ACIDOS NUCLEICOS nucleotidos. PROTEINAS aminoácidos. POLISACARIDOS monosacáridos

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Jesús Padilla Soriano
hace 7 años
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1 AIDOS NULEIOS nucleotidos PROTEINAS aminoácidos POLISAARIDOS monosacáridos

2 ESTRUTURA DE PROTEÍNAS: POLÍMEROS DE AMINOÁIDOS PRIMARIA NIVELES ESTRUTURALES SEUNDARIA TERIARIA Formas de representación de proteínas UATERNARIA

3 Aminoácidos proteicos α-amino α-carboxilo

4 PROPIEDADES DE LOS AMINOÁIDOS Esteroisomería Propiedades ácido-base Propiedades espectroscópicas ESTEROISOMERÍA DE LOS AMINOÁIDOS L-ISOMERO D-ISOMERO Proteínas: L-aminoácidos Excepciones: péptidos de paredes bacterianas (D-Ala y D-Glu)

5 ARÁTER AIDO-BASE DE LOS AMINOÁIDOS pk ácido pk básico ph ácido ph neutro ph básico

6 TITULAIÓN DE AMINOÁIDOS Grupo/aminoácido ácido base + H + pk Típico * arboxilo terminal Aspartico y Glutámico O OH O OH H 2 H N O O O O H H 2 Histidina NH + H N + H H + N + Amino terminal NH 3 NH H isteina SH H + S Tirosina OH O H + Lisina NH 3 + H + NH N H NH 2 + NH N + H + NH H 2 NH 2 Arginina 12.5

7 DEPENDENIA DEL ESTADO IONIO DE AMINOÁIDO/PEPTIDO ON EL ph Aminoácido neutro Péptido apacidad tampón

8 AMINOAIDOS AROMATIOS: PROPIEDADES ESPETROSOPIAS Absorción de los aminoácidos aromáticos Abs λ = ε λ x c x l 280 nm Anillo indol Espectro de absorción

9 Formación del enlace peptídico Formación EL ENLAE del PEPTIDIO enlace peptídico

10 NATURALEZA QUÍMIA DEL ENLAE PEPTÍDIO + H 3 N H O ΔG formación +10 kj/mol R1 O H 2 O R1 + H 3 N H O + H H N + H O H O R2 H H 2 O N H O O R2 Enlace metaestable Híbrido de resonancia α 1.51 Å H 1.0 Å N 1.32 Å 1.24 Å O 1.45 Å α

11 ARATERÍSTIAS ESTRUTURALES DEL ENLAE PEPTÍDIO α Grupo R El enlace peptídico forma una estructura plana Grupo R α enlace rígido Ángulos de conformación α Φ onfiguración trans Ψ α N

12 onformación de proteínas: Planaridad del enlace peptídico

13 Nomenclatura de los ángulos alrededor del carbono α Estructuras Ordenadas/repetitivas φ ψ

14 Estructura tridimensional de proteínas: niveles estructurales PRIMARIA Asociación covalente lineal de aminoácidos: cadena polipeptídica que se pliega sobre sí misma. Puede contener grupos no peptídicos: Heteroproteínas SEUNDARIA TERIARIA UATERNARIA

ESTRUTURA PRIMARIA 1 MSVENVLSLIQENEVKFVDLRFTDTKGKEQHISIPSHQIDADFFEDGKMFDGSSVAGWKG 61 INESDMVMMPDASSAVLDPFTEEATLNIRDILEPATMQGYDRDPRSIAKRAEEYMRSTG 121

