REACCIONES QU£†MICAS DE AMINO£¾ 6. Interacciones entre...

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  • REACCIONES QUÍMICAS

    DE

    AMINOÁCIDOS

  • REACCIONES DE IDENTIFICACIÓN

    Reacciones que identifican los grupos N-terminal de péptidos y proteínas

    Reacción con ninhidrina

    O

    O

    N

    2 +

    CO2 3H2O

    O

    O

    OH

    OH

    R CH

    NH2

    COOH

    + + +R COH

    Calentamiento → Complejo color azul ó violeta (λ=570 nm)

    Prolina → Color amarillo (λ=440 nm)

  • Reacción con Compuestos Carbonílicos Reacción con Ninhidrina (con Fenilalanina) ......1

    O

    O

    OH

    OH

    NH2 C COOH

    H

    CH2

    +

    O

    O

    OH

    N

    H

    C COOH

    H

    CH2

    H2OH2O

    O

    O

    O

    N C H

    CH2

    OO H

    CO2

    O

    OH

    N C

    H

    CH2

    OH

    Base de Schiff

  • O

    O

    N C

    H

    CH2

    H

    H

    O H

    CH2

    CH O

    O

    O

    NH2

    O

    O

    OH

    OH

    O

    O

    NH2

    H2O

    O

    O

    N

    O

    O

    H

    OH

    H2O

    O

    O

    N

    O

    O

    Reacción con Ninhidrina (con Fenilalanina) ......2

  • MODIFICACIONES DE PROTEÍNAS DURANTE EL PROCESADO Y

    ALMACENAMIENTO

    (ALTERACIONES EN EL VALOR NUTRITIVO Y EFECTOS TÓXICOS)

    1. Desnaturalización por tratamientos térmicos intensidad moderada.

    2. Pérdidas de aminoácidos durante fraccionamiento proteico*.

    3. Destrucción de aminoácidos*.

    4. Degradación alcalina.

    5. Interacciones proteína-proteína. 5.1 Tratamientos a pH alcalino 5.2 Formación de isopéptidos

  • 6. Interacciones entre proteínas y agentes oxidantes.

    7. Interacciones entre proteínas con compuestos carbonilo, carbohidratos y aldehídos.

    8. Reacciones con Productos de la oxidación de lípidos.

    9. Radiólisis.

    10. Interacciones de proteínas con otros constituyentes de los alimentos, con contaminantes y aditivos*.

  • 1.Desnaturalización por tratamientos térmicos

    de intensidad moderada

    Las proteínas son modificadas por:

    Procesos: •Autoclave, •Extrusión, •Esterilización, •Horneado, •Tratamiento culinario.

    Efectos: • Desnaturalización de los factores antinutritivos de naturaleza

    protéica y de toxinas.

  • Toxinas ó factores antinutritivos de naturaleza proteica termolábiles

    a) Toxina botulínica (Inactivada fácilmente a 100ºC)

    b) Inhibidores de tripsina. • Presentes en leguminosas (soja, cacahuates, habas) • Producen pérdida de tioaminoácidos.

    c) Inhibidores de quimotripsina

    d) Fitohemaglutininas (lectinas) • Presentes en leguminosas • Son proteínas termolábiles • Disminución de valor nutritivo de

    proteínas nativas • Dificultad en absorción de aminoácidos • Aglutinan eritrocitos

  • 4. Degradación Alcalina

    - Tratamientos usados en la industria de alimentos

    • Pelado de frutas y verduras

    • Solubilización y texturización de proteínas

    • Manufactura de caseinato

    • Gelatina

    • Envolturas de embutidos

    • Tortillas de maíz

    Cambios Químicos:

    • Hidrólisis

    • β-Eliminación

    • Racemización de aminoácidos

  • Aminoácidos

    1) Alifáticos (no polares)

    CH3 CHAlanina

    COOH

    NH3

    CHValina * H3C

    H3C

    CH

    Leucina H3C

    H3C CH2

    * CH2H3CIsoleucina CH CH3

    *

    CH2Fenilalanina * Triptofano NH

    CH2* Metionina CH2CH2SH3C*

    * Aminoácidos esenciales

    NH2

    Prolina

  • 2) Alifáticos Polares (con carga)

    CH2CH2CH2NHCH2N

    NH2

    Lisina Arginina

    Histidina

    CH2CH2CH2CH2H3N

    HN

    NH

    CH2

    CH

    * *

    *

    Ac. Aspártico Ac. GlutámicoOrnitina

    H3N CH2 CH2 CH2 C CH2 CH2C CH2

    O

    O

    O

    O

  • 3) Alifáticos Polares (sin carga)

    CH CH2HO CH

    CH3

    HO

    CH2HS CH2HO

    Glicina Serina Treonina

    Cisteína Tirosina

    H

    C

    Asparagina Glutamina

    CH2 C CH2 CH2

    H2N

    O

    H2N

    O

  • Hidrólisis en condiciones alcalinas

    del

    enlace Peptídico

  • Hidrólisis .......1

    R C NH R' OH R C NH R'

