niveles de organización de las proteínas
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1 TRABAJO FINAL PARA EL CURSO DE BIOINFORMÁTICA FACULTAD DE CIENCIAS 2011 Educación Permanente 2011 NIVELES DE ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DE LAS PROTEÍNAS:
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trabajo final de un curso de bioinformática realizado en el año 2011
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TRABAJO FINAL PARA
EL CURSO DE BIOINFORMÁTICA
FACULTAD DE CIENCIAS 2011
Educación Permanente 2011
NIVELES DE ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DE
LAS PROTEÍNAS:
NIVELES DE ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DE LAS PROTEÍNAS:
1) PRIMARIA
2) SECUNDARIA
3) TERCIARIA
4) CUATERNARIA
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Métodos para obtener la estructura 3D de las proteinas
1) Técnicas experimentales
a) Cristalografía, difracción de rayos X, microscopía.b) RNM (resonancia nuclear magnética).c) Otras técnicas crio micro-microscopia, difracción de neutrones. 2) Modelado asistido por computadora
3) Bases de datos estructurales, ejemplo PDB Bank para obtener estructuras que ya han sido determinadas.
NOTA : LAS ESTRUCTURAS APORTADAS POR EL PDB pueden ser visualizadas por programas de computadora como por ejemplo: 1) Jmol y 2) Ligand explorer. 2
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ESTRUCTURA PRIMARIA:
Es el ordenamiento lineal de los residuos de -aa en
la cadena polipeptídica y la localización de los
puentes disulfuro . Corresponde a la naturaleza de los aminoácidos y las
cantidades de ellos presentes (es decir, cuáles
aminoácidos y cuántos de cada tipo aparecen en la
secuencia de la proteína).
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En cuanto a la naturaleza y al número de residuos de
aa, tenemos que con 20 posibilidades diferentes para
cada residuo de aa en una cadena polipeptídica, es
posible un número enorme de moléculas proteicas
diferentes. Para una proteína de n residuos, hay
20n
secuencias posibles.
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Enlace peptídico:
El enlace peptídico se forma por la reacción entre el grupo carboxilo de un aminóacido y el amino de otro.
Los aminoácidos así unidos forman un péptido.
NH3+ C
H
R1
COOHNH3+ C
R2
COOH
HDiapositiva del curso
777
Plano Amida
Enlace peptídico
El grupo amida debe permanecer en un plano de configuración Trans (el grupo carbonilo y el H unido al N), así es posible la libre rotación en torno al C de cada residuo de aa.
GEOMETRIA DEL ENLACE PEPTÍDICO:
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A diferencia del enlace peptídico, los enlaces del esqueleto carbonado a ambos lados de cada carbono tienen libre rotación.
Este hecho genera los ángulos φ (N-C) y ψ (C-C):
Los grados de libertad de la cadena pp están totalmente determinados por los ángulos φ y ψ .
Esqueleto y ángulos dihedros φ and ψ:
Diapositiva del curso.
8
999
El enlace peptídico,características:
Covalente.
Carácter parcial de doble enlace.
Estabilizado por resonancia.
Geometría plana.
Configuración trans.
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TRIPÉPTIDO FORMADO POR 3 RESIDUOS DE AA IGUALES:
EXTREMO AMINO
EXTREMO ÁCIDO
ENLACE PEPTÍDICOTerminal N Terminal C
Nombre del tripéptido: Alanil-alanil-alanina.(Ala-Ala-Ala)
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ESTRUCTURA SECUNDARIA:
• Es el arreglo local de la cadena polipeptídica
ignorando la conformación de las cadenas
laterales (grupos R) de cada residuo de aa.
•Plegamientos entre el grupo carbonilo y el grupo
amida.
•Sucesivas asociaciones con ángulos y que se
repiten a lo largo de la estructura.
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TIPOS DE ESTRUCTURA SECUNDARIA:
HÉLICE .
HOJA PLEGADA .
BUCLES.
REGIONES DESORDENADAS.
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3,6 residuos de aminoácidos /
vuelta
Los enlaces de hidrógeno
son paralelos al eje central
de la hélice.
Se estabiliza a través de enlaces de hidrógeno que se forman entre el grupo >C=O de un enlace peptídico y el grupo >NH de otro.
-hélice:
Los grupos R de los residuos de aa van dirigidos hacia afuera.
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b
a
Conformación helicoidal a derechas:
Proyección desde arriba de la hélice.
Los grupos R de los residuos de aa
sobresalen del eje largo de la hélice.
Imágenes escaneadas de: BIOQUÍMICA “La base molecular de la vida” de Trudy Mc Kee y James Mc Kee. (Tercera edición)
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DEFINICIÓN DE ENLACE DE HIDRÓGENO:
“es una interacción atractiva entre el átomo de H de una molécula o fragmento molecular X–H (donde X es más electronegativo
que H) y un átomo o grupo de átomos de la misma o diferente molécula, en la que hay evidencia de formación de enlace”. I.U.P.A.C 2011
δ-
δ+
10 % carácter covalente
90 % electrostático
161616
Spider dragline silk protein.