15 ESTRUTURA PRIMARIA 1 MSVENVLSLIQENEVKFVDLRFTDTKGKEQHISIPSHQIDADFFEDGKMFDGSSVAGWKG 61 INESDMVMMPDASSAVLDPFTEEATLNIRDILEPATMQGYDRDPRSIAKRAEEYMRSTG 121 LADTVLVGPEPEFFLFDDVKFATDMSGSFFKIDDVEAAWNTGSDYENGNKGHRPGVKGGY 181 FPVAPVDSSQDLRSAMLVMEEMGLVVEAHHHEVATAGQNEIATRFNTLTTKADEIQIYK 241 YVVHNVAHAFGKTATFMPKPLVGDNGSGMHVHQSLAKDGVNLFAGDKYGGLSEMALYYIG 301 GIIKHARALNALTNPSTNSYKRLVPHYEAPVMLAYSARNRSASIRIPVVPSPKARRIEVR 361 FPDPAANPYLAFAAMLMAGLDGIKNKIHPGEAMDKDLYDLPAEEAAEIPKVAESLKQALE 421 YLDNDREFLTAGGVFSDDFIDSYIELKTKEVERVNVAVHPLEFELYYSV

16 PLEGAMIENTO DE PROTEÍNAS Estructura secundaria

17 ESTRUTURA SEUNDARIA Estructura Ordenada Núcleo estructural Rigidez Repetición valores φ y ψ Estructura No Ordenada Zonas expuestas Flexibilidad Variación valores φ y ψ

18 Representación de Ramachandran Láminas β Hélice α Estructuras favorecidas Estructuras desfavorecidas

19 Elementos de estructura secundaria Hélice α Lámina β Giro β

20 ESTRUTURA SEUNDARIA DE PROTEÍNAS: Hélice α Linus Pauling Eje

21 PROTEÍNAS RIAS EN HÉLIE α: queratina α Tropomiosina Mioglobina Ferritina Sección y organización molecular de un pelo

22 Estructura del colágeno Aminoácidos más abundantes: Gly, Pro, OH-Pro, OH-Lys Tripéptido repetido: Gly-X-Y Tres cadenas polipeptídicas Asociación longitudinal y lateral Enlaces por puentes de hidrógeno

23 OTRAS ESTRUTURAS HELIOIDALES 3 10 π Hélice α inta

24 ESTRUTURA SEUNDARIA DE PROTEÍNAS: N Láminas β N Paralela N Antiparalela N N

25 Arquitectura de las láminas β: vista superior y vista lateral N N N N N N

26 Asociación de láminas β y proteínas ricas en lámina β

27 Estructura de los Giros β peptido R α H O N H α O peptido Tipo I Localización de los giros β en la estructura de proteínas Tipo II peptido R peptido H α O N α O H

28 TENDENIA DE LOS AMINOÁIDOS ELEMENTOS ESTRUTURA SEUNDARIA ORDENADA

30 Plegamiento tridimensional de proteínas: ESTRUTURA TERIARIA combinación de estructuras secundarias y regiones sin ordenamiento periódico Una única cadena polipeptídica Ole e 6 Alergeno del Polen de olivo

31 Asociaciones de elementos de estructura secundaria

32 Estructura aperiódica y estructura al azar Estructura 3D del alergeno del polen de olivo Ole e 9: Dominio ligante de carbohidratos M. Bruix y col.

33 Diversas formas de representación de proteínas Plegamiento de la cadena de aminoácidos

34 Asociación de diferentes estructuras secundarias: Ejemplos en proteínas concretas Angiogenina Quimotripsina Mioglobina Triosafosfato isomerasa

35 Existencia de DOMINIOS en la estructura terciaria de proteínas Dominios de Ole e 9 1,3-β-glucanasa NtD td Dominio quinasa Dominio fosfatasa Dominio atalítico Dominio de unión al ligando

36 Ejemplos de estructuras terciarias de proteínas

37 Tipos de fuerzas que estabilizan la estructura terciaria Puente salino Interacciones hidrofóbicas Puente disulfuro Puente de hidrógeno

38 Tipos de enlaces que estabilizan la estructura terciaria

39 ALGUNOS ENLAES QUE ESTABILIZAN LA ESTRUTURA 3ª Interacciones de Van der Waals Enlace por puente de hidrógeno Donador de H Aceptor de H Aminoácidos Alifáticos, etc Enlace covalente Aminoácidos: Arg, His, Asn, Gln, Ser, Thr, Tyr, Lys, Glu, Asp, etc

