Unidad Clase Unica Cea 2013
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“ Son ácidos carboxílicos con un sustituyente α-amino”
RADICAL VARIABLE
(Determina solubilidad y permite clasificarlos)
1. Aminoácidos Proteicos:
a. Aminoácidos Estándar:
• Esenciales.• Esenciales.
• No Esenciales.
b. Aminoácidos No estándar o Modificados.
2. Aminoácidos NO Proteicos:
Arginina (Arg), Histidina (His), Lisina (Lys), Treonina
(Thr), Isoleucina (Ile), Leucina (Leu), Metionina (Met),
Valina (Val), fenilalanina (Phe), Triptófano (Trp)
Arginina (Arg),
Histidina (His), Histidina (His),
Tirosina (Tyr)
Aspartato (Asp), Glutamato
(Glu), Asparagina (Asn),
Glutamina (Gln), Cisteína (Cys), Glutamina (Gln), Cisteína (Cys),
Serina (Ser), Alanina (Ala),
Glicina (Gly), Prolina (Pro),
Tirosina (Tyr)
• Aminoácidos con Cadenas Laterales Alifáticas
• Aminoácidos con Cadenas Laterales Alifáticas: Caso especial
Prolina (Pro) P
Iminoácido
• Cadenas Laterales que contienen Grupos OH
• Cadenas Laterales que contienen Átomos de S:
• Cadenas Laterales con Anillos Aromáticos:
• Aminoácidos Básicos :
• Aminoácidos Ácidos y sus Amidas :
ÁCIDOS.
• Aminoácidos Ácidos y sus Amidas :
AMIDAS.
Los aa son solubles
en agua, ácidos y
Puente de hidrógeno
en agua, ácidos y
bases diluidas,
insolubles en
solventes no
polares. Hidroxilo de un alcohol y agua
Carboxilo de una cetona y agua
Entre grupos peptídicos en polipéptidos
• Aminoácidos con grupo R NO Polar :
• Aminoácidos con grupo R NO Polar :
• Aminoácidos con grupos R Polares Sin Carga :
• Grupos R Polares con Carga Positiva :
• Grupos R Polares con Carga Negativa :
AMINOACIDO ESTRUCTURA LOCALIZACION
4-Hidroxiprolina Colágeno, pared celular de las plantas
6-N-metil-lisina Miosina
Ác. Carboxiglutámico Protrombina
AMINOACIDO ESTRUCTURA LOCALIZACION
CISTINA.α-QUERATINAS
AMINOACIDO ESTRUCTURA FUNCION
ββββ-AlaninaPrecursora del Ácido
Pantoténico
HOMOCISTEINA
Intermediarios del Metabolismo de los
Aminoácidos
HOMOSERINA Intermediarios del
Metabolismo de los Aminoácidos
AMINOACIDO ESTRUCTURA FUNCION
Intermediarios del
CITRULINA Y ORNITINAIntermediarios del
Ciclo de la Urea
Ác. D-glutámico Paredes bacterianas
D-Alanina Larvas, insectos
LOCALIZACIÓNAMINOÁCIDO
D-Alanina Larvas, insectos
D-Serina Gusanos de tierra
Canavanina Toxinas
ββββ-Cianoalanina Toxinas
•Carbono asimétrico (Quiral)
•Enantiómeros•Enantiómeros
2 n
Configuración Absoluta
Los aminoácidos de las proteínas son ESTEREOISÓMEROS L
Actividad Óptica
DextrógiroDextrógiroDextrógiroDextrógiro
LevógiroLevógiroLevógiroLevógiro
PROPIEDADES ÁCIDO BÁSICAS SUSTANCIA ANFÓTERA(ANFOLITO)
ÁCIDO:
BASE:
Sustancia capaz de ceder protones al medio
Sustancia capaz de aceptar protones del medio
-COOH H+ + COO-
-NH3+ H+ + NH
2
PAR ÁCIDO-BASE CONJUGADO
PROPIEDADES ÁCIDO BÁSICAS
Fuerza de un ÁcidoR-COOH R-COO- + H+
HA A - H++
Ka ♦ Grado de disociación del ácido.
♦ Eficiencia en ceder protones.
♦ A mayor Ka más fuerte es el ácido.
HA A - H++
PROPIEDADES ÁCIDO BÁSICAS Fuerza de un Ácido
pKaTIPO DE GRUPO pKaKa
= -Log Ka
Ácido Fuerte: Disociación total del ácido. Ka infinito
Ácido Débil: Disociación parcial del ácido.
