TEMA PROTEINAS.

Transcripción

1 TEMA PROTEINAS. Contenido: ü Niveles estructurales de las proteínas. ü Estructura primaria: Relación estructura función y evolución molecular. ü Estructura secundaria. ü Estructura terciaria: La molécula de mioglobina. ü Estructura cuaternaria: Hemoglobina y Cooperatividad. ü Comportamiento de las proteínas en disolución. Purificación y caracterización de proteínas.

2 Funciones biológicas Enzimas Actividad catalítica Transporte Hemoglobina Lipoproteínas Transportadores de membrana Nutrientes Caseína (leche) Ovoalbúmina (huevo) Contráctiles Actina Miosina Estructurales Colágeno Elastina Queratina Defensa Inmunoglobulinas Regulación Hormonas Proteínas G

3 Tamaño de las proteínas Numero medio de aminoácidos Numero de cadenas > 1 Masa molecular y 10 6 (PM/110 = nº aa)

4

5

6

7 1 secuencia única 1 proteína 1 estructura unica 1 función única Funciones diferentes Secuencia de aminoácidos diferente Funciones similares Secuencia de aminoácidos similares Cambio en secuencia Alteración en la función Cambios permitidos No alteran la función La secuencia de aminoácidos informa sobre: ü Estructura tridimensional ü Función ü Localización ü Evolución

8 Proteínas homologas Guardan relación evolutiva Misma función en especies diferentes Residuos invariables Residuos variables (evolución de las especies)

9 Secuencias de aminoácidos de la mioglobina de cachalote y humana

10 Árbol evolutivo del Citocromo C

11 Niveles de estructuras en las proteínas

12 Herrera

13 Enlace peptídico. Naturaleza de doble enlace

14 Enlaces peptídicos separados por carbono alfa

15

16 Ángulos de referencia (0º)

17 Representación de Ramachandran

18 Hélice alfa a) Hélice alfa dextrógira b) Enlaces de hidrogeno intracatenarios

19 Hélice alfa. Vista superior

20 Hélice alfa compacta

21 Hélice dextrógira y levógira

22 Estabilidad hélice alfa troponina C Arg 103 Asp 100 Esqueleto polipeptídico

23 Dipolos eléctricos en la hélice alfa

24 Hoja beta antiparalela

25 Hoja beta paralela

26 Giros beta

27 Giro beta

28

29 Alfa queratina

30 Sección transversal de un cabello

31 Microfibrilla de alfa queratina Protofibrilla de alfa queratina

32

33 Cadena alfa del colágeno Giro levógiro Gly-X-Pro Gly-X-Hyp

34 Modelo de esferas de la cadena alfa

35 Giro dextrógiro de tres cadenas levógiras

36 Superhélice de colageno (vista superior) Glicina

37

38 Estructura de las fibrillas de colágeno

39

40 Enlaces de hidrogeno y de entrecruzamiento del tropocolágeno

41 Biosíntesis y ensamblaje de una fibra de colágeno

42 Formación de la molécula de tropocolágeno

43 Elastina. Conformación al azar Unidad elemental: Tropoelastina PM Rica en Gly, Ala y Lys Hélice " rica en Gly Entrecruzamiento covalente: Desmosina

