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AMINOACIDOS

Aminoácidos:

Moléculas orgánicas sencillas, que

representan la unidad estructural de las

proteínas.

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FORMULA GENERAL

átomo carbono α

grupo amino grupo carboxilo

cadena lateral

NH2 COOH

R

H

C

20 aa ≠

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CLASIFICACION (Según polaridad a pH 6~7)

AA

NO POLARES

POLARES

ALIFATICOS

AROMATICOS

SIN CARGA

CON CARGA

BASICOS

ACIDOS

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3

AA no polares, con grupo R alifático

*

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AA no polares, con grupo R aromático

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AA polares, con grupo R sin carga

AA no polares, con grupo R aromático

Glicina?

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AA polares, con grupo R con carga positiva

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AA polares, con grupo R con carga negativa

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AMINOACIDOS NO PRESENTES EN PROTEINAS

Ácido γ AminobutíricoGABA

(Neurotransmisor) Ornitina Citrulina

(Intermediarios del C. de la Urea)

Tiroxina

(Hormona tiroidea)Cátedra de Bioquímica - FOUBA

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DERIVADOS DE AMINOACIDOS

Adrenalina (Mediador celular)

Histamina (Mediador respuesta inmune)

Serotonina (Neurotransmisos)

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ACTIVIDAD OPTICA

Excepción

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ISOMEROS OPTICOS El átomo de carbono es asimétrico, lo

cual permite la formación de dos isómeros

de imágenes especulares: D y L

Solamente los isómeros L son constituyentes de las

proteínas

L-alanina D-alanina

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PROPIEDADES ACIDO-BASE

Carácter anfótero

Presentan en la misma

molécula grupos

ácidos y básicos

Puede ceder protones,

comportándose como ácido

COOH COO- + H+

Puede captar H+ ,

comportándose como

base NH2 + H+ NH3

+

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Iones dipolares En disolución, a pH

neutro:

Iones dipolares

disociado

protonado

Estado de ionización

depende del pH del medio

ZWITTERION

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En sc ácida fuerte.... Ión dipolar En sc alcalina

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Punto isoeléctrico (PI)

Valor de pH (característico

de cada aminoácido) en el

cual la disociación de cargas

positivas y negativas se

iguala

Carga neta = 0

Cálculo del PI pk1 + pk2

2 PI =

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ejemplo, para alanina (R = CH3)

pKa1 es 2.34 (grupo-COOH)

pKa2 es 9.69(grupo NH3+)

Su pI es de 6.02 y se calcula por el promedio de los pKa's.

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Titulación ácido-base de un aminoácido

Curva de TITULACION

PI = pH = 6,02

COO-

| C |

R

-H NH3

+- pk2

pk2

La siguiente figura ilustra la curva de titulación de alanina:

buffer

buffer

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ELECTROFORESIS

Técnica que se utiliza

para separar e

identificar aminoácidos

y proteínas

Se basa en la propiedad

que tienen las moléculas

de adquirir diferente

carga eléctrica según el

pH del medio en el cual

se encuentran disueltas

Movilidad depende de:

-PM

-q eléctrica Cátedra de Bioquímica - FOUBA

1. Se realiza sobre un soporte

sólido o semisólido, para mini-

mizar efectos de difusión

Muestra

+ -

2. Se somete el conjunto a

un campo eléctrico constante,

a un pH fijo; las proteínas migran

conforme a su carga eléctrica

3. Terminada la corrida electro-

forética, las proteínas se tiñen

con un colorante adecuado

(p.e., Azul de Coomassie)

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PROTEINAS

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Clasificación

Por su composición:

Simples (Holoproteínas):

Formadas sólo por aminoácidos. Ej.: albúmina,

insulina, miosina, fibrina, histonas, etc.

Conjugadas (Heteroproteínas):

Formadas por aminoácidos unidos a algún

componente orgánico o inorgánico. Ej.:

hemoglobina, mioglobina, caseína, etc.

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Por su forma:

Fibrosas:

Son de forma alargada como filamentos. Ej.:

colágeno, queratina, elastina, etc.

Globulares:

Son de forma redondeada y compacta. Ej.: enzimas,

globulinas, albúminas, etc.

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ALGUNAS FUNCIONES DE LAS PROTEINAS

● Estructurales

● Transportadoras

● Enzimas

● Hormonas y Neurotransmisores

● Protección

● Reserva de aá

● Contráctiles

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Polímeros cuya unidad básica estructural son los

aminoácidos.

