Proteínas I

1. Proteínas I Sebastián Acuña Área Bioquímica

2. Analizar las propiedades físico-químicas de las proteínas. Describir las funciones biológicas más relevantes de las proteínas. Objetivos

3. Proteínas Concepto y definición Proteínas prōtos (del griego): “primero o más importante”. Todas las proteínas están formadas a partir de los mismos 20 aminoácidos. SON POLÍMEROS DE AMINOÁCIDOS Son la expresión de la información génica.

4. LAS PROTEÍNAS SON LAS MOLÉCULAS QUE EXPRESAN LA INFORMACIÓN GENÉTICA ADN Núcleo celular Transcripción ARNm Citosol Traducción Ribosoma Cadena de aminoácidos (Proteínas) En la célula eucariota

5. SON POLÍMEROS DE AMINOÁCIDOS 20 α-aminoácidos estándar Esteroisómeros L Condensación dipeptido Enlace peptídico

6. Grupos radicales -R Extremo carboxilo-terminal Extremo amino-terminal Pentapéptido 5 aminoácidos 4 enlaces peptídicos seril-glicil-tiroinil-alanil-leucina

7. pH 14 pKa≈9,69 12 - - pKa≈4,25 7 pka pKa≈10,53 + + 2 pKa≈2,18 0 Carga Neta Propiedades físico-químicas Anión + +/ - - (0) pI Punto Isoiónico Catión

8. ELECTROFORESIS 14 Migra al Ánodo Polo + 7 No migra Se orienta Migra al Cátodo Polo - 0 Propiedades físico-químicas Aplicación de Campo eléctrico Carga Neta pH 12 - - Anión + +/ - - (0) pI Catión + + 2

9. El pI, ¿significa pH neutro? pI Valor de pH, donde las cargas + igualan a las -

10. Electroforesis en gel de poliacrilamida

11. Polipéptidos PM < 10000 Proteínas PM>10000 Propiedades físico-químicas El pH del medio determina la carga eléctrica del péptido. El pH del medio determina la carga de la proteína. Los péptidos tienen comportamiento ácido-base Las proteínas tienen comportamiento ácido-base. El pH del medio y el pI determinan el comportamiento de los peptidos y las proteínas Los péptidos y las proteínas pueden ser caracterizadas de acuerdo al pH del medio, la carga eléctrica y su peso atómico (PM).

12. 20 α aa están siempre presentes en las proteínas. La proporción de residuos de cada 20 α aa, presentes en diferentes proteínas es diferente. Diferentes proteínas, Diferentes funciones La identidad, secuencia y proporción de aminoácidos en la cadena polipeptídica determina la función de la proteína

13. Hemoproteína Glucoproteína Glúcido IgG Hemoglobina Clasificación de proteínas Proteínas sencillas Compuestas sólo por aminoácidos Proteínas conjugadas Compuestas por aminoácidos y otros compuestos o grupos prostéticos. Lipoproteínas (lípidos) Glucoproteínas (glúcidos) Fosfoproteínas (P) Hemoproteínas (hemo) Flavoproteínas (flavinas) Metaloproteínas (metales)

14. Proteínas sin subunidades Una sola cadena peptídica Protómeros FUNCIONES Hemoglobina Proteínas con subunidades Dos o más péptidos asociados en forma no covalente Proteína Oligomérica Dos o más subunidades idénticas 4 subunidades polipeptídicas. Dos cadenas α idénticas. Dos cadenas β idénticas Tetrámero de 4 subunidades Dímero de protómeros αβ

15. Clasificación funcional • Función estructural • Proteínas fibrosas • Función enzimática y reguladora • Proteínas globulares Funciones de las proteínas Enzimas Hormonas Anticuerpos Receptores hormonales Transportadores Canales transmembrana Soporte, forma, protección...

