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  • Estructura secundariade las protenas

  • Niveles de estructuracin en lasprotenas

  • Se refiere a cualquier segmento de una cadena polipeptdica ydescribe el arreglo espacial local de los tomos de la cadenaprincipal sin tomar en cuenta la conformacin de su cadenalateral o su interrelacin con otros segmentos.

    Hlices Conformaciones Giros

    Los puentes de hidrgeno son laprincipal fuerza estabilizadora deesta estructura.

    ESTRUCTURA SECUNDARIA

  • HliceaLa cadena se enrolla en espiral sobre s misma. Esta estructura se mantienegracias a los enlaces de hidrgeno intracatenarios formados entre el grupo NH de un enlace peptdico (n) y el grupo C=O del cuarto aminocido quele sigue (n+4).

  • Tendencia de los aminocidos a formar hlices a

    A mayor DDG0 (relativo a la alanina) es menos propenso aformar hlicesa

  • Factores que desestabilizan las hlices a

    Los aminocidos disruptores de la hlice desestabilizan la estructura helicoidal, como laprolina cuyo N de su enlace peptdico no tieneningn H para formar un puente de hidrgeno.

  • Restricciones en la hlice-

    Presencia de Pro y/o Gli: Pro: El tomo de N, es parte de un anillo rgido, lo

    que no permite la rotacin del C-N; adems deque el mismo N no tiene H para participar en lospuentes de H con otros residuos.

    Gli: Tiene mayor flexibilidad conformacional queotros residuos. Los polmeros de Gli tienden aformar estructuras enroscadas muy diferentes a lahlice-.

  • Conformacionesb

    Hojas plisadas b:el esqueleto de la cadena polipeptdica seextiende en forma de zig-zag.Las cadenas de los polipptidos adyacentes pueden serparalelas o antiparalelas.

  • GirosbGiros b:Muy abundantes en las protenas globulares, las cualestienen una estructura plegada de forma compacta.

    Los giros b conectan las terminaciones de dos segmentosadyacentes de una lminabantiparalela.

    La estructura es un giro de 180o que involucra cuatro residuosde aminocidos.

    Los aminocidos Gli y Pro, son los que frecuentemente formanlos giros b, debido a su tamao pequeo (Gli) y a suflexibilidad (Pro).

  • Girosb

  • Ejercicio 1. Estructura alfa-hlice

    Cul de los siguientes pptidos es msprobable que adopte una estructura de alfa-hlice? Por qu? L K A E N D E A A R A M S E A. Leu-Lis-Ala-Glu-Ans-Asp-Glu-Ala-Ala-Arg-Ala-Met-Ser-Glu-Ala

    C R A G G F P W D Q P G T S N. Cis-Arg-Ala-Gli-Gli-Phe-Pro-Trp-Asp-Gln-Pro-Gli-Thr-Ser-Asn

  • Ejercicio 2. Secuencia de aminocidos (estructuraprimaria) de una protena Nuestra creciente comprensin de los pliegues de las protenas

    permite a los investigadores realizar predicciones sobre laestructura de las protenas tomando en cuenta los datos de suestructura primaria (secuencia de aminocidos).

    a) En que residuos de estas secuencia de aminocidos puedenpresentarse los giros ?

    b) Qu residuos podran participar en la formacin de los enlacesdisulfuro intracadena?

  • Son molculas muy alargadas.

    Las estructuras secundarias son los motivospredominantes.

    Sus funciones son fundamentalmente estructurales omotrices.

    Son resistentes e insolubles.

    Ejemplos: colgeno, queratina, fibrona de la seda

    Protenas fibrosas

  • a-keratina

    Est formada por dos cadenas de hlice- quevan girando a la derecha, orientadas enparalelo y envueltas entre ellas mismas,formando una espiral superenrollada lo que leconfiere una mayor fuerza.

    La estructura superenrollada gira hacia la izq. La -keratina est enriquecida en residuos de

    Ala, Val, Ile, Met, Phe.

  • Protenas fibrosasSus cadenas polipeptdicas estn organizadas en hebras olminas largas. Ej. -queratina, colgeno.

  • El colgeno como protena fibrosaSe encuentra en tejido conectivo (tendones, cartlago, matriz orgnica de loshuesos y crnea).

    Red fibrosa de tropocolgeno (unidad estructural).Formada por tres cadenas que se unen entre s por puentes de hidrgeno.

    Abundante en glicina e hidroxiprolina (Gli-X-Y). X=Pro, Y=4OHPro).

    Forma una hlice triple que solo se rompe en los extremos.

    El colgeno es un componenteabundante en piel, tendones, sistemavascular y otros materiales dedesecho, de donde se puede obtenerla gelatina comercial, que es unproducto de degradacin parcial delcolgeno, extrada por calentamientotras un tratamiento en medio cido oalcalino.

  • Colgeno

    Su PM es 300,000 y tiene forma de varilla, de3,000 de largo y 15 de ancho.

    Su estructura secundaria gira a la izquierda(left-handed).

    Cuenta con tres cadenas- superenrolladasentre ellas mismas que cuentan con aprox.1,000 residuos de a.a (cadenas- hlices-).

    Su estructura superenrollada va girando haciala derecha.

