlaces de hidrógeno

8 Enlaces de hidrógeno en estructura terciaria
Aceptores Donadores

9 Enlaces salinos o iónicos en estructura terciaria

10 Enlaces covalentes en estructura terciaria: disulfuro

11 Enlaces covalentes en estructura terciaria: amida

12 Difracción de rayos X

13 Mapas de densidad electrónica

14 Papaína Dominio N-terminal

15 Papaína Dominio C-terminal

16 Dominio de inmunoglobulina (VL)

17 L H H L Dominios estructurales en la Inmunoglobulina G

18 Algunos dominios de proteínas extracelulares

19 Representación gráfica de dominios en proteínas extracelulares

20 Clasificación estructural de proteínas (CATH)
Niveles: Nivel C: Clase Nivel A: Arquitectura Nivel T: Topología Nivel H: Superfamilia Clase I. Principalmente a II. Principalmente b III. a y b IV. Sin estructura secundaria

21 Clase I: Principalmente a
Arquitecturas: 1. No fasciculada 2. Fasciculada 3. Péptidos pequeños Clase II: Principalmente b Arquitecturas: 1. Cinta 2. Lámina 3. Rollo 4. Barril 5. Concha 6. Multicapa bb 7. Multicapa distorsionada 8. Trifolio 9. Prismas 10. Hélices (propellors) 11. Solenoides 12. Complejas

22 Clase IV: Sin estructura secundaria
Arquitectura: 1. Irregular Clase III: a y b Arquitecturas: 1. Rollo 2. Barril 3. Multicapa ba 4. Multicapa aba 5. Multicapa bba 6. Multicapa abba 7. Caja 8. Herradura 9. Compleja

23 Mioglobina C: Principalmente a A: No fasciculada

24 Citocromo c’ C: Principalmente a A: Fasciculada

25 Porina C: Principalmente b A: Barril

26 Hemopexina C: Principalmente b A: Hélice (propellor)

27 Pectato liasa C: Principalmente b A: Solenoide

28 Triosafosfato isomerasa C: a y b A: Barril

29 Inhibidor de ribonucleasa C: a y b A: Herradura

30 Lectina de Pisum sativum C: Sin estructura II A: Irregular

31 - + - + Estructura cuaternaria
a) Más de un N-término en la reacción de Sanger b) Disociación apreciable en electroforesis ante condiciones desnaturalizantes: - + Proteína nativa Proteína + SDS + mercaptoetanol - +

32 Fuerzas que mantienen la estructura cuaternaria:
I. No covalentes - Contactos hidrofóbicos - Enlaces de hidrógeno - Interacciones iónicas o salinas II. Covalentes - Enlace disulfuro - Enlace amida

33 Hemoglobina (forma desoxi-, T) a2b2

34 Concanavalina A (homotetrámero)

35 Aspartato transcarbamilasa (C3)2(R 2)3

36 Glucógeno fosforilasa
(homotetrámero)

37 Desnaturalización de las proteínas
Consiste en la pérdida de todas las estructuras de orden superior (secundaria, terciaria y cuaternaria) quedando la proteína reducida a un polímero estadístico. Consecuencias inmediatas son: - Disminución drástica de la solubilidad de la proteína, acompañada frecuentemente de precipitación - Pérdida de todas sus funciones biológicas - Alteración de sus propiedades hidrodinámicas

38 Agentes desnaturalizantes
I. Físicos 1. Calor 2. Radiaciones II. Químicos: todos los agentes que rompen interacciones o enlaces presentes en la estructura nativa de la proteína: 1. Detergentes 2. Urea y guanidina a altas concentraciones 3. Altas concentraciones de sal y extremos de pH 4. Reactivos de grupos -SH

39 Agentes desnaturalizantes
Urea 2-mercaptoetanol Guanidina Ditiotreitol (DTT) Dodecilsulfato sódico (SDS, laurilsulfato)

40 El proceso de desnaturalización
La desnaturalización es un proceso cooperativo

41

42 C N 26 40 58 65 72 84 95 110 SH Experimento de Anfinsen, 1 N C 65 72 26 84 58 110 95 40 Urea 8M Mercaptoetanol

43 26 40 58 65 72 84 95 110 SH Experimento de Anfinsen, 2 N C 65 72 26 84 58 110 95 40 Diálisis

44 Plegamiento o ensamblamiento de proteínas
Una proteína recién sintetizada posee solamente su estructura primaria. Para que sea plenamente funcional ha de plegarse correctamente en una forma tridimensional única. 1. Autoensamblamiento La proteína se pliega sin ninguna otra ayuda 2. Ensamblamiento dirigido La proteína se pliega gracias a la acción de otras proteínas

45 Proteína desplegada (unfolded) 1 Glóbulo fundido (molten globule) Proteína plegada (folded) 2 Paso 1: Rápido (ms); nucleación de la proteína a través de las zonas hidrofóbicas de la estructura, lo cual permite la formación de estructuras secundarias, disulfuros y cis-prolinas. Hay enzimas que aceleran estos últimos pasos. Paso 2: Lento (s); Ya están presentes todos los elementos de estructura secundaria (hélices y láminas) y el interior hidrofóbico presenta una cierta movilidad, que queda “congelada” al alcanzar el estado plegado

46 Proteínas tutoras o “chaperoninas”
(Hsp: heat-shock proteins) Hsp70 (DnaK): dependiente de ATP, proceso poco conocido Hsp60 (GroEL) y Hsp10 (GroES): proceso dependiente de ATP. La proteína desplegada o parcialmente plegada forma un complejo en la cavidad dejada por estas dos proteínas y adquiere la conformación correcta.

47 Estructura molecular de GroEL

48 Modificaciones covalentes de la estructura proteica
1. Fosforilación 2. Acilación (miristilación) 3. Prenilación 4. Glicosilación (N- y O-) 5. Unión covalente a ubicuitina 6. Amidación C-terminal 7. Carboxilación dependiente de vitamina K 8. Escisión (Splicing) proteica

49 Fosforilación Fosforilación de Ser, Thr y Tyr
Tiene significado funcional, está producida por protein kinasas

50 Acilación (miristilación)
Unión a una glicina N-terminal, en enlace amida con el grupo -NH2 de ácido mirístico (C14) Al parecer, sirve para el autoensamblamiento de estructuras supramoleculares (estructura cuaternaria, partículas víricas, etc.)

51 Prenilación Tiene lugar en proteínas relacionadas con sistemas de
transducción de señales: ras, Ga, Gg, Rodopsina kinasa, cAMP fosfodiesterasa, etc.

52 N-Glicosilación

53 Unión covalente a ubicuitina

54 Ubicuitina: Marca a las proteínas para su degradación.

55 Amidación C-terminal TRH (Hormona liberadora de tirotropina)

56 g-Carboxilación de glutamato
(dependiente de vitamina K) Tiene lugar, entre otros, en algunos factores de la coagulación: protrombina, factores VII, IX y X, proteínas C, S y Z.

57 Escisión (splicing) proteica
1 Exteína Inteína Exteína 2 Exteína Inteína Exteína COOH H2N Transpeptidación 3 Exteína Exteína Inteína COOH H2N