Elaborado por: Berta Inés Delgado Fajardo

Transcripción

1 MD 1. Generalidades Los aminoácidos son ácidos orgánicos (con grupo carboxílico, -) que tienen un grupo amino ( ) enlazado a la cadena carbonada. unque el grupo amino puede estar en cualquier carbono de la cadena, los aminoácidos que se encuentran en la naturaleza, todos tienen el grupo amino sobre el carbono alfa,. El carbono es el carbono adyacente al carbono del grupo acido. Este -aminoácido se representa por la siguiente fórmula general: arbono 2 Grupo carboxílico adena radical Debido a la presencia del grupo carboxílico y del grupo amino, los aa tienen carácter ácido y básico por lo que son nfóteros. Este carácter determina las propiedades electrolíticas de las proteinas en solución y de éstas dependen sus propiedades biológicas. En estado sólido existen como iones dipolares, debido a la protonación del grupo amino y a la disociación del grupo carboxílico. El p en el cual predomina la concentración del ión dipolar se denomina punto isoelectrico. La forma dipolar se conoce con el nombre de Zwitterión. Grupo amino protonado 3 Grupo amino protonado - Grupo carboxílico disociado + Grupo carboxílico disociado 2 En soluciones muy ácidas (forma catiónica) eutra (ón dipolar) Zwitterión En soluciones básicas (forma aniónica) p 1 p 2 p 3 Punto isoeléctrico Ejemplo de punto isoeléctrico para la lisina: En un valor bajo de p (alta acidez), los dos grupos amino de la lisina se encuentran protonados y se tiene una forma catiónica, si vamos agregando base para disminuir la acidez y aumentar el p hasta 9,8, encontramos la forma neutra del aminoácido, forma Zwitterión. Este valor de p corresponde al punto isoeléctrico para la lisina. l continuar añadiendo base alcanzamos la forma aniónica a un p de 10,5.

2 argas: (+) (+) (+) (-) (+) (+) (-) (-) forma neutra Forma catiónica forma catiónica Zwitterión forma aniónica p: 2,2 9,0 9,8 10,5 El carbono de los aminoácidos es un carbono quiral, excepto en la glicina, por lo que los aminoácidos son óptimamente activos (rotan el plano de luz polarizada en diferente dirección, dependiendo de el estereoisómero que se analice) es decir pueden ser levógiros y dextrógiros, pero los aminoácidos que forman las proteínas son en general levógiros y se designan por la letra L. Ejemplos: L-leucina (L) L-valina (V) 2. LFÓ DE L MÁD e consideran dos grandes grupos de aminoácidos, los aminoácidos proteicos y aminoácidos no proteicos. (Ver cuadro anexo)

3 eutros o alifáticos Elaborado por: Berta nés Delgado Fajardo Gly, la, Val, Leu, le LF DE L MD romáticos Phe, Trp, Tyr M PTE odificables o Universales: Permanecen como tal en las Proteínas. aturaleza y propiedades de la cadena lateral. idroxiaminos Tioaminoacidos minoaminoacidos Dicarboxilicos er, Thr cisteina, metionina Pro, sp, sn, Glu, Gln Dibasicos Lys, rg, is D Modificados o Particulares Polaridad de la cadena lateral idroxilacion arboxilacion dicion de yodo ondensacion polares nionicos ationicos Polares sin carga la (); Val (V); Leu (L); le (); Phe (F); Trp (W); Met (M); Pro (P) sp (D); Glu (E) Lys (K); rg (); is () Gly (G); Tyr (Y); er (); Thr (T); ys (); sn (); Gln (Q) PTE L-ornitina, L-citrulina, reatina, omoserina D-alanina, D-glutamina, D-fenilalanina -alanina, cido--aminobutirico.

