cadena lateral Un -aminoácido una sección corta de una proteína glicina aminoácidos individuales

Transcripción

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2 carbono grupo -amino cadena lateral Un -aminoácido enlaces peptídicos una sección corta de una proteína alanina serina glicina aminoácidos individuales cisteína valina

3 AMINÁCIDS Los aminoácidos son cadenas carbonadas con la función ácido (-CH) en un carbono terminal y la función amino (-NH 2 ), en el carbono anterior (carbono )

4 PRPIEDADES DE LS AMINÁCIDS: ESTEREQUÍMICA

5 PRPIEDADES DE LS AMINÁCIDS: ESTEREQUÍMICA Todos los aminoácidos (menos uno) presentan, al menos, el carbono asimétrico, con lo que existirán 2 n isómeros ópticos. Por similitud con el D-gliceraldehído, se denominan D-aminoácidos si tienen el grupo NH 2 a la derecha. En la naturaleza sólo aparecen L- aminoácidos salvo algunas bacterias y ciertos antibióticos.

6 PRPIEDADES DE LS AMINÁCIDS: ÁCID-BASE Los aminoácidos presentan distintos estados de ionización dependiendo del ph:

7 PRPIEDADES DE LS AMINÁCIDS: ÁCID-BASE Cuando el ph es ácido, en el medio abundan los protones y todos los grupos funcionales están saturados de H + : la carga del aminoácido (sin tener en cuenta el radical) es (+)

8 PRPIEDADES DE LS AMINÁCIDS: ÁCID-BASE A medida que el ph se va neutralizando, la [H+] va disminuyendo y el/los grupos ácidos van perdiendo primero los protones, conservándolos el grupo amino (básico). El aminoácido adquiere el estado de ion dipolar, con dos extremos con cargas opuestas.

9 PRPIEDADES DE LS AMINÁCIDS: ÁCID-BASE Cuando la [H+] se hace mínima, el medio adquiere carácter básico. En este punto, el grupo amino pierde un H y el aminoácido adquiere carga (-)

10 PRPIEDADES DE LS AMINÁCIDS: ÁCID-BASE Los aminoácidos tienen una serie de propiedades físicoquímicas derivadas de su carácter de molécula cargada: Solubilidad alta en disolventes polares. Puntos de fusión elevados (>200ºC), ya que las atracciones iónicas fuertes hacen que tiendan a cristalizar.

11 PRPIEDADES DE LS AMINÁCIDS: ÁCID-BASE El punto isoeléctrico de se calcula un aminoácido como la es el ph en el cual el semisuma de los pk 1 aminoácido no tiene carga y pk 2 que neta originan (es un estado una especie de ion iónica dipolar si con el carga resultado neta es 0 (el que no hay carga neta) y pka y pkb, en no migra en un campo eléctrico aminoácidos cuyo radical no tiene carga)

12 Algunos aminoácidos tienen hidrógenos ionizables en sus cadenas laterales histidina

13 El punto isoeléctrico (pi) de un aminoácido es el ph en el cual el aminoácido no tiene carga alanina

14 El pi de un aminoácido que tenga una cadena lateral ionizable es el promedio de los valores de pk a de los grupos ionizantes que sean similares lisina Ácido glutámico

15 Todos los objetos tienen imágenes especulares. Al igual que muchas moléculas, los aminoácidos existen como formas que guardan una relación de imagen especular (estéreoisómeros) que no son superponibles. Solo los isómeros L de los aminoácidos son lo que se encuentran en la naturaleza (La imagen de Venus, (1898), Sir Edward Burne-Jones/Mueseu Calouste Gulbenkian Lisbon/The Birdgeman Art Library)

16 (S)-ALANINA L-ALANINA L-(-)-GLICERALDEHÍD UN L-AMINÁCID CNFIGURACIÓN (S) CNFIGURACIÓN (R)

17 Aminoácidos comunes

18 CLASIFICACIÓN DE LS AMINÁCIDS N PLARES (NP). HIDRÓFBS PLARES SIN CARGA (PSC) PLARES CN CARGA NEGATIVA (P+) (DICARBXÍLICS) PLARES CN CARGA PSITIVA (P-) (DIAMINADS) Aminoácidos esenciales

