Tema 3. Proteïnes (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 1º curso
Asignatura Estructura i funció de biomolècules
Año del apunte 2014
Páginas 6
Fecha de subida 20/12/2014
Descargas 48
Subido por

Descripción

Apuntes realizados con las anotaciones del docente, el soporte visto en clase y bibliografía.

Vista previa del texto

EFG (Bioquímica) Tania Mesa González 1º CURS BIOLOGIA UAB TEMA 3: PROTEÏNES; estructura primaria i funcions biològiques.
 Proteïnes: molècules que actuen com a principals agents de les funcions biològiques. Poden ser:  Catalitzadors (DNA polimerassa)  Transportadores (Hemoglobina)  Part estructural (col·lagen, queratina)  Moviment, locomotores ( miosina, actina)  Reguladores (insulina) - Les proteïnes són heteropolímers d’α-aminoàcids.
- Tot i tenir totes els mateixos 20 tipus d’aminoàcids, són individualitzables segons la seva estructura i proporció dels tipus d’aminoàcids.
- Els aminoàcids tenen propietats que són molt adequats per dur a terme una varietat de les funcions biològiques:  Capacitat per polimeritzar.
 Tenen útils propietats àcid-base.
 Propietats físiques variades  Funcionalitat química Variada Millorada variablitat AMINO-ÀCIDS.
 α-aminoàcids: reben aquest nom a causa de que el grup amino està unit al carboni que està en la posició α respecte al grup (àcid) carboxil.
  Nomenclatura orgànica: començar des d’un extrem.
 Designació bioquímic: començar de α-carboni i baixar pel grup R.
α-aminoàcids en les proteïnes:  El carboni-α té sempre quatre substituents i és tetraèdrica.
 Tots (excepte la glicina) són quirals.
 Tots (excepte prolina) tenen un grup àcid carboxil, un grup aminoàcid bàsic, i un hidrogen alfa connectat a la α-carboni.
 Cada aminoàcid té un substituent únic R.
- Hi ha 20 α-aminoàcids proteïnògens (anomenats AA estàndard); que són aquells necessaris per a la vida, ja que són els que configuren les proteïnes en el moment en que es sintetitzen.
 Tots ells (excepte la glicina) són L-aminoàcids.
 No és el més comú, però a la natura també es troben D-aminoàcids.
- Les proteïnes poden contenir més de 20 aminoàcids. Els addicional Esencials No esencials Isoleucina Alanina Leucina Tirosina Lisina Aspartato Metionina Cisteína Fenilalanina Glutamato  En realitat es considera que hi ha 22 proteïnògens, tot i que els dos Treonina Glutamina últims que queden exclosos en la majoria de les llista no són estàn- Triptófano Glicina Valina Prolina Histidina Serina Arginina (nosempre) Asparagina provenen de modificacions post traduccionals ja que un cop les cèl·lules han madurat alguns aminoàcids sota acció enzimàtica es modifiquen.
- Les cèl·lules vives poden contenir fins a centenars d'aminoàcids, alguns dels quals no són constituents de les proteïnes.
dards.
 Aminoàcids essencial: són vuit (en els humans) dels 20 aminoàcids proteïnògens, que el nostre cos no es capaç de sintetitzar per si mateix, i que llavors els hem d’ingerir directament de l’aliment.
 Classificació dels amino-àcids: es reparteixen en cinc grups principals depenent dels seus radicals (R).
- Hem de tenir en compte que sempre tenen el grup amino i carboxils, i que per tant com a hidrocarburs no són solubles en aigua ni són reactius  Es troben dins de la proteïna.
 Segons la seva estructura es divideixen en: a) Alifàtics: La cadena R és lineal i oberta.
b) Aromàtics: La cadena R és cíclica i tancada. Normalment està relacionat amb el benzè.
c) Heterocícliques: cadena cíclica, tancada, complexa amb presencia d’àtoms diferents al C.
