PROTEÏNES - WordPress.com · –Les cadenes es mantenen unides per les mateixes interaccions que...
Transcript of PROTEÏNES - WordPress.com · –Les cadenes es mantenen unides per les mateixes interaccions que...
PROTEÏNES
Són polímers d’aminoàcids
D’elevat pes molecular
Fonamentals per a l’organització cel·lular tant per la seua abundància com per la diversitat de funcions que desenvolupen
Aminoàcids (aa)
• Les proteïnes estan formades per subunitats anomenades aminoàcids hi ha + de 200 aa, però solament 20 formen les proteïnes = aa protèics o α-aa
Grup amino Grup àcid
Cadena lateral depenent de quina siga tindrem cadascun dels 20 aa determ les propietats químiques i biològiques de l’aa
Cα C més proper al grup àcid
• 3 són apolares aromátics
R: de natura aromàtica (hi ha un cicle). Són capaços de’absorbir la
llum
Phe, Tyr, Trp
• Els org heteròtrofs NO poden sintetitzar tots els aa proteics:
– aa no essencials aquells que podem sintetitzar
– aa essencials no els podem sintetitzar i per tant els hem d’ingerir en la dieta
Als humans hi ha 9 aa essencials
• Els org autòtrofs poden sintetitzar-los tots
1. Propietats
1. Caràcter amfòter en dissolució aquosa es pot comportar com a àcid o base segons el pH de la dissolució, gràcies al grup –COOH i el –NH2:
- Si pH àcid el grup amino –NH2 guanya un H+ (es comporta com una base) quedant -NH3
+
- Si pH bàsic el grup carboxil -COOH cedeix un H+ (es comporta com un àcid) quedant -COO-
- Si pH neutre s’ionitzen ambdós
zwitter
Així tenim un
compost doblement
ionitzat. Es diu que
l’aa està en forma
zwitteriònica.
Li confereix efecte amortidor de pH (tamponador)
Així si a un pH un aa té càrrega=0,6
• El pH al que un aa té càrrega = 0 és el punt isoelèctric
(pI) dependrà:
• del grup amino i carboxil
• de les R (poden tindre grups NH2 o COOH o encara que no en
tinguen poden influir en la facilitat per a ionitzar-se)
zwitter
60% amb càrrega +40% amb càrrega 0
Estes 3 formes es
troben en equilibri
desplaçant-se cap a un
costat o altre depenent
del pH
Electroforesi per isoelectroenfoc
pI del aa >pH en el que está → càrrega +
pI del aa < pH en el que está → càrrega -
Un aa tiene un pI de 6’5, si está en un
medio con pH 8, ¿hacia que electrodo
se desplazará?
pI = 6,5 a pH = 6,5càrrega= 0 = iónzwitterion con grupo NH3
+ y COO-
A pH=8, quedará carregat negativament es desplaçará cap a la part + (ànode)
2. Estereoisomeria
Com que el Cα és asimètric (excepte en la glicina) apareixen 2 configuracions L i D depenent del lloc que ocupa el NH2
Tots els aa proteics són L
Existeixen D-aa :
- PC bact
- alguns Ab
• Racemització rotació de forma que es canvia la forma L per la D i a l’inversa
• També tenen activitat òptica:– Dextrogirs si desvien el pla de llum a dreta (+)
– Levogirs si desvien la llum a l’esquerra (-)
Aquest fenomen és utilitzat per a la datació en geologia i arqueologia.
La racemització és un procés que acaba quan els aminoàcids de les proteïnes tenen aproximadament un equilibri del 50% entre les formes levògires i dextrògires.
2. Enllaç peptídic
• Entre el grup COOH d’un aa i el grup NH2 de l’aa següent
PÈPTID (conjunt d’uns pocs aa)
• Característiques de l’enllaç peptídic
– És un enllaç covalent de tipus amida C-N
– Caràcter parcial de doble enllaç no rotació C, N i O i
H units al mateix pla
– Longitud intermèdia entre
C-N i C=N
– L’O i el H units a l’enllaç es
situen en costats oposats
configuració TRANS
Proteïnes
• Són polímers lineals α-L-aa units per enllaços peptídics
• 4 nivells estructurals:
Estructura primària
És la seqüència d’aa en una cadena polipeptídica
• 20 aa protèics = 20n seq proteiques diferents
• Semblances significatives entre seq prot indicador d’evolució des d’un avantpassat comú proteïnes homòlogues
• Forma de zig-zag planaritat dels enllaços
• Determinarà la resta de les estructures de la proteïna
Estructura secundària
• És la disposició espaial que adopta
la cadena d’aa per a ser estable:
• α-hèlix:
– Dextrogira
– R cap a l’exterior
– Grups C=O i N-H cap a dalt
o cap a baix, paral·lels a l’eix
de la hèlix ponts d’H entre:
O (C=O)i H (N-H) cada 4 aa
– L’estabilitat depén dels aa
(Pro NO forma ponts d’H)
5.4 Å /volta i 3,6 aa/volta
• Full-β:
• Full pegat en zig-zag (com a l’estruct 1ª)
– S’estabilitza per ponts d’H entre O i H que queden oposats
– R cap amunt o cap avall
• No totes les parts d’una proteïna poden ser classificades com a hèlix o full hi ha plegaments i girs q permeten connectar estructures 2ª
+ compacta + freq
- compacta - freq
• En alguns casos combinacions d’estruct secund amb
geometria específica:
Estructura terciària
Plegament determinat per les interaccions fq entre diferents cadenes laterals buscant l’estabilitat al medi en què es troba
