La Semana de la Ciencia en Chiapas Curso de Biología Proteómica. Yuri Peña

Transcripción

1 La Semana de la Ciencia en Chiapas 2012 Curso de Biología Proteómica Yuri Peña San Cristóbal de las Casas, Chiapas Agosto de 2012

2 Día 1. Componentes de las proteínas

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4 proteína. (Del fr. protéine, y este del gr. πρωτεῖος, preeminente, de primera calidad, e -ine, -ina). 1. f. Sustancia constitutiva de la materia viva, formada por una o varias cadenas de aminoácidos

5 Aminoácidos

6 La caja bioquímica de herramientas 20 herramientas distintas

7 Aminoácidos alifáticos no polares

8 Aminoácidos aromáticos

9 Aminoácidos polares sin carga

10 Aminoácidos con carga positiva

11 Aminoácidos con carga negativa

12 La estructura y las propiedades permiten la función: 1 2 ( ) Apretar / aflojar tuercas ( ) Apretar / aflojar tornillos ( ) Perforar ( ) Recoger material 3 4 ( ) Golpear, romper 5

13 La estructura y las propiedades permiten la función: 1. Aminoácidos no polares alifáticos ( ) Trabajan con moléculas negativas 2. Aminoácidos aromáticos 3. Aminoácidos polares no cargados 4. Aminoácidos cargados positivamente 5. Aminoácidos cargados negativamente ( ) Trabajan con moléculas que aceptan o ceden electrones ( ) Trabajan con moléculas positivas ( ) Trabajan con moléculas hidrofóbicas ( ) Trabajan con moléculas hidrofílicas

14 Un cinturón de herramientas:

15 Un cinturón de herramientas bioquímicas El enlace peptídico

16 Un cinturón de herramientas bioquímicas Las proteínas!!!

17 Naturaleza del enlace peptídico. Un enlace rígido.

18 Naturaleza del enlace peptídico. Un enlace rígido.

19 Péptidos y proteínas La representación de los péptidos y proteínas puede hacerse mediante la escritura del código de cada aminoácido de acuerdo a la secuencia de ellos en la cadena. Ejemplo: Un tripéptido de Glicina: GGG Un decapéptido de Alanina y Prolina: APAPAPAPAP

20 Péptidos y proteínas. Posibilidades infinitas Cuántos péptidos distintos podrían obtenerse para un dipéptido? R = 20 2 =400 Y para un tripéptido? R= 20 3 =8000 Y para una proteína de 100 aminoácidos de largo? R= = =

21 Números astronómicos! El universo conocido se estima que tiene núcleos de protones ó Daltones Si multiplicamos la masa de una proteína promedio de 100 aminoácidos ( 13,800 Daltones) por las distintas probabilidades, obtenemos Daltones. Necesitaríamos universos para tener la materia necesaria para construir cada combinación única.

22 Día 2. Diversidad y función de las proteínas

23 Diversidad en tamaño de las proteínas Proteína Número de Aminoácidos Peso Molecular (Da) Insulina Citocromo Ribonucleasa A Lisosima Mioglobina Quimiotripsina Hemoglobina Albúmina sérica Hexocinasa Gamma globulina Glutamato deshidrogenasa Miosina Ribulosa bifosfato carboxilasa Glutamino sintetasa Taitina ,816,188

24 Diversidad en función de las proteínas 1) Proteínas de estructura

25 1) Proteínas de estructura Colágeno Elastina Dentina Queratina Fibroina

26 Diversidad en función de las proteínas 2) Proteínas de almacén

27 2) Proteínas de almacén Albúmina Gluteina Miosina Ferritina Caseina

28 Diversidad en función de las proteínas 3) Proteínas de transporte

29 2) Proteínas de transporte Hemoglobina Canales iónicos Porinas Ferritina

30 Diversidad en función de las proteínas 4) Proteínas de defensa

31 2) Proteínas de defensa Cn3D Muscina Inmunoglobulinas Defensinas

32 Día 3. Estructura de las proteínas

33 Estructura tridimensional de las proteínas

34 Estructura tridimensional de las proteínas La estructura tridimensional de las proteínas se estudia por complejidad. Estructura Primaria Secundaria Terciaria Cuaternaria Descriptor Secuencia de AAs Plegamientos locales, Dominios Estructura péptidos completos Estructura polipéptidos

35 Plegamiento La SECUENCIA DE LOS AMINOÁCIDOS en una proteína es determinante en su estructura tridimensional? Un juego en 2D

36 Estructura secundaria: Hélices α y placas β

37 Estructura secundaria: Hélices α

38 Estructura secundaria: Hélices α

39 Estructura secundaria: placas β

40 Estructura secundaria: placas β

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49 Estructura terciaria. Distintas representaciones Cn3D

50 Estructura cuaternaria. Polipéptidos

51 Estructura cuaternaria. Simetrías

52 Estructura cuaternaria. Simetrías

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54 Estructura cuaternaria. Simetrías macromoleculares

55 Estructura cuaternaria. Simetrías macromoleculares Virus del dengue

56 Estructura de proteínas. Resumen.

57 Día 4. Síntesis y plegamiento de las proteínas

58 Plegamiento de proteínas Cómo una proteína logra adquirir esas estructuras tan complejas? Veamos primero cómo se sintetizan.

59 Síntesis de proteínas. El dogma central. Un gen en el ADN es transcrito a ARN y éste es empleado como molde para ser traducido a una secuencia de aminoácidos

60 Actividad: Escribe tu nombre en código genético. Cambia las B por V; las J por G; las Ñ por N; las O por Q; las U por V y las W, X y Z por N.

61 Plegamiento de proteínas

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67 Enzimas

68 Reacción química

69 Reacción bioquímica (catalizada por una enzima)

70 Que le hace la enzima al substrato? 1. Disminuye el índice de difusibilidad 2. Vuelve a lo grupos más reactivos 3. Induce cambios estructurales en el substrato que lo inestabilizan

71 Día 5. Técnicas de estudio de las proteínas

72 1) Cromatografía

73 1.1 Cromatografía de intercambio iónico. Separa por cargas

74 1.2 Cromatografía de exclusión molecular. Separa por tamaños

75 1.3 Cromatografía de afinidad Separa por interacciones específicas

76 2) Electroforesis

77 2.1 Electroforesis nativa. Separa por carga y por tamaño Permite conservar estructuras secundarias, terciarias y cuaternarias y por ende, la función de las proteínas

78 2.2 Electroforesis desnaturalizante. Rompe estructuras secundarias, terciarias y cuaternarias. Neutraliza cargas para separar solo por tamaño

79 Cálculo de peso molecular en muestras problema

80 2.3 Isoelectroenfoque Permite separar proteínas según su punto isoelectrico

81 Electroforesis bidimensional

82 3) Espectrometría de masas 3.1 MALDI-TOF Matrix Attached Lasser Desorption-Ionization Time Of Flight Permite descomponer a las proteínas en fragmentos pequeños para determinar su secuencia

83 3) Espectrometría de masas 3.1 LC-MS/MS-TOF Liquid Chromatography Masses / Masses Time Of Flight Permite descomponer a las proteínas en fragmentos pequeños para determinar su secuencia de acuerdo a la masa de sus componentes.

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