4 2.1. L MÁD PTE se dividen en aminoácidos codificables o universales que permanecen como tales en las proteínas y aminoácidos modificados o particulares que son el resultado de diversas modificaciones químicas que ocurren con posterioridad a la síntesis de proteínas minoácidos codificables se clasifican según la naturaleza de la cadena lateral y según la polaridad de esa cadena. De acuerdo con la naturaleza de la cadena lateral los aminoácidos se clasifican en: eutros o lifáticos: En ellos la cadena lateral es un hidrocarburo alifático. on muy poco reactivos, y fuertemente hidrofóbicos (excepto la Gly, cuya cadena lateral es un átomo de hidrógeno). Estos aa hidrofóbicos tienden a ocupar la parte central de las proteínas globulares, de modo que minimizan su interacción con el disolvente, contribuyendo a la estructura global de la proteina (forman las micelas proteicas). La glycina (G) tiene un importante papel estructural: es invariante en las series filogenéticas. 2 Glicina (Gly) (G) 3 lanina (la) () 3 3 Valina (Val) (V) 3 3 Leucina (Leu) (L) 3 3 soleucina (le) () romáticos: La cadena lateral es un grupo aromático, benceno en el caso de la F, fenol en el caso de la Y e indol en el caso del W. Estos aa, además de formar parte de las proteínas son precursores de otras biomoléculas de interés: ormonas tiroideas, pigmentos o neurotransmisores. La absorción de luz UV por parte de las proteinas, se debe a la presencia de los sistemas aromáticos que absorben luz UV alrededor de los 280 nm. Los aminoácidos fenilalanina y triptofano son hidrofóbicos. Fenialanina (Phe) (F) Triptofano (Trp) (W) Tirosina (Tyr) (Y) idroxiáminoacidos: Poseen un grupo hidroxi en su cadena lateral. on la treonina (T) y la serina (). El grupo - de la er es fundamental en el centro activo de las enzimas denominadas proteinazas. Forma enlaces glicosidicos con oligosacaridos en ciertas proteínas. El grupo es susceptible de fosforilación y

5 es una importante modificación post-traduccional que regula la actividad de muchas proteínas. 3 Treonina (Thr) (T) erina (er) () Tioaminoácidos: ontienen azufre. on y M. La cisteína () tiene gran importancia estructural en las proteínas porque puede reaccionar con el grupo de otra para formar un puente disulfuro (---) permitiendo el plegamiento de la proteína. Por este motivo, en algunos hidrolizados proteicos se obtiene el aa cistina, que está formado por dos cisteínas unidas por un puente disulfuro. Tienen un importante papel estructural, especialmente la isteina por la posibilidad de formar los enlaces disulfuro. Participan en el centro activo de muchas enzimas. La metionina es el aminoácido iniciador de la síntesis de proteínas (odon UG) 3 isteina (ys) () Metionina (Met) (M) minoácidos: Tienen el grupo -amino sustituido por la propia cadena lateral formando un anillo pirrolidínico, es el caso de la prolina que tiene un importante papel estructural, es muy abundante en el colágeno. Prolina (Pro) (P) Dicarboxílicos Y us midas: on el ácido aspártico (D) y el ácido glutámico (E) us amidas correspondientes son la asparragina () y la glutamina (Q) on importantes intermediarios en el metabolismo nitrogenado, sobre todo el Glu y Gln. Forman parte del centro activo de las glicosidasas y de las serin-enzimas. Proveen a la proteína de superficies aniónicas que sirven para fijar cationes como el a cido spartico (sp) (D) sparagina (sn) () cido Glutamico (Glu) (E) Glutamina (Gln) (Q)

6 Dibásicos: La cadena lateral de éstos aa contiene grupos básicos. El grupo básico puede ser un grupo amino como en la lisina (K), un grupo guanidino como en la arginina () o un grupo imidazol como en la histidina () La lisina forma intermediaros covalentes del tipo iminas, en las reacciones catalizadas por enzimas. Este aa (lisina) une determinadas coenzimas a la estructura de la proteína. En el caso de la rg es un importante intermediario en el ciclo de la urea. La is forma parte del sitio activo de muchas enzimas, debido al carácter nucleofilico del midasol. ontribuye al tamponamiento de los medios biológicos para tener un pka cercano al p intracelular. 2 Lisina (Lys) (K) rginina (rg) () istidina (is) () De los 20 aa proteicos, la mitad pueden ser sintetizados por el hombre, pero el resto no y por lo tanto deben ser suministrados en la dieta: son los aa esenciales. on esenciales: Val, Leu, le, Phe, Trp, Tyr, Thr, is, Met y Lys. on estructuras necesarias para el funcionamiento del organismo, pero como no tenemos mecanismos para su síntesis, debemos adquirirlos de fuentes externas, por lo que se conocen con el nombre de esenciales. En los recién nacidos el aa is es esencial porque su organismo todavía no ha madurado lo suficiente como para poder sintetizarlo. Los aminoácidos codificables de acuerdo con la polaridad de la cadena lateral se agrupan en: apolares, polares sin carga, catiónicos y aniónicos. Ver tabla 1.