16. Clasificación funcional de las proteínas • Función estructural • Proteínas fibrosas • Formadas por una unidad repetitiva simple que se ensambla para formar fibras.Polipéptidos en hebras u hojas largas. • Asignan sus características a las estructuras de las cuales forman parte. • Suelen ser insolubles. • Brindan: soporte, forma, protección, elasticidad, resistencia.

17. Colágeno tendones, cartílagos, aparato reproductor, matriz ósea. α-queratina cabello, uñas, plumas. Colágeno Proteínas fibrosas

18. Clasificación funcional de la proteínas • Enzimas y proteínas reguladoras • Proteínas globulares. • Gran variedad estructural. • Gran variedad funcional. • Ejemplos: • Enzimas • Hormonas • Anticuerpos • Canales transmembranas En las proteínas globulares la diversidad estructural refleja la diversidad funcional

19. Proteínas globulares. - Enzimas   Hexoquinasa

20. Proteínas globulares. -Hormonas Vinculadas al metabolismo energético y mineral Insulina Glucagón Adrenalina Vasopresina Vinculadas a la reproducción Oxitocina Prolactina Hormona luteinizante LH Hormona folículo estimulante FSH

21. Proteínas globulares -Anticuerpos inmunoglobulinas Inmunoglobulina M IgM Inmunoglobulina G IgG

22. Resumen Las proteínas son la expresión de la información genética. Los aminoácidos pueden unirse covalentemente por enlaces peptídicos formando péptidos y proteínas. Las proteínas están formadas por residuos de los 20 aminoácidos estándar. La secuencia, composición y las características fisico-químicas de los aminoácidos determinan la estructura y función de las proteínas. La gran diversidad de las proteínas globulares refleja la diversidad funcional de las proteínas.

23. Autoevaluación • Responda verdadero o falso a las siguientes afirmaciones: • Las proteínas están formadas por residuos de aminoácidos unidos a través de enlaces peptídicos. • Las propiedades fisicoquímicas de las proteínas nunca reflejan la composición y secuencia de aminoácidos de la mismas. • El pH del medio determina la carga eléctrica de las proteínas. • El punto isoiónico (pI), es un valor de pH donde la carga neta de la proteína es 0.

24. Autoevaluación • Responda verdadero o falso a las siguientes afirmaciones: • Las proteínas conjugadas están compuestas solamente por aminoácidos. • El colágeno es una proteína con función reguladora. • La variabilidad en las funciones de las enzimas es ejemplo de la gran variabilidad en las funciones de las proteínas. • El cambio de un sólo aminoácido en la cadena polipeptídica nunca puede determinar un cambio en la función proteica.

25. Bibliografía • Lehninger, Nelson & Cox; Aminoácidos, péptidos y proteínas, Estructura tridimensional de las proteínas, Función de las proteínas; Principios de Bioquímica; Omega 5ra Edición, 2010; Cap. 5, 6 y 7. • Voet & Voet; Covalent Structures of Proteins, Three-Dimensional Structures Of Proteins, Proteins Folding, Dinamics, And Structural Evolution, Hemoglobin: Protein Function in Microcosm; Biochemistry; Wiley & Sons Inc. 2da Edición, 1995; Cap 6, 7, 8 y 9, Pag. 105-137, 141-187, 191-2112 y 215-248. • Stryer; Estructura y función de las proteínas, Descripción de una proteínas alostérica; Bioquímica; Editorial Reverté 4ta Edición, 1995; Cap. 2 y 7, Pag. 17-42 y 147-175. • Mathews & van Holde; Introducción a las proteínas: nivel primario de la estructura proteica, Estrcutura tridimensional de las proteínas, función y evolución de las proteínas y proteínas en movimiento: sistema contráctil y de motilidad; Bioquímica; McGraw-Hill, Interamericana 2da Edición, 1998; Cap.5, 6, 7 y 8, Pag 141-178, 179-228, 232-279 y 283-305. www.wotrhpublishers.com/lehninger Protein Data Bank Stuctural classification of Proteins Sitios web