PROTEÍNA SELECCIONADA DE PDB DATABANK YVISUALIZADA CON PROGRAMA DISCOVERY STUDIO VISUALIZER 3.1
1717
HAY 2 TIPOS DE HOJAS PLEGADAS
Imagen escaneada de: BIOQUÍMICA “La base molecular de la vida” de Trudy Mc Kee y James Mc Kee. (Tercera edición)
1818
•los enlaces de H son todos paralelos entre sí.
•los grupos R de los residuos de aa se orientan hacia afuera.
HOJA PLEGADA PARALELA:
vista desde arriba
vista later
al
1919
HOJA PLEGADA ANTIPARALELA:
•Es más estable con residuos de aminoácidos con R pequeños (a su vez es más estable que la paralela porque los enlaces de H son totalmente colineales).
Imagen escaneada de: BIOQUÍMICA “La base molecular de la vida” de Trudy Mc Kee y James Mc Kee. (Tercera edición)
•Los grupos R (amarillo) de los residuos de aminoácidos van sobre y bajo el plano medio de la lámina, en forma alternada.
vistalatera
l
R
Vista
desde
arriba
2020
INMUNOGLOBULINA HUMANA (CAMELISED HUMAN VH) Polímero.
Dos cadenas (A y B)
Estructura secundaria:
• 49 % hoja plegada
• 9 % helicoidal (4 hélices)
LIGANDO: MOLÉCULA DE GLICEROL
PROTEÍNA SELECCIONADA DE PDB DATABANK Y VISUALIZADA CON PROGRAMA DISCOVERY STUDIO VISUALIZER 3.1
212121
HÉLICE ALFA
HOJA BETA
ESTRUCTURAS SECUNDARIAS
PROTEÍNA SELECCIONADA DE PDB DATABANK Y VISUALIZADA CON PROGRAMA DISCOVERY STUDIO VISUALIZER 3.1
2222
ESTRUCTURAS SUPERSECUNDARIAS: combinaciones de hélice y lámina plegada .
unidades
meandro
barril
unidad
llave griegaImágenes escaneadas de: BIOQUÍMICA
“La base molecular de la vida” de Trudy Mc Kee y James Mc Kee. (Tercera edición)
232323
•Es la estructura tridimensional de la cadena
polipeptídica total incluyendo las conformaciones
de los grupos laterales de los residuos de aminoácidos.
ESTRUCTURA TERCIARIA:
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CARACTERÍSTICAS DE LA ESTRUCTURA TERCIARIA:
MUCHOS POLIPÉPTIDOS SE PLIEGAN DE FORMA QUE LOS RESIDUOS DE AA DISTANTES EN
LA ESTRUCTURA PRIMARIA QUEDEN CERCA.
DEBIDO AL EFICAZ EMPAQUETAMIENTO AL PLEGARSE LA CADENA, LAS PROTEÍNAS
GLOBULARES SON COMPACTAS. DURANTE ESE PROCESO, LA MAYORÍA DE LAS MOLÉCULAS DE AGUA QUEDAN EXCLUÍDAS DEL INTERIOR DE LA PROTEÍNA PERMITIENDO LAS INTERACCIONES ENTRE GRUPOS
POLARES Y APOLARES.
LAS PROTEÍNAS GLOBULARES GRANDES(MÁS DE 200 RESIDUOS DE AA) SUELEN TENER VARIAS UNIDADES COMPACTAS
LLAMADAS DOMINIOS QUE SON SEGMENTOS ESTRUCTURALMENTE
INDEPENDIENTES QUE POSEEN FUNCIONES ESPECÍFICAS.
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“MANO EF”dominio de unión del calcio:formada por una configuración hélice-vuelta-hélice, se une al Ca2+.
“CREMALLERA DE LEUCINA”los botones sobre la cremallera representan cadenas laterales.
Ejemplos de dominios:
2626
LA ESTRUCTURA TERCIARIA SE ESTABILIZA POR LAS SIGUIENTES INTERACCIONES:
Imagen escaneada de: BIOQUÍMICA “La base molecular de la vida” de Trudy Mc Kee y James Mc Kee. (Tercera edición)
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•Es el arreglo espacial de las subunidades, cuando éstas existen. •Las subunidades: -pueden ser idénticas o muy diferentes. -se mantienen unidas por enlaces no covalentes y covalentes.
•Para que una proteína conste de estructura cuaternaria debe tener dos o más cadenas polipeptídicas separadas.
ESTRUCTURA CUATERNARIA: CARACTERÍSTICAS
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Macromolécula de hemoglobina. Incluye el grupo hemo y está organizada como un tetrámero.
PROTEÍNA SELECCIONADA DE PDB DATABANK Y VISUALIZADA
CON PROGRAMA DISCOVERY STUDIO VISUALIZER 3.1
292929
Relación entre todas las estructuras:
3030
REALIZADO POR:
PROF. Eva Friet
PROF. Carina Francolino
TUTORA: Dra. Laura Coitiño