αααα-Carboxilo 2,53,2 x 10-3
αααα-Amino 9,62,5 x 10-10
DEFINICIÓN
Soluciones que se resisten a cambios de pH después de la adición de pequeñas cantidades de
ácidos o bases fuertes. pH = pKácidos o bases fuertes. pH = pK
COMPOSICIÓN
ÁCIDO DÉBIL BASE CONJUGADA
Ác. Acético(CH3COOH)
Acetato(CH3COO-)
-COOH H+ + COO-
-NH3+ H+ + NH
2
�pH < pKa [Ácido] > [Base]
�pH = pKa [Ácido] = [Base]
�pH > pKa [Ácido] < [Base]
DEFINICIÓN
Es la transformación logarítmica de la expresión para la constante de disociación.
FINALIDAD
Calcular el valor de pK´ de cualquier ácido, conociendo la relación molar de las especies dadoras y aceptoras de protones a un pH determinado.
pH = pK + log [A-]
[HA]
Propiedades Ácido Básicas
IÓN BIPOLAR
ZWITERIÓN
IÓN HÍBRIDO
PUNTO ISOELÉCRICO
(pH ISOELÉCTRICO)
ϕ = +1 ϕ = 0 ϕ = -1
•Carga Neta = Cero.
•Mínimo Poder Amortiguador.
•Mínima solubilidad•Mínima solubilidad
pI =1
2(pKa1 + pKa2)
COOH COO-Grupo αααα-carboxílico
pH < pKa [COOH] > [COO-]
pH = pKa [COOH] = [COO-]
pH > pKa [COOH] < [COO ]
Ácida Básica
pH > pKa [COOH] < [COO-]
NH3+ NH2Grupo αααα-amino
pH < pKa [NH3+] > [NH2]
pH = pKa [NH3+] = [NH2]
pH > pKa [NH3+] < [NH2]
Ácida Básica
• Monoamino-Monocarboxílicos
Ej.: Ej.: Glicina
50% anión50 %
ϕ = +1 ϕ = 0 ϕ = -1
50% Catión50 % Zwitterion 100% Zwiterion
50 % Zwitterion
Ej:
Ácido
Glutámico
ϕϕϕϕ = +1
ϕϕϕϕ = 0 ϕϕϕϕ = -1 ϕϕϕϕ = -2
Ej:Ej:Histidina
ϕϕϕϕ = +2 ϕϕϕϕ = +1 ϕϕϕϕ = 0 ϕϕϕϕ = -1
Enlace Peptídico
• El enlace C-N: • Es más corto.• Posee carácter de doble enlace parcial.• No puede girar libremente.• Supone una clara restricción para la forma de la molécula.
� Los átomos: O, C, N, H son casi coplanares.
Amino terminal
Carboxilo terminal
• El grupo de átomos alrededor del enlace peptídico se encuentra generalmente en configuración trans (trans:cis 4:1).
Dos o más aminoácidos unidos mediante enlaces peptídicos.
PÉPTIDOS
PROTEICOS NO PROTEICOS
PÉPTIDOS
OLIGOPÉPTIDOSPOLIPÉPTIDOS
(Proteínas)
(Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu)
(L-Asp-L-Phe)
Características Estructurales
• Cadenas ramificadas.
• Cadenas cíclicas.
• Aminoácidos D, L, αααα y ββββ.
• Enlace peptídico especial.
• Su estructura los protege de las proteasas.
Péptidos Con Actividad Biológica
› ENCEFALINAS
› ANTIBIÓTICOS
Se producen en el SNC, tienen actividad opiácea
• Gramicidina S.
• Bencil-penicilina.
• Bacitracina A.
•Actinomicina D.
PÉPTIDOS CON ACTIVIDAD BIOLÓGICA› GLUTATIÓN
-OOC-CH-CH2-CH2-C- N-CH-C- N-CH2-COO-+NH3 O
H CH H
O
γγγγ-Glu GlyCysReducido (GSH)
H CH2
SH
H
Oxidado (GSSG)
γγγγ-Glu-Cys-Gly
γγγγ-Glu-Cys-Gly
PÉPTIDOS CON ACTIVIDAD BIOLÓGICA
› HORMONAS PEPTÍDICAS
HORMONA FUNCIÓNNº
FACTOR LIBERADOR DE Estimula la liberación de la 3
residuos
OXITOCINA Estimula la contracción uterina9
VASOPRESINAPromueve la retención de agua
desde los túbulos renales distales.
9
FACTOR LIBERADOR DE LA TIROTROPINA (TRH)
Estimula la liberación de la Tirotropina (TSH)
3
PÉPTIDOS CON ACTIVIDAD BIOLÓGICA
› HORMONAS PEPTÍDICAS
INSULINA Estimula la glucogénesis, la lipogénesis y la síntesis de
51*
HORMONANº
residuos FUNCIÓN
GLUCAGÓN Antagonista de la insulina29
CORTICOTROPINA Estimula la corteza renal39
lipogénesis y la síntesis de proteínas
Macromolécula compuesta por una o varias cadenas
polipeptídicas, cada una de las cuales tiene una secuencia
característica de aminoácidos unidos a través de enlaces
peptídicos.