40 Tipos de puentes disulfuro Intracatenario INSULINA: hormona polipeptídica Intercatenarios

41 ONFORMAIÓN NATIVA DE UNA PROTEÍNA Estructura primaria onformación nativa Más estable termodinámicamente Permite desempeñar función Intermedios de plegamiento INESTABLES NO FUNIONALES

42 Desnaturalización de proteínas Ribonucleasa nativa Adición de Urea 8 M y Mercaptoetanol 58 SH SH 40 SH 65 SH SH SH SH 110 SH Eliminación de la Urea y el Mercaptoetanol Ribonucleasa desnaturalizada (inactiva)

43 Disposición de los aminoácidos en la estructura 3D de una proteína Residuos hidrofóbicos Residuos cargados Los residuos localizados en posiciones externas ofrecen mayor variabilidad que los que ocupan situaciones internas

44 Estructura cuaternaria de proteínas Proteína ro: HOMODÍMERO (a 2 ) Proteína D4: HOMOTETRÁMERO (a 4 ) Proteína G: HETERODÍMERO (αβ) Hemoglobina: HETEROTETRÁMERO (α 2 β 2 )

45 Estructura cuaternaria de proteínas Fibrinógeno anal de potasio

46 Flexibilidad de las proteínas Adaptación a un cofactor Adaptación a un ligando Adaptación a un sustrato

47 Asociación de proteínas a grandes estructuras: ácidos nucleicos (virus, biosíntesis de proteínas), lípidos (membranas)

49 ómo se pliegan las proteínas? Proteína G Proteína A

50 Energética del plegamiento de una proteína Diagrama energía-entropía para el plegamiento proteico

Mecanismo de plegamiento de una proteína Búsqueda aleatoria estricta Paradoja de Levinthal vs Búsqueda ooperativa Estabilización estados intermedios 100 Entropía conformacional Puentes de hidrógeno

51 Mecanismo de plegamiento de una proteína Búsqueda aleatoria estricta Paradoja de Levinthal vs Búsqueda ooperativa Estabilización estados intermedios 100 Entropía conformacional Puentes de hidrógeno con el agua G= -190 kcal/mol olapso hidrofóbico Puentes de hidrógeno intramoleculares Interacciones de Van der Waals G= -200 kcal/mol % conformación nativa [Agente desnaturalizante] ΔG D P =-10 Kcal/mol ooperatividad en el plegamiento

52 Formación pequeños elementos estructura 2ª Estabilización mediante interacciones hidrofóbicas Nucleación alrededor de los dominios Evolución hasta conformación nativa

PROTEÍNAS QUE FAILITAN EL PLEGAMIENTO onversiones entre diferentes configuraciones Proteína Disulfuro Isomerasa 3

53 PROTEÍNAS QUE FAILITAN EL PLEGAMIENTO onversiones entre diferentes configuraciones Proteína Disulfuro Isomerasa PDI -SH PDI -S-S 1 SH Plegamiento incorrecto PDI -SH 3 S-S- 1 PDI 2 4 Plegamiento correcto SH 4

54 PROTEÍNAS QUE FAILITAN EL PLEGAMIENTO onversiones entre diferentes configuraciones Péptido prolil cis-trans isomerasa (PPI) peptido R α H O N H α O peptido peptido R peptido H α O N α O H

55 PROTEÍNAS QUE FAILITAN EL PLEGAMIENTO Favorecen plegamiento correcto HAPERONAS NH 2 haperonas (Hsp70) NH 2 NH 2 NH 2 OOH NH 2 NH 2 OOH 5 3 haperonas citosólicas Impiden plegamientos prematuros haperonas mitocondriales

56 PROTEÍNAS QUE FAILITAN EL PLEGAMIENTO Favorecen plegamiento correcto HAPERONINAS GroES GroEL La hidrólisis de ATP reduce la cavidad de GroEL favoreciendo el plegamiento

57 Posible mecanismo de actuación de GroEL-GroES Péptido desplegado GroES GroEL 7 ATP + GroES ATP ATP 7 Pi 7 ATP + GroES ATP ATP ADP ADP 7ADP + GroES

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