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BIOQUÍMICA II 11/10/2011 Ing. Karla Dávila
Objetivos
11/10/2011 Ing. Karla Dávila
Contenidos
• Niveles estructurales de una proteína
• Relación entre estructura y función
11/10/2011 Ing. Karla Dávila
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Estructura primaria
• La estructura primaria, se refiere al orden de los
aminoácidos en la cadena polipeptídica. La fuerza
estabilizadora de esta estructura es el enlace covalente
(peptídico). En esta estructura se incluye, además de la
• secuencia de aminoácidos, la localización de los
puentes disulfuro (cistina).
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• La importancia de la estructura primaria es tal que una
variación en un solo aminoácido de una cadena
polipeptídica puede determinar una falta letal en la
proteína completa. El ejemplo clásico es el de la
hemoglobina S (HbS) que tiene la sexta posición de la
cadena P ocupada por valina en lugar de glutámico como
la hemoglobina normal (HbAí). Los individuos que tienen
este defecto padecen anemia de células falciformes, con
una elevada hemolisis y obstrucción de capilares por los
eritrocitos anormales.
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Estructura secundaria
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Estructura Terciaria
Existen razones sobradas para pensar que gran parte de
las proteínas tienden a adoptar forma esférica, globular.
Esto sólo puede ocurrir si suponemos que, además del
plegamiento secundario, existe un superplegamiento de la
proteína que da lugar a una estructura compacta. Es la que
se conoce como estructura terciaria de las proteínas. Se
trata de un arreglo tridimensional que forma diversos
repliegues específicos.
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Los tipos de enlaces que estabilizan la estructura terciaria
son:
a) atracción electrostática de tipo salino entre un grupo
carboxilato (-COO-) y un grupo amino (-NH3+) de residuos
glutamato o aspartato con Usina oarginina;
b) puentes de hidrógeno, entre grupos carboxilato,
oxhidrilo (-OH) o los propiosgrupos carbonilo (-C=0) de las
uniones peptídicas;
c) interacción de cadenas polares, como los grupos
aromáticos de la fenilalanina o los no aromáticos de
alanina e isoleucina, etc;
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• d) fuerzas de Van der Waals, cuando los residuos son
idénticos como dos metilos de la alanina, hidroximetilos de
la serina, etc;
• e) puentes disulfuro, que se establecen entre los grupos
sulfhidrilo (-SH) de la cisteína para dar el enlace covalente
disulfuro (-S-S-) entre cadenas vecinas
Las estructuras terciarias de las proteínas permiten
agruparlas en familias y subfamilias; por ejemplo, proteínas
fibrosas de forma alargada y proteínas globulares de
formaesferoidal
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Estructura Cuaternaria
Cuando una proteína se compone de más de una cadena
polipeptídica, se dice que posee estructura cuaternaria. Las
proteínas que poseen este grado de organización estructural se
denominan oligoméricas y las cadenas polipeptídicas
individuales que la integran se denominan monómeros,
protómeros o subunidades. Cuando una proteína oligomérica
contiene dos o cuatro monómeros o subunidades se denomina
dímero o tetrámero, respectivamente. El mejor ejemplo
estudiado es la hemoglobina que es una proteína tetramérica
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Los enlaces que mantienen la estructura cuaternaria son
del mismo tipo que los que mantienen la estructura
terciaria, excepto enlaces covalentes. Por ejemplo, la ot-
quimotripsina contiene tres cadenas polipeptídicas unidas
por enlaces disulfuro y no se considera estructura
cuaternaria. La mioglobina está compuesta por una sola
cadena polipeptídica y no posee estructura cuaternaria.
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Sin embargo, la hemoglobina contiene 4 subunidades
unidas no covalentemente y, por tanto, tiene estructura
cuaternaria. La enzima aspartato transcarbamilasa tiene
una estructura cuaternaria formada por 12 subunidades.
Otros ejemplos incluyen la sintetasa de ácidos grasos, la
piruvato deshidrogenasa,a las cuales se les conoce como
complejos multier>zimáticos o estructuras
supramoleculares
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La estructura cuaternaria está íntimamente ligada a las
propiedades reguladoras de las proteínas, particularmente
en los sistemas llamados alostéricos. En estos sistemas, la
respuesta puede estar afectada por la presencia de
efectores (inhibidores o activadores) que modulan la
acción primaria de la proteína.
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Las estructuras secundaria y terciaria de una proteína
están determinadas por la estructura primaria. Por lo tanto,
no es necesario postular un control genético independiente
para los niveles de estructuración superiores al nivel
primario, puesto que la estructura primaria determina la
secundaria, terciaria y (cuando está presente) la
cuaternaria.
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RELACIÓN ENTRE
ESTRUCTURA Y FUNCIÓN
La actividad biológica de una proteína depende del
ordenamiento tridimensional apropiado de sus grupos
funcionales. De este modo, las proteínas sólo funcionan
cuando están plegadas en su estructura original o
conformación nativa.
Debido a que las conformaciones nativas de la mayor parte
de las proteínas están estabilizadas sólo por enlaces no
covalentes, el plegamiento puede ser alterado por
condiciones como alta temperatura, pH extremo o
presencia de solventes orgánicos que debilitan las
interacciones no covalentes
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Desnaturalización
La alteración de una proteína que modifique su
conformación nativa se denomina desnaturalización; este
cambio provoca la consiguiente alteración o desaparición
de sus funciones. En una proteína se produce la
desnaturalización al perder su estructura secundaria,
terciaria y cuaternaria, conservándose la primaria
(covalente).
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En el estado desnaturalizado los niveles de
estructuración superior de la conformación nativa se
encuentran al azar, es decir la proteína altamente
ordenada queda reducida a un polimero estadístico
formado por una cadena de aminoácidos (Siguiente
figura). La existencia de enlaces disulfuro en una
proteína aumenta su resistencia a la
desnaturalización.
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Agentes desnaturalizantes
Todos aquellos agentes capaces de romper o alterar los
enlaces que mantienen las estructuras de orden superior
de una proteína pueden desnaturalizarla.
Agentes:
- Calor
- Agentes físicos: radiaciones, tensoactividad, altas
presiones)
- Agentes químicos: ácidos, álcalis, urea,detergentes
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Consecuencias de la desnaturalización:
Pérdida drástica de solubilidad
disminución de la viscosidad, velocidad de difusión y facilidad con que cristalizan.
se altera su actividad fisiológica. Por ejemplo, las globulinas plasmáticas desnaturalizadas pierden sus funciones de anticuerpos
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Asignaciones individuales
Proteínas de importancia biomédica
- Hemoglobina y mioglobina: Blanca e itza
- Estructura y función de los anticuerpos: Mariela y Wilmer
- En que consiste la hemostasia:Axel y Milzon
- Glicoproteínas y proteoglicanos: Edwin y Engell
- Colágeno y proteínas contráctiles. todos
Estructura y Función de aminoácidos y proteínas. Todos.
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Seminario sobre estructuras de las proteínas el próximo encuentro 151011.
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