 Segons la seva polaritat i càrrega: a) Apolars: Conté grups hidròfobs que interaccionen amb altres grups hidròfobs mitjançant forces de Van der Waals.
b) Polars: Amb grups polars capaços de crear ponts d’Hidrogen amb altres grups polars.
c) Neutres: nº -COOH = nº -NH2 d) Àcids: nº -COOH > nº -NH2 e) Bàsics: nº -COOH < nº -NH2 1. No-polars; alifàtics (7): No són reactius, per tant es troben a l’interior. Hidròfobs.
Glicina Gly G  únic no quiral.
Alanina Ala A Prolina Pro P  la seva cadena lateral forma un cicle = + rígida.
Valina Val V Leucina Leu L Isoleucina Ille I Metionina Met M  Conté sofre.
12 EFG (Bioquímica) Tania Mesa González 1º CURS BIOLOGIA UAB 2. Polars; aromàtics (3): + reactius i no es troben tant a l’interior. Hidròfobs.
Penicil·lina Phe F Tenen un espectre d’absorció (UV) fàcilment manipulable Tirosina Tyr Y fent així que siguin fàcils de calcular respecte la Triptòfan Trp W quantitat.
3. Polars neutres; (5): Sobretot hidrofílics, poden ser reactiu, depenent de la seva ubicació.
Serina Ser S Treonina Thr T Asparagina Asn N Glutamina Gln Cisteïna Cys C  única que té el sofre en el grup extrem lateral. Genera ràpidament Q una reacció interna i s’uneixen entre si pels sofres perdent 2H+, llavors perdria la seva polaritat.
4. Polars carregats (+) (3): Tenen la càrrega positiva en un pH neutre.
Lisina Lys K Tendeixen a estar fora i la seva càrrega Arginina Arg R pot ser neutralitzada si es localitzen Histidina His H en el centre de la proteïna.
5. Polars carregats (-) (2): Tenen la càrrega negativa en un pH neutre.
Aspartat Asp D Tendeixen a estar fora i la seva càrrega pot ser neutralitzada Glutamat Glu E si es localitzen en el centre de la proteïna.
 Els aminoàcids es poden comportar per si mateixos com a tampons.
 Quant aquests s’uneixen ja no es poden hidrolitzar més, però en les proteïnes algunes cadenes R que són ionitzables per la presencia d’algun grup (O).
 Aminoàcids no estàndard: Són poc comuns de trobar en les proteïnes.
- No són incorporats pels ribosomes.
- S’originen per les modificacions posteriors a la traducció de proteïnes.
- La fosforilació o desfoforilació són processos reversibles importants en la regulació i la senyalització.
 Hi ha altres aminoàcids en la natura que no són estàndards i tampoc es troben incorporats en les proteïnes.  Ornitina / Citrul·lina  Estèreo isomeria en aminoàcids: Els estàndards acostumen a ser de la serie L (S). Tot i que també seria possible trobar-los en la forma D, depenent de la orientació del protó.
 Ionització dels aminoàcids: - A pH àcid, el grup carboxil és protonitzat i l'aminoàcid està en la forma catiònica.
- A pH neutre, el grup carboxil es desprotona però el grup amino es protona. La càrrega neta és zero; tals ions s'anomenen zwitteriones.
- A pH bàsic, el grup amino és neutral-NH2 i l'aminoàcid està en la forma aniònica.
 Per desprotonar el grup amino cal un pk=10, però en estat neutre és de pk=10, per tant primer ex desprotona el grup carboxil.
 Passem de càrrega (+) a càrrega (- però hi ha un punt mig on la càrrega és 0, és en aquell punt un pk=pI.
 Els aminoàcids tenen corbes de valoració característics.
 PI: punt isoelèctric o pH isoelèctric  pH al qual la càrrega elèctrica neta és 0.
 Aquí Pi = (pK1 + PK2) / 2  Els aminoàcids poden actuar com a amortidors en, almenys, dos règims de pH.