19 LA CADENA LATERAL ES H UN GRUP ALQUIL (N PLAR) Nombre Símbolo Abreviación Estructura Grupo funcional En la cadena lateral pi glicina ninguno alanina grupo alquilo valina* grupo alquilo leucina* grupo alquilo isoleucina* grupo alquilo fenilalanina* grupo aromático prolina estructura rígida cíclica *aminoácido esencial

20 AMINÁCIDS CN UN GRUP H Nombre Símbolo Abreviación Estructura Grupo funcional pi en la cadena lateral serina treonina* grupo hidroxilo grupo hidroxilo tirosina grupo H fenólico *aminoácido esencial

21 AMINÁCIDS CN UN ÁTM DE S Nombre Símbolo Abreviación Estructura Grupo funcional pi en la cadena lateral cisteína tiol metionina* sulfuro *aminoácido esencial

22 AMINÁCIDS CN UN ÁTM DE N N BÁSIC Nombre Símbolo Abreviación Estructura Grupo funcional pi en la cadena lateral asparagina amida glutamina amida triptofano* indol *aminoácido esencial

23 AMINÁCIDS CN UN GRUP CARBXIL Nombre Símbolo Abreviación Estructura Grupo funcional pi en la cadena lateral ácido aspártico ácido carboxílico ácido glutámico ácido carboxílico *aminoácido esencial

24 AMINÁCIDS CN UN ÁTM DE N BÁSIC Nombre Símbolo Abreviación Estructura Grupo funcional pi en la cadena lateral lisina* grupo amino arginina* grupo guanidino histidina* anillo de imidazol *aminoácido esencial

25 PRPIEDADES DE LS AMINÁCIDS: ÁCID-BASE

26 Estructura sin carga Ion dipolar (ó zwitterion) (componente minoritario) (componente principal) Para un aminoácido con solo un grupo amino y un grupo carboxilo, el pi se puede calcular por el valor medio de los valores de pka de esta molécula

27 Aniónico, arriba de ph 9.6 Punto isoeléctrico pi = 6 Ion dipolar, cerca del punto isoeléctrico Catiónico, abajo de ph 2.3 Equivalentes de H: - adicionados

28 Cálculo del pi en aminoácidos dicarboxílicos: ejemplo Aspártico

29 Asp + Asp + - Asp - Asp 2-

30 Qué carga tiene el aminoácido por debajo y por encima del pi? ph + -

31 Cálculo del pi en aminoácidos dibásicos: ejemplo Lisina Lys 2+ Lys + Lys +/- Lys -

32 Qué carga tiene el aminoácido por debajo y por encima del pi? 9.74 ph + -

33 Una mezcla de aminoácidos se puede separar por medio de la electroforesis con base en sus valores de pi cátodo ánodo arginina alanina aspartato La ninhidrina se usa para detectar a los aminoácidos individuales

34 ELECTRFRESIS FUENTE DE PDER inicio Cátodo Ánodo Húmedo con una solución buffer ph 6 FUENTE DE PDER Muestra conteniendo Ala, Lys, Asp fin Cátodo Ánodo Asp - se mueve hacia la carga positiva Ala no se mueve Lis + se mueve hacia la carga negativa

35 Banda para electroforesis Moléculas cargadas positivamente (+) La muestra a analizar se coloca aquí Moléculas cargadas negativamente (-) Buffer Buffer Cátodo (-) Ánodo (+) milivolts miliamperes

36 PRPIEDADES DE LS AMINÁCIDS: ABSRCIÓN DE LUZ ULTRAVILETA Los aminoácidos presentan una absorbancia de radiación máxima a 280 nm. La absorción es proporcional a la concentración.