44 Estructura de la red de elastina

45 Entrecruzamiento de las cadenas polipeptídicas de elastina

46 Entrecruzamiento de tropoelastina

47 Fibroína de la seda

48

49 Estructura terciaria

50 Albumina sérica humana Kda, 585 aa

51 Estructura terciaria de la mioglobina PM aa; Hemo Almacenamiento O 2 Esqueleto polipeptídico y estructura secundaria

52 Estructura terciaria de la mioglobina Estructura de la superficie

53 Estructura terciaria de la mioglobina Imagen de contorno de la superficie

54 Estructura terciaria de la mioglobina Representación de cintas Aminoácidos hidrofóbicos

55 Grupo Hemo

56 Estructura tridimensional del citocromo C

57 Estructura tridimensional de la lisozima

58 Estructura tridimensional de la Ribonucleasa

59

60

61 Estructuras supersecundarias (Motivos o plegamientos) Patrón de plegamiento estable en proteínas

62 Patrón de plegamiento estable en proteínas

63 Patrón de plegamiento estable en proteínas

64 Patrón de plegamiento estable en proteínas

65 Patrón de plegamiento estable en proteínas

66 Patrón de plegamiento estable en proteínas

67 Patrón de plegamiento estable en proteínas

68 Patrón de plegamiento estable en proteínas

69 Construcción de macrodominios

70 Clasificación de proteínas según el banco de datos de la Strucutral Classification of Proteins (SCOP) Todo alfa

71 Todo beta

72 Alfa/Beta

73 Alfa + Beta

74 Desnaturalización de proteínas

75 Renaturalización

76 Ruta simulada de plegamiento Villina (36 aa) Plegamiento simulado 1 ms E. Coli Proteína activa100 aa 5 s 37ºC 1 aa 10 conformaciones Conformaciones posibles 1 conformación s Todas las conformaciones posibles 10 años 77

77 Termodinámica del plegamiento de una proteína

78 Chaperonas en plegamimento de proteínas

79 Chaperoninas en el plegamiento de proteínas

80 Complejo GroEL/GroES

81 Enzimas que catalizan reacciones de isomerización Proteína disulfuro isomerasa (PDI) Péptido prolil cis-trans isomerasa (PPI)

82 ESTRUCTURA CUATERNARIA

83 Estructura cuaternaria de la desoxihemoglobina Desoxihemoglobina 64,5 Kda; 4 subunidades (2 alfa 141 aa y 2 beta 146 aa)

84 Estructura cuaternaria de la desoxihemoglobina

85 Eritrocitos normales

86 Anemia falciforme

87 Hemoglobina normal y falciforme Cambio de Glu por Val

88 Formación de fibras insolubles

89 Anillo de protoporfirina IX

90 Representaciones del grupo Hemo

91 Enlaces de coordinación del hierro

92 Vista lateral del grupo Hemo

93 Estructura de la mioglobina

94 Unión de oxigeno a la mioglobina

95 Unión reversible del O 2 a la Mioglobina MbO 2 Mb + O 2 Kd Kd = [Mb][O 2 ] [MbO 2 ] = [Mb] po 2 [MbO 2 ] [MbO 2 ] = [Mb] po 2 Kd Fracción de saturación Y Y = [MbO 2] [MbO 2 ] + [Mb] Y = po 2 po 2 + Kd po 2 Y = 1 po 2 = Kd Y = 0,5 po 2 po 2 Y = po2 + Kd = po2 + P 50 Y 1-Y = po 2 P 50 lg Y 1-Y = lg po 2 lg P 50

96 Curva de unión sigmoidea del O 2 a la hemoglobina

97 Unión reversible del O 2 a la Hemoglobina Hb(O 2 ) 4 Hb + 4 O 2 Kd = [Hb][O 2 ] 4 [Hb(O 2 ) 4 ] [po 2 ] 4 Y = [po2 ] 4 + [P 50 ] 4 Y 1-Y = po 2 P 50 n lg Y 1-Y = n lg po 2 n lg P 50 n = Coeficiente de Hill n = 1 No existe cooperatividad n > 1 Cooperatividad positiva

98 Grafico de Hill para la unión del O 2 a la mioglobina y hemoglobina

99 Curva de unión sigmoidea del O 2 a la hemoglobina

100 Interacción del grupo hemo con los aminoácidos próximos

101 Interacciones dominantes entre las subunidades de la hemoglobina

102 Detalle de una molécula de desoxihemoglobina en estado T

103 Transición T a R

104 Cambios conformacionales en el entorno del grupo hemo por la unión de O 2

105 Modelos para la interconversión de formas activas e inactivas de proteínas con unión cooperativa a ligando