 Aminoàcids amb un grup R ionitzable:  Entre mig d’un extrem i el que ve a continuació sempre hi ha un punt amb càrrega 0, que és la mitjana aritmètica entre els extrems. Aquests succés sempre es donarà sempre i quan quedi una R ionitzable.
14 PÈPTIDS I ENLLAÇ PEPTÍDIC.
 Dipèptid + H2O = 2 peptids  Unió de pèptids  CONDENSACIÓ  unió de dos pèptids cap amunt  pèrdua d’una molècula d’aigua per cada enllaç.
 L’enllaç queda format així: CO-NH.
 L'enllaç peptídic té un caràcter de doble enllaç parcial  és plana.
 Això determina el plegament de les proteïnes d'una manera fonamental, ja que no pot rotar lliurement. (no en forma de collaret).
 L’estructura proteica es coneix pels angles (ψ,φ) que són plans díedres.
 Els oligopèptids: uns pocs aminoàcids units formant una cadena covalent.
- Poden ser: di-tri-tetra-... EXEMPLE: aquest és un pentapèptid (Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu o SGYAL) - Nom començant amb el residu amino-terminal que per convenció es col·loca a la banda esquerra.
 - L'aminoàcid en un pèptid s'anomena un residu Funcions dels pèptids: a) Hormones i feromones: c) Antibiòtics:  insulina (la ingesta de sucre)  polimixina B (per bacteris Gram -)  oxitocina (part - dilatació cervival)  bacitracina (per bacteris Gram +) b) Els neuropèptids:  d) Protecció, per exemple, toxines: substància P (mediador del dolor)  amanitina (bolets)  clorotoxina (escorpins) PROTEÏNES:  Proteïnes: són polipèptids, per tant estan formades α-aminoàcids units covalentment, i a més a més també poden contenir:  els cofactors  grups prostètics  coenzims  altres modificacions  Les proteïnes simples: aquelles que només estan formades per aminoàcids.
 Les proteïnes conjugades: que contenen grups prostètics  Aproprotein: sense el cofactor  Holoproteına: amb el cofactor  Hi ha proteïnes de mides molt diverses.
15  La seva composició és molt variable  També existeixen algunes que tenen subunitat adherides.
 Vist tots aquests aspectes podem veure que no hi ha ben be una definició concreta per a descriure que és una proteïna, i bàsicament les diferenciem per la quantitat, qualitat i ordre dels aminoàcids i els altres afegits que posseeixen.
 Mètodes de reconeixement dels aminoàcids: és fa mitjançant la seqüenciació de proteïnes per degradació Edman.
- L'anàlisi d'aminoàcids  L’Àcid hidrolitza els enllaços peptídics.
 Es dona la derivatització d'aminoàcids lliures  Es realitza la cromatografia dels productes, i es duu a terme la detecció i la quantificació.
- La derivatització post-columna també es pot fer - Però la tècnica no és perfecte, ja que la màquina no té un rendiment del 100% i les proteïnes són molt llargues. Per això els mètodes per trencar el polipèptid en trossos més petits són necessàries per a la seqüenciació.
- Els pèptids els podem trencar mitjançant la hidròlisi o be amb enzims com la proteasa, no obstant després de tenir l’esquema de seqüenciació del tros de proteïna no sabem en quin ordre han quedat tallats, i per tant de quin fragment pertanyen aquests aminoàcids.
- Per aquest motiu agafem una proteïna idèntica i la tranquem amb una proteasa B, que farà els talls per un altre lloc.
- Després comparem els segments d’una i una altre per veure on coincideixen i poder montar-la. És com fer un puzle on cal veure on coincideixen les coses.
 S’ha comprovat que les proteïnes amb funció similar acostumen a ser força igual respecte la seva seqüència.
 Les seqüències proteiques també ens han ajudat molt a entendre la filogènia evolutiva.
16 ...