37 AMINÁCIDS PRTEICS N FRECUENTES En En el la colágeno elastina En proteínas musculares

38 AMINÁCIDS N PRTEICS No forman parte de proteínas, sino que aparecen solubles, como intermediarios metabólicos o formando parte de las paredes bacterianas. Son, b, o g-aminoácidos, y formas D o L (D-Ala, D-Ser)

39 AMINÁCIDS N PRTEICS Es Son un intermediarios precursor neurotransmisor del en ácido el central metabolismo ciclo pantoténico de inhibidor, la urea, de (vitamina el en los más la aminoácidos síntesis abundante B5) que de interviene Argininina del cerebro, como componente estando presente del coenzima entre el 25-40% A y de otras de las moléculas sinapsis cerebrales. importantes. Juega un papel muy importante en el funcionamiento del metabolismo celular y del sistema nervioso e inmunitario

40 DERIVADS DE AMINÁCIDS De De la la Glicina Histidina: Serina: Arginina Histamina: Esfingosina: Son Creatinina: factores Vasodilatador; de da almacenamiento lugar a los neurotransmisor de fosfatos cerebral vinculado esfingolípidos crecimiento energéticos. a las de emociones muchos microorganismos Ácido glicocólico y y taurocólico: SALES estabilizan BILIARES las (Emulsión de las grasas) estructuras de ribosomas, virus y ADN en muchos organismos

41 DERIVADS DE AMINÁCIDS De la Tirosina: LevoDPA Dopamina: Noradrenalina Adrenalina (levógira): Es (norepinefrina): (epinefrina): el un principal neurotransmisor medicamento cerebral Es una neurotransmisor hormona relacionado en de la con del la tratamiento enfermedad sistema corteza suprarrenal nervioso del Parkinson, simpático, una (en relacionado preparatoria enfermedad que se con ante destruyen las en la que las se neuronas respuestas situaciones produce dopaminérgicas) a una de situaciones estrés e degeneración y inductora la alerta, esquizofrenia. aceleración las de mismas la La del sustancia presencia ritmo respuestas cardíaco, de negra que dopamina la cerebral, es que esencial broncodilatación noradenalina. produce para dopamina, que y los subida y que movimientos de la se tensión encarga se arterial. del realicen control de y forma del control efectiva y coordinación y armónica, del ahí movimiento, los síntomas del tono del muscular Parkinson. y de la postura. Se En usa la esquizofrenia, en lugar de la una dopamina, de las posibles al ser causas un es precursor un exceso de aquella, actividad que puede dopaminérgica atravesar en la el barrera hematoencefálica. cerebro.

42 DERIVADS DE AMINÁCIDS De la Tirosina: piáceos: Anfetamina morfina y heroína Alucinógenos o drogas psicodélicas derivadas de la Es La mescalina una morfina droga es sintética un alcaloide que actúa (sustancia como estimulante nitrogenada del alcalina sistema La derivada nervioso mescalina y de como aminoácidos) es un anoréxico alcaloide aislada y natural que se de extraído sintetizó la adormidera del buscando cactus (Papaver peyote un somniferum) sustituto del en antiasmático 1805 y usada natural como efedrina! analgésico y anestésico y como droga inhibidora del sistema nervioso central, con un gran carácter adictivo. La heroína es el derivado sintético obtenido por primera vez por Bayer, en 1898, mediante la acetilación de la morfina, para ser usado como antitusígeno no adictivo!

43 DERIVADS DE AMINÁCIDS Del Triptófano: Vasoconstrictor Molécula Hormonas encargada implicadas y neurotransmisor de en la el pigmentación crecimiento vinculado y de ritmo a la la percepción Hormona de sensorial crecimiento vegetal regulación metabólico de los ciclos circadianos (día-noche)

44 Síntesis de Aminoácidos

45 SÍNTESIS DE STRECKER Strecker, A. Ann. Chem. Pharm. 1850, 75, 27. Strecker, A. Ann. Chem. Pharm. 1854, 91, 349.

46 Adolph Strecker ( ).

47 PAS 1. FRMACIÓN DE LA IMINA ALDEHÍD IMINA IMINA PAS 2. ADICIÓN DEL IN CIANUR IMINA -AMINNITRIL

48 Mecanismo de la síntesis de Strecker La reacción es promovida por el medio ácido, y el HCN debe proporcionarse o bien generarse in situ a partir de sales de cianuro. En el último caso, se debe consumir un equivalente de ácido en la reacción