• Interaccions entre R d’aa allunyats
• Residus hidrofòbics a l’int i els polars a l’ext en contacte en el medi aquós
• 2 formes bàsiques:
– Fibrosa baix grau de plegament, allargades, insolubles en aigua, funcions estructurals (Ex: col·lagen)
– Globularmolt empaquetades, esfèriques, solubles en aigua, funcions dinàmiques (Ex: mioglobina)
• Tipus d’interaccions que estabilitzen l’estruct 3ª:
– Ponts d’H entre R polars q tinguen algun grup q puga actuar com dador o acceptor de H+ o grups C=O i N-H que no intervinguen en l’estruct 2ª
– Interaccions electrostàtiques entre R amb càrregues oposades (aa àcids i bàsics) o extrem amb càrrega parcial
– Forces de Van der Waals + interaccions hidrofòbiques entre R apolars molt dèbils
– Ponts disulfur entre grups –SH de la Cys interaccions covalents molt fortes
• En cadenes polipeptídiques llargues (+200 aa)solen plegar-se forment agrupacions anomenades DOMINIS:
– Actuen com a unitats estructurals estables de forma independent
– Solen ser unitats funcionals els diferents dominis d’una proteïna tenen funcions diferents
– S’uneixen per parts flexibles (actuen com una frontissa)
Hi ha proteïnes formades per + d’una cadena polipeptídica la disposició espacial d’aquestes s’anomena estructura quaternària
– Les cadenes es mantenen unides per les mateixes interaccions que en l’estruct 3ª
– Permet + estabilitat
LA ESTRUCTURA QUATERNARIA (o la terciària si solament
tenen una cadena polipeptídica ) ÉS LA QUE DETERMINA
L’ACTIVITAT BIOLÒGICA DE LA PROTEÏNA SI EIXA ESTRUCTURA
ES PERD LA PROTEÏNA PERD LA SEUA FUNCIÓ
Jmol /Molviewer visualitzadors (insulina = 2HIU, Hb= 4HHB, tripsina = 1H4W)
Estructura quaternària
https://www.rcsb.org/pdb/explore/jmol.do?structureId=2HIU&opt=3&bionumber=1
• Estruct quaternària de l’hemoglobina amb 4 cadenes polipeptídiques (2 cadenes α i 2 β)
http://www.bionova.org.es/animbio/anim/proteoconfor.swf
• Fixeu-se quan d’important és la estructura primària per a la conformació d’estruct 2ª,3ª i per tant de 4ª
Propietats de les proteïnes
• Es deriven de l’estructura (i de les cadenes R dels aa que queden exposats al medi):
– 1. Especificitat
– 2. Comportament àcid-base
– 3. Solubilitat
– 4. Desnaturalització
1. Especificitat
- Especificitat de funció
- Seqüència específica d’aa que determ la estruct 1ª estr 2ª estr 3ª estr 4ª FUNCIÓ
- Especialment imp en:
- EZ específiques de substrat
- Inmunoglobulines específiques d’antígen
- Especificitat d’espècie
- Estudis filogenètics
2. Comportament àcid –base
- Igual com els aa, les proteïnes presentaran una càrrega elèctrica depenent del pH del medi i els aa que la formen
Punt isoelèctric pH al que la càrrega és zero
3. Solubilitat depén de:• + aa polars i + cap a l’exterior + solubilitat
Estableixen ponts d’H amb molec d’aigua queda
envoltada de molec d’aigua capa de solvatació
- Prot fibroses + insolubles
- Prot globulars + solubles R polars a l’ext
• Salinitatquan + diluïdes siga la solució + solubilitat
ions competeixen per envoltar-se d’aigua
Si afegim una sal a una dissolució de prot en aigua, l’aigua
passarà a envoltar els ions la proteïna perd la capa de
solvatació i precipita
• pH del medi càrregues• Tª
Capa de solvatació
4. Desnaturalització
- És la pèrdua de l’estructura NATIVA (aquella a la que té funció) d’una proteïna solen conservar l’estr 1ª
- Agents desnaturalitzadors:
- Físics: Tª, pH, agitació violenta
- Químics: subst com urea i ion guanidino competeixen amb els grups COOH i NH2 de la prot per formar ponts d’H
I PER TANT LA PÈRDUA DE LA FUNCIÓ¡¡¡
• Pot ser:
– Reversible al despareixer el agent, recupera l’estructura nativa
– Irreversible No pot recuperar l’estruct nativa
Funcions de les proteïnes
• Estructural fixar forma, donar rigidesa o flexibilitat
– Col·lagen (txt conjuntiu dens, tendons), queratina (pel i ungles), fibroïna (seda), histones (ADN), glucoproteïnes (membrana), actina i miosina (músculs),
• Reservamagatzem d’aa
– Albúmina (ou), caseïna (llet), gliadina (blat)
• Reguladores del pH
• Defensiva les immunoglobulines, trombina i fibrinogen (coagulació),
• Funcions actives interaccionen amb una altra subst (lligand) de forma específica
EZ catalitzadores en reaccions químiques
Reguladores hormones (insulina, glucagó, GH..) o receptors hormonals
Transportadores s’uneixen a un lligand i el transporten: Hbi Mb (unió a O2)
https://www.youtube.com/watch?v=2120av9wdFU
Contràctils al unir-se al lligand es produeix un canvi de conformació estirament o acurtament: miosina
Inmunes o inmunoglobulines (Ac)
s’uneixen irreversiblement a un
lligand (Ag) que és una subst tòxica
i la bloquegen
Classificació proteïnes
https://www.youtube.com/watch?v=qBRFIMcxZNM