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Tema 4:Estructura y Funcin de las Protenas (1)Dra. Vanessa Miguelvanessa.miguel@ucv.ve@bioquitips

Noviembre 2012

Universidad Central de VenezuelaFacultad de MedicinaEscuela de Medicina Luis RazettiCtedra de Bioqumica 1Protenas..nos podemos preguntarQu son? Dnde se forman?Cmo son?Cuntas son?Cmo se estudian?Qu funciones realizan?Cmo se relacionan con la salud y la enfermedad? Cmo pueden evitarse las enfermedades por deficiencia o por exceso en la alimentacin?Y muchas ms

2Funciones

3Protenas y enfermedad

Exceso de una protenaAusencia o deficiencia de una protenaIncorrecto plegamiento de la protenaEnfermedadPlegamiento incorrecto de protenas en enfermedades neurodegenerativas

ProtenasMacromolculas orgnicas.Constituidas por C, H, O, N y S.Peso, tamao y forma variable.Abundantes en los tipos celulares (una clula humana 10.000 protenas distintas).Funciones diversas: metabolismo, contraccin muscular, respuesta inmunolgica, crecimiento, transporte, catlisis enzimtica, funciones de sostn (huesos), etc.Polmeros lineales de L-aminocidos.

6Formas, tamao y peso variables

7Frmula General de los AminocidosCaCOOH+H3NHR8Frmula General de los Aminocidos Ca (central) Grupo amino Grupo carboxilo tomo de Hidrgeno Cadena lateral RRa CHNH3+ COOH9Culde las siguientes molculases un -aminocido?

11. Treonina12. Tirosina13. Cistena14. Arginina15. Lisina16. Histidina17. Acido Asprtico18. Acido Glutmico19. Asparagina20. Glutamina1. Glicina2. Alanina3. Valina4. Leucina5. Isoleucina6. Prolina7. Fenilalanina8. Triptfano9. Metionina10. SerinaCadena Lateral o Grupo RAminocidos Se conocen otros 150 aminocidos pero NO forman parte de las protenas.11AminocidosDos propiedades importantes que los distinguen son:Polaridad. Si un aminocido es polar o no - polar influye como interacta con el agua.Carga. Si tienen o no carga. Algunos aminocidos pueden ionizarse para tener cargas positivas, otros se ionizan con cargas negativas.12Ejemplos de algunos aminocidos

13Esteroisomera de los aa

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15Actividad pticaLa presencia del carbono asimtrico, adems les da a los aminocidos actividad ptica, es decir en disolucin son capaces de desviar el plano de polarizacin de la luz. Si lo desvan hacia la derecha (+) se llamandextrgiros, si lo desvan hacia la izquierda (-)levgiros. 16Enlace Peptdico

Enlace covalente tipo amidaCarcter de doble enlace parcialImposibilidad de rotacin.Reaccin de deshidratacin.Configuracin Trans. Entre el COOH de un aminocido y el grupo amino NH3+ de otro aminocido. 17Enlace peptdico

Estructura de las Protenas

19Estructura de ProtenasLa estructura tridimensional de las protenas viene determinada por su secuencia de aa La funcin de una protena depende de su estructura tridimensional, la cual es nicaLas fuerzas ms importantes que estabilizan la estructura tridimensional son interacciones no covalentes20Estructura primaria.Estructura secundaria.Estructura terciaria.Estructura cuaternaria.

Niveles de Organizacin 21

Estructura primariaSecuencia de aminocidos.Especificada en el DNA.Determina la forma que adopta la protena22Estructura primaria

Es la secuencia de sus aminocidos. Por convencin el orden de escritura es siempre desde el grupo amino-terminal hasta el carboxilo final23Estructura de ProtenasSlo una fraccin (~105) de las posibles secuencias (>10400 ) de aa es una protena nativa, codificada por un gen y fabricada en una clulaQu tienen de peculiar esas secuencias? Se pliegan, como resultado de las interacciones laterales entre los aa, formando estructuras especficas Cadenas aleatorias de aa sintetizadas artificialmente usualmente no tienen un plegamiento bien definido24

Proceso secuencial espontneoImpulsado por interacciones no covalentesPlegamiento de Protenas25

Plegamiento de las Protenas26

Plegamiento de las Protenas27

Plegamiento de las ProtenasConformacin Nativa: Estructura tridimensional con actividad biolgica

28Plegamiento de las protenas

Enlaces no covalentes que permiten y estabilizan la estructura de las protenasEstructura de las Protenas31Interacciones implicadas en el plegamientoEnlaces de hidrgeno internosInteracciones electrostticas (o puentes salinos) entre grupos cargados de las cadenas laterales (Glu, Asp, Lys, Arg, etc)Interacciones de Van der Waals. Las protenas estn tan densamente empaquetadas que permiten el mximo contacto entre los tomos de las cadenas laterales

32Interacciones implicadas en el plegamientoRestricciones impuestas por el propio enlace peptdico Interacciones hidrofbicas. En un ambiente polar (agua) los grupos hidrfobos se agrupan en el interior de la molcula de protena. Enlaces disulfuro. Contribuyen a estabilizar la estructura tridimensional de la protena33

Estructura de Protenas34Estructura SecundariaArreglos peridicos de segmentos de la protenaNo considera grupos REstabilizada por puentes de hidrgeno entre el grupo carbonilo y el amida del enlace peptdico

Tipos: -hlice, Lmina , giros o plegamientos al azar

35Estabilizada por puentes de hidrgeno.Entre tomos de O y NH que forman parte del enlace peptdico. Grupos R de los aminocidos se localizan hacia el exterior de la hliceMuy frecuente en las protenas globulares.

-Hlice36

-Hlice

37Estabilizada por puentes de hidrgeno.Entre tomos de O y NH que forman parte del enlace peptdico. Cadena polipeptdica completamente extendida.Grupos R localizados por arriba y por debajo del plano de la hoja.

Hoja -Plegada38Laminas-b

39Estructuras supersecundariasa-hlicehlice-giro-hlicecoiled-coilMano EF4 hlicesEstructurabHorquillabMeandrobBarrilbHliceba-bb-a-bRossmann

Estructura secundaria

Videos recomendadosEstructura de Protenas (Protein structure) http://www.youtube.com/watch?v=iaHHgEoa2c8Plegamiento de Protenas (Protein folding) http://www.youtube.com/watch?v=fvBO3TqJ6FEAlfa hlice http://www.youtube.com/watch?v=eUS6CEn4GSAHoja Plegada (Beta sheet) http://www.youtube.com/watch?v=wM2LWCTWlrE

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