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Compuestas por 20 aa

Sus propiedades físicas y químicas

dependen del plegamiento de la cadena

de aa en el espacio

Información precisa para estructura proteica en

3D

Secuencia de aa

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ENLACE PEPTÍDICO Aminoácido Aminoácido

Cadena Polipeptídica

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El enlace peptídico tiene carácter de doble enlace y

una rotación restringida

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El enlace peptídico tiene una geometría plana

sólo existe libre rotación

en torno al C Cátedra de Bioquímica - FOUBA

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ESTRUCTURA DE LAS PROTEINAS

estructura estructura estructura estructura

primaria secundaria terciaria cuaternaria

secuencia -hélice plegamiento ensamblaje de

aminoácidos tridimensional de subunidades

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Tipo, Número y

Orden de aá

ESTRUCTURA PRIMARIA: corresponde a la secuencia de aminoácidos de una

proteína, y es mantenida por los enlaces peptídicos

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ESTRUCTURA PRIMARIA

-N° de aa

-Identidad del aa, tipo

-Secuencia, posición Cátedra de Bioquímica - FOUBA

La restricción en las rotaciones del enlace peptídico favorece

algunas conformaciones de la cadena polipeptídica

ESTRUCTURAS SECUNDARIAS

ɑ-hélice lámina plegada

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ESTRUCTURA SECUNDARIA

-hélice

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La -hélice se estabiliza a través de puentes de

Hidrógeno entre un grupo C=O del enlace peptídico

y un grupo N-H situado 4 lugares más adelante

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● Hélice de 3,6 aa por vuelta, con

los grupos R al exterior.

● Estabilizada por puentes de H

entre C=O de una vuelta y N-H de la

superior.

● Los puentes de H son paralelos al

eje central de la hélice.

● Pro interrumpe. Gly aa con grupos

grandes o cargados desestabilizan.

● Es la estructura principal en

proteínas fibrosas como la ɑ-

queratina.

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La presencia de prolina interrumpe la ɑ-hélice

Su C no puede rotar libremente

C GRUPO CARBOXILO

GRUPO AMINO

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Estas formas extendidas se asocian formando láminas

ESTRUCTURA SECUNDARIA

Estructura β: es una forma extendida de la cadena

polipeptídica

N---Cα-----C----N----Cα-----C----N---Cα------C-----N---Cα-----C

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Las láminas β se estabilizan por puentes de H entre los

grupos C=O y N-H de enlaces peptídicos de cadenas

diferentes

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● Los grupos R se alternan

arriba y abajo del plano de la

lámina.

● Los enlaces se dan por

puentes de hidrógeno entre

dos cadenas diferentes.

●Las cadenas pueden ir en el

mismo sentido o en sentido

contrario.

● La estructura es más

estable con aminoácidos con

R pequeños.

● Se presenta en proteínas

fibrosas o dominios de

proteínas globulares en su

núcleo. Cátedra de Bioquímica - FOUBA

Diagrama de una proteína (enzima) cuya estructura

secundaria incluye hoja beta plegadas (azul) y alfa

hélices (roja).

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Corresponde a plegamientos tridimensionales.

La proteína se pliega sobre sí misma.

En su mantenimiento participan los grupos R

de los aminoácidos.

ESTRUCTURA TERCIARIA:

Estabilizada por:

● Atracción/repulsión

electrostática entre R y R

● Puentes de H entre R (no

unión peptidica)

● Puentes disulfuro (S-S)

● Interacciones hidrofóbicas

o apolares/hidrofílicas

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Atracciones

electrostáticas

Atracciones

electrostáticas

Puente de

hidrógeno

van Der Waals

Puente disulfuro

Grupos hidrofílicos

orientados hacia exterior

Fuerzas que mantienen la estructura terciaria de una cadena

polipeptídica. I. Atracciones electrostáticas. II. Puente de

hidrógeno. III. Interacciones de cadenas o grupos no polares (van

Der Waals). IV. Puente disulfuro. V. Grupos hidrofílicos orientados

hacia el exterior (Puentes de hidrógeno con el agua).

Grupos hidrofílicos

orientados hacia

exterior

van Der Waals

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Proteínas globulares:

En un medio acuoso, los AA

apolares (amarillos) se localizan

preferentemente hacia el interior

de la proteína.

ɑ-hélice y lámina ß, y regiones al

azar.

Eje longitudinal

domina sobre los

transversales.

COLAGENO

MIOGLOBINA

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Corresponde a la asociación de cadenas

polipeptídicas o SUBUNIDADES, cada una de

ella con su estructura terciaria.

ESTRUCTURA CUATERNARIA:

● Varias cadenas polipeptídicas unidas.

● Actúan fuerzas electrostáticas y a veces puentes

disulfuro.

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Un cambio de alguna variable del medio (pH, sales,

temperatura, etc.) puede cambiar la conformación

tridimensional y, por tanto, las propiedades de una

proteína.

Desnaturalización

PERDIDA DE LAS

ESTRUCTURAS CUATERNARIA,

TERCIARIA Y SECUNDARIA.

NO SE ALTERA LA ESTRUCTURA

PRIMARIA

Puede ser total o parcial, reversible o irreversible.

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La proteína, para ser funcional ,adopta

una estructura definida, llamada

usualmente su estado nativo.

Desnaturalización: El estado nativo se

puede perder por la acción de la

temperatura, fuerza iónica, detergentes,

agentes oxidantes.

Principio de Anfinsen:

“La estructura tridimensional de una

proteína

está determinada por la secuencia de

aminoácidos”.

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