αααα-L-Aminoácidos
únicamente o conjugados con otras biomoléculas de naturaleza no proteica
Proteínas Simples
EN BASE A SU COMPOSICION QUIMICA
Proteínas Conjugadas
Proteinas Simples:
Producen solo α-L-aminoácidos después de su degradación hidrolítica.
Ejemplo: Ribonucleasa, Quimiotripsina, Seroalbúmina.
Proteínas conjugadas:
Su hidrólisis da origen además de α-L-aminoácidos a un Grupo prostético.
EJEMPLOS:EJEMPLOS:
Lipoproteína ββββ-lipoproteínaLípidos
Glicoproteína γγγγ-globulinasCarbohidratos
Hemoproteína HemoglobinaHemo
CLASE EJEMPLOGRUPO PROSTÉTICO
EN BASE A SU FUNCIÓN
• Catalíticas.• Estructurales.• Transportadoras.• Contráctiles.• Contráctiles.• De defensa natural.• Respiratoria.• Represoras.• Hormonales.• Receptoras.• Transductoras de señales.• De la visión.
Residuos de
aminoácidosαααα-hélice Cadena
polipeptídicaSubunidades
Unidas
FIBROSAS:
EN BASE A SU CONFORMACIÓN
GLOBULARES:
OLIGOMÉRICAS:
Macromolécula compuesta por una o varias cadenas
polipeptídicas, cada una de las cuales tiene una secuencia
característica de aminoácidos unidos a través de enlaces
peptídicos.
αααα-L-Aminoácidos
únicamente o conjugados con otras biomoléculas de naturaleza no proteica
Proteínas Simples
EN BASE A SU COMPOSICION QUIMICA
Proteínas Conjugadas
Proteinas Simples:
Producen solo α-L-aminoácidos después de su degradación hidrolítica.
Ejemplo: Ribonucleasa, Quimiotripsina, Seroalbúmina.
Proteínas conjugadas:
Su hidrólisis da origen además de α-L-aminoácidos a un Grupo prostético.
EJEMPLOS:EJEMPLOS:
Lipoproteína ββββ-lipoproteínaLípidos
Glicoproteína γγγγ-globulinasCarbohidratos
Hemoproteína HemoglobinaHemo
CLASE EJEMPLOGRUPO PROSTÉTICO
EN BASE A SU FUNCIÓN
• Catalíticas.• Estructurales.• Transportadoras.• Contráctiles.• Contráctiles.• De defensa natural.• Respiratoria.• Represoras.• Hormonales.• Receptoras.• Transductoras de señales.• De la visión...
Residuos de
aminoácidosαααα-hélice Cadena
polipeptídicaSubunidades
Unidas
FIBROSAS:
EN BASE A SU CONFORMACIÓN
GLOBULARES:
OLIGOMÉRICAS:
ESTRUCTURA PRIMARIA
Enlaces Estabilizadores: Enlaces Peptídicos
Se refiere al número y secuencia de aminoácidos de la cadena polipeptídica.
Enlaces Estabilizadores: Enlaces Peptídicos
(Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu)
ESTRUCTURA SECUNDARIA
Enlaces de hidrógeno (intra e intercatenario).Enlaces disulfuro.
ENLACES ESTABILIZADORESEnlace peptídico.
αααα-hélice ββββ-conformación
ESTRUCTURA SECUNDARIA HÉLICE α• El esqueleto polipeptídico se encuentra
compactamente enrollado alrededor del eje
longitudinal de la molécula.
• Los grupos R sobresalen del esqueleto helicoidal.• Los grupos R sobresalen del esqueleto helicoidal.
• Todos los enlaces CONH participan en puentes de H.
• El giro es dextrógiro.*
• Cada giro de hélice constituye 3.6 Aac.
• El giro de hélice ocupa ±±±± 0.56 nm del eje longitudinal.
ESTRUCTURA SECUNDARIA
HÉLICE α
LocalizaciónLocalizaciónLocalizaciónLocalización
Aminoácidos desestabilizadores:• Numerosas moléculas de Glu, Arg o Lys (carga).
• Asn, Ser, Thr y Leu (forma y tamaño).
• Pro y hidroxiprolina.
ESTRUCTURA SECUNDARIACONFORMACIÓN ββββ
• Enlaces de hidrógeno predominantemente intercatenarios entre los enlaces peptídicos de las ββββ-queratinas.
•Enlace peptídico.
ESTRUCTURA SECUNDARIA CONFORMACIÓN ββββ
A. Paralela
B. Antiparalela
� La secuencia de aminoácidos es repetitiva.
� Tienen un contenido elevado de aa no polares.