49 El primer paso, es muy probable que sea la condensación del amoniaco con el aldehído para formar una imina El cianuro se adiciona como nucleófilo al carbono de la imina, generando el α-aminonitrilo

50 El α-aminonitrilo puede ser hidrolizado al correspondiente α-aminoácido:

51 LA SÍNTESIS DE STRECKER DE LA ALANINA ACETALDEHÍD -AMINPRPINITRIL (D,L)-ALANINA (60 %)

52 H H H H

53 Solvent-Free Synthesis of Racemic α-aminonitriles A. Baeza, C. Nájera, J. M. Sansano, Synthesis, 2007, ) 3) 2) 4) 5)

54 MECANISM DE REACCIÓN (REACCIÓN MULTICMPNENTE) Y DE LA HIDRÓLISIS DEL NITRIL Entrada: Apellidos 1 A a C 2 D a F 3 G a L 4 M a R 5 S a Z

55 ne-pot Three-Component Synthesis of α-iminonitriles by IBX/TBAB-Mediated xidative Strecker Reaction P. Fontaine, A. Chiaroni, G. Masson, J. Zhu, rg. Lett., 2008, 10, ) 3) 4) 2) 5)

56 PERYDAN DE DESS-MARTIN

57 MECANISM DE LA XIDACIÓN DE DESS-MARTIN

58 Buscar catalizadores quirales para llevar a cabo la hidrogenación catalítica en fase homogenea Reacción: diasterofazdiferenciadora Entrada: Apellidos 1 A a C 2 D a F 3 G a L 4 M a R 5 S a Z

59 LA SÍNTESIS DE GABRIEL-ÉSTER MALÓNIC Grupo éster temporal calor ÉSTER N-FTALIMID MALÓNIC ALQUILAD HIDRLIZAD -AMINÁCID

60 BTENCIÓN DE LA (-)-L-METIL DPA

61 A partir del ácido pirúvico DS IMINAS EN EQUILIBRI

62 -CETÁCID AMINÁCID PIRUVAT AMINTRANSFERASA ALANINA

63 AMINTRANSFERASA ASPARTAT -CETÁCID GLUTAMINA ATP ASPARAGINA SINTETASA AMP + PPi AMINÁCID GLUTAMAT XALACETAT ASPARAGINA

64 -CETÁCID AMINÁCID -CETÁCID -CETGLUTARAT AMIN- TRANSFERASA GLUTAMAT AMINÁCID AMIN- TRANSFERASA GLUTAMINA SINTETASA GLUTAMINA INTERMEDIARI FSFAT DE g-glutamil

65 3-FSFGLICERAT 3-FSFGLICERAT 3-FSFGLICERAT DESHIDRGENASA 3-FSFGLICERAT DESHIDRGENASA AMINTRANSFERASA AMINTRANSFERASA 3-FSFHIDRXIPIRUVAT 3-FSFHIDRXIPIRUVAT GLUTAMAT GLUTAMAT -CET- GLUTARAT -CET- GLUTARAT SERINA FSFSERINA FSFATASA FSFSERINA FSFATASA 3-FSFSERINA SERINA 3-FSFSERINA

66 RESLUCIÓN DE MEZCLAS RACÉMICAS L-aminoácido acilasa L es desacilado D-aminoácido aminoácido racémico acilado D no reacciona La mezcla se separa con facilidad

67 REACCIÓN DE IDENTIFICACIÓN CN LA NINHIDRINA piridina AMINÁCID NINHIDRINA PÚRPURA DE RUHEMANN

68 H 2 N H C R C H + 2 H H C + CH + R N H PÚRPURA DE RUHEMANN H H H 2 N H C R C H H HC N H R C H + H H H + H H N CH R + C

69 H N CH R + H H H H H H N C H H R H H H H H N H H R + H N H H H H H N H H H H N H H H H N H

70 H H N H + H H N H N H PÚRPURA DE RUHEMANN + H H

71 Amida plana Enlace peptídico