    OH

    H2O R C OH

    R' NH2

    +

    R C O

    Amida

    OH

    OO O O

    Residuo carbonilo-terminal

    H3N C C N

    H

    C

    R1

    O

    N

    R2

    HH

    C

    H

    C N

    R3

    H

    C

    H

    C N

    R4

    H

    C

    H

    C

    R5

    H

    C

    OH

    OO O O

    O

    Residuo amino-terminal

  • H3N CH C NH CH

    R1

    O

    NH

    R2

    C

    O

    CH NH

    R3

    C

    O

    CH NH

    R4

    C

    O

    CH

    R5

    COO

    OH

    H3N CH C NH CH

    R1

    O

    H2N

    R2

    C CH NH

    R3

    C

    O

    CH NH

    R4

    C

    O

    CH

    R5

    COO

    OH

    +

    OH

    O

    O

    Hidrólisis .......2

  • Hidrólisis en condiciones alcalinas

    de

    Arginina

  • CH (CH2)3 NH NH2

    CO

    C

    NH

    P

    NH

    OH, H2O CH (CH2)3 NH NH2

    CO

    C

    NH NH2

    OH ARGININA

    P

    PP

    CH (CH2)3 NH NH2

    CO

    C

    NH NH2

    O

    H2O OH

    CH (CH2)3 NH NH2

    CO

    C

    NH

    +

    NH3

    CITRULINA

    P

    P

    P

    P

    O

    H2O

    OH

    CH (CH2)3 NH2

    CO

    NH

    ORNITINA

    + C

    NH2

    NH2

    UREA

    P

    P

    O

    Hidrólisis de Arginina

    (formación de

    Citrulina y Ornitina)OH

    H2O

  • Formación de

    DHA

    (Dehidroalanina)

  • β-Eliminación

    @ Racemización de aminoácidos

    y Formación de DHA

    NH C

    CH2

    C

    O

    R

    OH

    NH C

    CH2

    C

    P

    NH C

    CH2

    C

    R

    NH C C

    DEHIDROALANINA

    + R

    H

    NH C

    CH2

    C

    R

    H

    L/D AMINOÁCIDOS

    Carbanión

    P

    P P

    P P P P

    P P

    CH2

    H

    R

    O

    O O

    O

  • C

    H

    CHN

    CH2

    R

    O

    OH

    C CHN

    CH2

    R

    O

    H

    C CNH

    H O

    CH2

    R

    C CHN

    CH2

    R

    O

    C CHN

    CH2 O

    Residuo D-aminoácido

    Residuo L- aminoácido

    Dehidroalanina

    Carbanión

    +

    L-aminoácido

    Isomerización de aminoácidos

  • Isomerizaciones - Temperaturas superiores a 200°C y pH alcalino

    -Isomerizaciones de aminoácidos por β-eliminación. - Formación de isómeros “D” ó “L”

    - D-aminoácidos carecen de valor nutritivo

    - Disminuyen digestibilidad y algunos ejercen actividad tóxica

    C

    R

    NH2 H

    COOH

    OH C

    R

    NH2 COOH

    H

    H C

    R

    NH2 COOH

    H + C

    R

    NH2 H

    COOH

    D-aminoácido L-aminoácido

    1 2

    1 2

  • CH

    C

    CH3H3C

    H2N COOH

    H

    CH

    C

    CH3H3C

    H2N COOH

    CH

    C

    CH3H3C

    H COOH

    CH

    C

    CH3H3C

    H2N COOH

    NH2 H

    H

    +H

    1 2

    1 2

    D-valina L-valina Valina

    OH

    CH

    C H2N

    COOH

    H

    CH2

    CH3

    H3C CH

    C H2N

    CH2

    CH3

    H3C CH

    C H

    COOH

    CH2

    CH3

    H3C CH

    C H2N

    COOH

    CH2

    CH3

    H3C

    COOH NH2 H

    OH H +

    H

    1 2

    D-Isoleucina L-IsoleucinaIsoleucina H

    Isomerización de aminoácidos......1

  • Aminoácidos que forman

    Dehidroalanina

  • C

    H

    CHN

    CH2

    R

    O

    OH

    C CHN

    CH2

    R

    O

    H

    C CNH

    H O

    CH2

    R

    C CHN

    CH2

    R

    O

    C CHN

    CH2 O

    Residuo D-aminoácido

    Residuo L- aminoácido

    Dehidroalanina

    Carbanión

    +

    L-aminoácido

    Formación de Dehidroalanina

  • Formación de Dehidroalanina con:

    a) Serina

    H2N C COOH

    CH2

    OH

    H

    OH H2N C COOH

    CH2

    OH

    + H2O

    1

    H2N C COOH

    CH2

    OH

    H H2N C COOH

    CH2

    OH

    H

    D-Serina

    H2N C COOH

    C