�Alto contenido de Cys.
αααα-QUERATINA
� Son estructuras multihebra con una estructura
secundaria altamente regular.
� En general son elásticas y flexibles, pero se
endurecen con la formación de enlaces cruzados
disulfuro.
COLÁGENO
• Secuencia de aminoácidos.•(Gly-X-Y)
• Conformación helicoidal. • Conformación helicoidal.
• Enlaces de hidrógeno intercadena.
• Ordenamiento de triple hélice.
• Empaquetamiento ordenado de las moléculas de tropocolágeno.
• Aminoácidos más frecuentes en su estructura: Gly (35%), Ala (11%), Pro
(12%), Hyp (9%), Hya (9%).
• La secuencia de AAc. características es: Gly-X-Pro o Gly-X-Hyp.
COLÁGENO
• La secuencia de AAc. características es: Gly-X-Pro o Gly-X-Hyp.
•Estructura secundaria única distinta de la hélice αααα.
• Hélice levógira.
• El enrollamiento superhelicoidal es dextrógiro.
• El empaquetamiento de las cadenas en la triple hélice le proporciona
más fuerza de tensión que un cable de acero de idéntica sección.
� Forma compacta.
� Los diferentes segmentos de una cadena polipeptídica se pliegan
unos sobre otros.
� Denso núcleo hidrofóbico.
� Cumplen con una amplia variedad de funciones biológicas
dinámicas (transporte, regulación, protección, etc.)dinámicas (transporte, regulación, protección, etc.)
ENLACES ESTABILIZADORES
� Interacciones electrostáticas.
� Puentes de hidrógeno.
� Enlace peptídico.
� Puentes de hidrógeno.
� Interacciones de Van der Waals.
� Enlaces disulfuro.
ESTRUCTURA:� Cadena polipeptídica de 153 AAc.
� Un grupo ferroporfirina o “hemo”, localizado en una hendidura de la molécula.
� Estructura secundaria: todo αααα (78%).
MIOGLOBINA
�LOCALIZACIÓN
� Estructura secundaria: todo αααα (78%).
� Curvaturas: Pro, Ser, Thr, Asn.
� Muy compacta.
� FUNCIÓN
Adición de urea y mercaptoetanol
Estado nativo,
catalíticamente activo
RIBONUCLEASA
Eliminación de urea y mercaptoetanol
Estado nativo, catalíticamente activo
Estado desplegado inactivo
RIBONUCLEASA
REPLEGADO Y FORMACIÓN DE ENLACES DISULFURO
CONFORMACIÓN NATIVA
PLEGAMIENTO ASISTIDO
Proteínas que facilitan el ensamblaje adecuado de la
estructura proteica.Chaperonas Moleculares:
� Facilitan rutas de plegamiento correctas.� Facilitan rutas de plegamiento correctas.
� Favorecen el microentorno para que tenga lugar el
empaquetamiento.
� Bloquean el plegamiento de determinadas proteínas que deben
permanecer desplegadas para atravesar la membrana.
� Ayudan al empaquetamiento cuaternario de proteínas
oligoméricas.
HEMOGLOBINA� GLOBINA: 4 Cadenas polipeptídicas. 2 αααα (141 Aac.) Y 2ββββ (146
AAc) de 146 AAc.
� GRUPO HEMO: 4 grupos protéticos hemo (Fe++).
� ESTRUCTURA:
� LOCALIZACIÓN� FUNCIÓN.
Estado T Estado R
ESTRUCTURA CUATERNARIAENLACES ESTABILIZADORES
• Puentes de Hidrógeno.
•Interacciones de Van Der Waals.
• Enlaces disulfuro.
• Enlace peptídico.
• Puentes de Hidrógeno.
• Interacciones Electrostáticas.
El hierro posee 6sitios de unión:Cuatro estánocupados por losocupados por losnitrógenos delgrupo hemo; elquinto lugar loocupa unnitrógeno de lahistidina
proximal y en elsexto lugar seune el oxígeno.
His E7
His F8
O2
HEMOGLOBINA
HEMOGLOBINA (Transporte de Gases)HEMOGLOBINA (Transporte de Gases)
Curva de Disociación O2-Hb
pH=7,4
2,3 BISFOSFOGLICERATO
HEMOGLOBINA (Efectos Alostéricos)
pO2 ↑
pCO2 ↓ pH↑
[BPG] ↓
pO2 ↓
pCO2 ↑ pH ↓
[BPG] ↑
4 O2 + HbT*BPG HbT*(O2)4 + H+ + BPG
Forma T de la desoxihemoglobina
Forma R de la oxihemoglobina
“ Sólo aquel que tiene la mente Positiva es el que permanece inmune a la enfermedad”
Thomas Hamblin
Muchas Gracias!!!!