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Publicada porOctavio Mezo Modificado hace 8 años
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PROTEÍNAS Bioquímica, CHEM 4220 Universidad Interamericana de PR
Recinto de Bayamón Prof. Alberto L. Vivoni Alonso Prof. J. Roberto Ramirez Vivoni Versión marzo 2015
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¿Qué son las proteínas? Cadena de aminoácidos
Estructura tridimensionales Llevan a cabo diversas funciones Su función depende de la estructura tridimensional Se sintetizan por traducción
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Síntesis de proteínas por traducción
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Funciones de las proteínas
Catálisis enzimática Transporte Soporte estructural Movimiento Reconocimiento Regulación
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Clasificación de proteínas por estructura
Fibrosas – tienen forma de fibras. Ejemplos: queratinas (pelo, uñas), miosinas (músculos), colágeno (piel, tendones) Globulares - tienen forma de glóbulos. Ej. Enzimas, hemoglobina, insulina, caseina en la leche
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Otras clasificaciones
Proteínas transmembrenales: atraviesan la membrane cellular Proteína nativa: la forma en que funciona biológicamente en la célula Proteínas conjugadas: Enlazadas covalentemente con grupos prostéticos (grupos diferentes de aminoácidos)
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Proteínas conjugadas Apoproteína: Porción polipeptídica solamente de una proteína Haloproteína: Proteína activa con todos sus componentes (polipéptido, grupos prostéticos, cofactores) Glicoproteínas: enlazados a sacáridos Lipoproteínas: enlazadas a lípidos
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Mioglobina: proteína conjugada
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Proteínas globulares y fibrosas
Mioglobina Colágeno
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Niveles estructurales
1°: Secuencia de aminoácidos 2°: Doblamiento de estructura 1° 3°: Doblamiento de estructura 2° 4°: Unión de 2 o más estructuras 3°
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Estuctura primaria Secuencia de aminoácidos
Resultado de la traducción de información genética Define forma y función de la proteína
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Estructura primaria
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Estructura secundaria de proteínas
Proteínas globulares: Hélices a Láminas plegadas b Conectores Proteínas fibrosas Arrollo de varias cadenas
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Hélice α
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Hélice α vista desde arriba
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Hélice α Espiral de derecha (como un tornillo)
El oxígeno de los carbonilos forma puente de H con un H amido 4 aminoácidos alejado. Cada vuelta cubre 5.4 Å y posee 3.6 aminácidos. Grupos R quedan hacia afuera. Residuos Gly y Pro rompen la hélice.
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Puentes de hidrógeno en hélices a
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Cálculo en hélice alfa Determine la longitud (en Angstroms) de una pieza con contiene 8 aminoácido. (1 Angstrom = metros)
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Láminas plegadas b Configuración b: cadena extendida
Dos o más regiones del polipéptido interaccionando Dos posibles orientaciones: paralela y anti-paralela
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Lámina plegada β anti-paralela
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Orientaciones anti-paralela y paralela
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Láminas plegadas b paralelas y anti-paralelas
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Estructura secundaria: helice a, lámina b paralelas y anti-paralelas, conectores
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Estructura terciaria Doblamiento de estructura 2°
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Fuerzas que mantienen estructura 3°
Fuerzas London (van der Waals) entre grupos R no-polares e hidrofóbicos Puentes de H entre grupos R con O, N o S Puentes salinos entre aminoácidos de carga opuesta Puentes disulfuros entre cisteínas
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Fortaleza de fuerzas intramoleculares en Kcal/mol
Puente salino (enlace iónico) ~150 Puente de Hidrógeno Fuerzas London < 1 Puente disulfuro (S-S) Otros enlaces covalentes: C-N C-C C=C C-H
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Interacciones hidrofóbicas (London)
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Puentes de hidrógeno
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Puentes salinos
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Puentes disulfuros (cistinas)
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Fuerzas intramoleculares
Hydrophobic interaction
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Estructura cuaternaria
Unión de dos o más estructuras 3° Fuerzas que las unen son las mismas de estructura 3° Residuos polares tienden a estar en la superficie; los no-polares en el interior. Hemoglobina
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Preguntas De los siguientes residuos, cuáles se espera que se encuentren en la superficie de la proteína y cuáles en el interior: metionina, histidina, arginina, fenilalanina, valina, glutamina, ácido glutámico. Qué función se espera que ejerza fenilalanina en la superficie de una proteína? Qué función se espera que ácido aspártico ejerza en el interior de una proteína?
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Ejemplo de proteína fibrosa: Colágeno
Se encuentra en la piel y tendones Triple hélice de derecha Cadenas individuales son hélices de izquierda Una vuelta son 3.3 aminoácidos y 9.6 angstrom Se componen de Pro-Gly-X* * X: cualquier otro aminoácido
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Proteínas globulares vs fibrosas
Estructura compacta Soluble en agua Estructura 2° compleja Unión con otras proteínas por fuerzas no-covalentes Actuan en toda función del metabolismo: enzimas, transporte, hormonas, etc. Se desnaturalizan fácilmente Estructura extendida Insoluble en agua Estructura 2° simple (helices y laminas) Unión con otras proteínas por puentes covalentes Estructurales: tendones, ligamentos, pelo, piel, huesos, músculo No se desnaturalizan con facilidad
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Desnaturalización de proteínas
Estructuras 2° y 3° se desorganizan Se pierde la forma nativa y función Factores Temperatura pH Solventes orgánicos y detergentes Metales pesados
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Desnaturalización
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Efecto de temperatura
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Efecto de pH (pH óptimo para función biológica)
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Desnaturalización por ácido o base
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Desnaturalización por alcohol
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Desnaturalización por agentes reductores
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Desnaturalización por metales
Sales metálicas interrumpen puentes salinos Cationes de sales metálicas: Hg+2, Pb+2, Ag+1 , Cd+2
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Determinación de la estructura de las proteínas (Protein Data Bank, PDB)
Rayos X Resonancia magnética nuclear (NMR) Espectrometría de masa (MS)
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Purificación y caracterización
Propiedades físicas: Solubilidad Carga Punto isoleléctrico Polaridad Tamaño Afinidad
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Métodos experimentales
Cromatografía Afinidad Intercambio iónico Electroforesis Dialisis Filtración Centrifugación
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Pregunta Las proteínas ovalbumin, ureasa y mioglobina tienen un pI de 4.6, 5.0 y 7.0 respectivamente. Una mezcla de ellas se vierte en una columna de celulosa con cargas positivas. Luego de que la columna se eluye con un amotiguador de pH 6.5 a diferentes concentraciones de sal, en qué orden saldrán estas proteínas de la columna?
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Otra pregunta En qué orden salen las las siguientes proteínas de una columna de flitración de gel: Proteína Masa molar (kD) mioglobina 16 catalasa citocroma c 12 quimotripsógeno 26 hemoglobina 66
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Electroforesis cathode anode
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Pregunta En qué dirección se moverán las siguientes proteínas en un campo eléctrico a pH 5 y 7? Proteína pI albúmina 4.6 lactoglobulina 5.2
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Otra pregunta Hemoglobina tiene un pI = 6.9. Una variante tiene un residuo de glutamato en vez de valina en la posición 67. Qué efecto tiene esta sustitución en la electroforesis de esta proteína a pH 7.5?
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El caso de hemoglobina Tetrámero compuesto de 2 cadenas a, 2 cadenas b y grupos hemo.
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Grupo hemo
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Mioglobina
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Características Afinidad para oxígeno Efecto de pH Alosterismo
Cooperatividad
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