  • Colgeno

    El contenido usual de aminocidos en elcolgeno es una tripptido que se repite: Gli-X-Y, donde X es frecuentemente Pro y Y 4-OH-Pro

    Y su contenido es comnmente: 35% Gli, 11%Ala, 21% Pro y 4-OHPro.

  • Colgeno

    Las fibrillas de colgeno estn formadas demolculas de colgeno alineadas yentrecruzadas, lo que le permite formarestras cruzadas y que a su vez le confiere granfuerza.

  • Ejercicio 3. Accin patgena de la bacteriaque causa gangrena gaseosa. La bacteria anaerobia Clostridium perfringens es altamente

    patgena y es responsable de gangrena gaseosa, unacondicin en la cual la estructura del tejido animal sedestruye. Esta bacteria secreta una enzima que cataliza lahidrlisis del enlace peptdico indicado en rojo

    en donde X y Y son cualquiera de los 20 aminocidos.Cmo contribuye la secrecin de esta enzima a lainvasividad de esta bacteria al tejido humano? Por questa enzima no afecta a la bacteria?

  • Estructura terciaria de las protenasEstructura terciaria: Es el arreglo tridimensionalde todos los tomos de una protena. Losaminocidos polares se sitan en el exterior ylos apolares se internalizan.

    La estabilizan:Puentes de HPuentes disulfuroInteracciones de Van der WaalsEfecto hidrofbico

    Estructura terciaria de la mioglobina

  • Protenas globularesLas cadenas polipeptdicas se pliegan de forma esfricao globular. Mioglobina

  • Caracterssticas de las protenasglobularesForma mas o menos esfrica.

    Ricas en estructuras secundarias.

    Mltiples funciones.

    Son solubles, flexibles y dinmicas.

    Ejemplo: hemoglobina, anticuerpos, enzimas

  • La funcionalidad de las protenas globulares dependede sus propiedades dinmicas

    FlexibilidadNo son estructuras rgidas.

    Su flexibilidad depende de un gran nmero de interacciones dbiles.

    Cambios conformacionalesSon pequeas variaciones de su estructura terciaria.

    Sirven para regular su actividad.

    InteraccionesUnin reversible de ligandos.

    Interacciones reversibles protena-protena.

    Se llevan a cabo mediante enlaces dbiles.

  • Ejemplos de protenas globulares:mioglobina y hemoglobina

    MioglobinaHemoprotena monomrica.

    Funcin: Almacenamiento de O2 en el msculo.

    HemoglobinaHemoprotena tetramrica: cada cadena es muy

    similar a la mioglobina.

    Funcin: transporte de oxgeno y CO2 entre lospulmones y los tejidos.

  • Estructura cuaternaria de las protenas

    Estructura cuaternaria: Es la disposicin espacial de las distintascadenas polipeptdicas de una protena multimrica.

    Protenas oligomricas: se componen de ms de una cadenapolipeptdica, ejemplo, la hemoglobina.

    Protenas monomricas: compuestas de una sola cadenapolipeptdica, ejemplo, la mioglobina.

    Estructura de lahemoglobina

  • Estructura cuaternaria de las protenas

    Los monmeros se asocian entre s mediante interacciones nocovalentes:Puentes de hidrgenoInteracciones hidrofbicas

    Tambin pueden existir interacciones covalentes entre lasdiferentes cadenas polipeptdicas: Puentes disulfuro.

    Son homodmeros cuando los monmeros que constituyen a lasprotenas son iguales.

    Son heterodmeros cuando los monmeros son diferentes.

  • Dimensiones aproximadas de la albmina srica bovina (PM 64,500 y 585residuos de aa) en una sola cadena polpptidica si todos los residuos

    adoptaran las siguientes conformaciones.

  • Plegamiento ydesnaturalizacin de las

    protenas

  • El plegamiento de una protena es el proceso por el que unaprotena alcanza su estructura tridimensional. Su funcinbiolgica depende de su correcto plegamiento

    Estructura primaria Estructura terciaria

  • El plegamiento de una protena es la transicinreversible entre dos estados: El estado N (nativo) y D(desnaturalizado).

    El estado nativo es la forma funcional de una protena

    El estado desnaturalizado se define como el resultantedel deterioro cooperativo y generalizado de laestructura nativa, sin cambios en los enlaces covalentes(a excepcin de los puentes disulfuro).

    Estado nativoEstado desnaturalizado

  • Durante la desnaturalizacin tiene lugar la solvatacingeneralizada de la mayor parte de la molcula,mientras que durante el plegamiento, algunasinteracciones disolvente-protena son reemplazadaspor interacciones intramoleculares.

    Durante el plegamiento hay una disminucin en laentropa configuracional (S) (medida del desorden) dela cadena polipeptdica.

    Sconfiguracional nativa < Sconfiguracional desnaturalizada

    DSconfiguracional < 0

  • En condiciones fisiolgicas, el plegamiento es unareaccin espontnea.

    Gnativa< Gdesnaturalizada

    DG < 0

  • Una protena pequea como la RNAsa A,que tiene 124 residuos de aminocidostiene 1050 conformaciones posibles. Si lamolcula pudiese probar unaconfiguracin cada 10-13 segundos, serannecesarios 1030 aos para probarlas todas.Sin embargo, se ha comprobado in vi