7 Tabla 1. lasificación de los aminoácidos en función de la polaridad de la cadena lateral lase aracterística ombre imbolos Estructura lanina la () 3 P L E on hidrofóbicos Valina Val (V) 3 3 Leucina Leu (L) 3 3 soleucina leu () 3 3 Fenilalanina Phe (F) Triptofano Trp (W) Metionina Met (M) 3 Prolina Pro (P) P L E in carga Glicina Gly (G) 2 Tyrosina Tyr (Y) erina er () Treonina Thr (T) 3 isteina ys () sparagina sn () 2 Glutamina (Glu) (Q) 2

8 T on Lisina (Lys) (K) 2 aa básicos rginina rg () istidina is () on aa cidos cido aspártico sp (D) cido glutámico Glu (E) minoácidos Modificados o Particulares (Modificaciones postraduccionales). Los aminoácidos codificables presentes en las proteínas pueden experimentar transformaciones que dan lugar a los aminoácidos modificados. Las modificaciones más frecuentes son la hidroxilación, la yodación, la carboxilación y la condensación. La hidroxilación: ocurre generalmente en lisina (K) y prolina (P), que se incorporan a la proteína y después son hidroxilados transformándose en hidroxilisina e hidroxiprolina respectivamente: 2 idroxilisina idroxiprolina

9 La iodación: ocurre por adición de yodo, un ejemplo en la tiroglobulina (una proteina de la tiroides) la tirosina (Y) experimenta iodación del anillo aromático. El yodo entra en las posiciones orto respecto al hidroxilo del anillo aromático: Monoiodotirosina diiodotirosina La carboxilación: en el acido glutámico, la carboxilación después de la síntesis del ácido glutámico (E), lo convierte en ácido -carboxiglutámico cido glutámico (E) cido--carboxiglutámico La condensación: ocurre en la cisteina cuando dos moles se condensan por medio de un puente disulfuro y forman la cistina 2 Dos moles de cisteina istina 2.2. MÁD PTE. e encuentran en plantas superiores y son numerosos. Pertenecen a tres grandes grupos. En la tabla 2 se presenta la clasificación completa.

10 Tabla 2. minoácidos no proteicos lase minoacido aracterística Estructura D-alanina D-aminoacidos e encuentran en general en algunos péptidos y en algunos antibióticos. Por ejemplo estan presentes en péptidos opiodes de anfibios y reptiles. cido D- glutamico D-fenilalanina Forman parte del peptido glicano 1 de la pared celular de las bacterias Presente en el peptido gramisidina-, que tiene acción antibiótica 3 L-ornitina L-citrulina on importantes como intermediarios en el metabolismo de la eliminación del nitrógeno L-homocisteina ntermediario metabólico de la metionina. Puede causar daño arterial 2 2 -aminoacidos no proteicos -aminoacidos L-homoserina L-dopa -alanina ntermediario metabólico en forma de lactona que inhibe la fijación de nitrógeno de las pseudomonas ntermediario metabólico de la tirosina y precursor de catecolaminas, hormonas tiroideas ymelanina Forma parte de algunas coenzimas 2 2 El grupo amino sustituye al carbono y no al carbono cido-aminobutírico (GB) Es un importante neurotransmisor 2 1 Peptido glicano: es una capa resistente que forma la pared celular de la bacteria, constituyendose en un soporte estructural y morfológico. Es un tetrapéptido formado por L-ala, D-ala, D-glu y L-lis, junto con -acetilglucosamina y ácido -acetil murámico.

11 3. BTE DE MD (íntesis de trecker) En ésta síntesis se utiliza un aldehido, ácido cianhídrico y amoniaco. El producto final es una mezcla racémica que puede separarse utilizando enzimas quirales, llamadas decilasas, que reaccionan fácilmente con la forma L. El mecanismo de reacción comprende tres etapas: en la primera etapa se adiciona el amoniaco (mecanismo de adición nucleofílica) para formar la hidroxilamina la cual se deshidrata fácilmente para formar la imina: acetaldehido amoniaco hidroxilamina mina gua + adición nucleofílica deshidratación (eliminación) En el segundo paso, la imina que es el análogo nitrogenado del grupo carbonilo, experimenta una nueva reacción de adición nucleofílica con el ácido cianhídrico y forma un aminonitrilo: mina cido cianhídrico minonitrilo Finalmente el aminonitrilo sufre una hidrólisis en presencia de ácido sulfúrico, agua y calor y produce el -aminoácido correspondiente calor idrólisis del nitrilo -aminoacido (mezcla racémica)