R1
│+H3N –CH – C – O– + ║ O
H2O
R1 R2
│ │+H3N—CH—C—N—CH—COO—
║ O
dipéptido
+ H R2
│ │
HN –CH – C – O–
│ ║ H O
Ala Gly Cys Asp Lys Leu
H3C CH3
\ / SH COO- NH3
+ CH CH3 H H H CH2 H CH2 H (CH2)4 H CH2
+H3N— C —C — N — C — C — N — C — C — N — C — C— N — C — C — N — C — COH ║ ║ ║ ║ ║ ║ H O H O H O H O H O H O
Amino terminalAmino terminal
Carboxilo terminalCarboxilo terminal
Ser-Gly-Tyr-Ala-Leu
Oxígeno de carbonilo tiene carga parcial negativaNitrógeno de amida tiene carga parcial positiva
•Casi todos los enlaces ocurren en trans
•Enlace peptídico: simple ?
•Naturaleza parcial de enlace doble (40%)
C-N = 1.32 AC-O = 1.24 A
C-N = 1.46 AC-O = 1.20 A
La Secuencia de Aminoácidos en una Proteína:
• es una característica única de cada proteína
• es codificada por la secuencia de nucleótidos del DNA
• es leída del extremo amino hacia el extremo carboxilo
psi
phi
Ø = phi N-C = psi C-CCualquier valor entre -180 y = 180,PERO . . .
y = 02 enlaces peptídicos flanqueandoC están en el mismo plano
Arquitectura de Proteínas
• Forma - globulares o fibrosa
• Niveles de Estructura Proteica
- Primaria - secuencia
- Secundaria - estructuras locales -puentes H
- Terciaria - Forma 3-dimensional
- Cuaternaria - Organización de subunidades
•Primaria: Secuencia de aminoácidos en un péptido/proteína
•Secundaria: Arreglos estables de aa. que dan lugar a patrones estructurales•Terciaria: Enrollamiento/plegamiento (folding) 3D
•Cuaternaria: Cuando está formada x más de una cadena
Qué fuerzas determinan la estructura?
• Estructura Primaria - determinada por enlaces covalentes
• Estructuras Secundaria, Terciaria, Cuaternaria - Todas determinadas por fuerzas débiles
• Fuerzas débiles - Puentes de H, interacciones iónicas, interacciones de van der Waals, interacciones hidrofóbicas
Alfa Helix
• Propuesta por Linus Pauling y Robert Corey en 1951
• Identificada en queratina por Max Perutz
• Componente ubicuo de proteínas
• Estabilizado por puentes de H
Elevación por residuo : 1.5 ÅIdeal phi = -60° , psi = -45°
Puente de H: entre C=O y N-H
Grupos R no participan directamente
Hoja Plegada Beta
Compuesta de hebras (strands) beta• Primero postulada por Pauling y Corey, 1951
• Hebras pueden ser paralelas o antiparalelas
• Elevación por residuo:•
– 3.47 Angstroms para antiparalelas
– 3.25 Angstroms para paralelas
• (1.5 Å en hélice alfa)
Menos estable que antiparalela se necesitan mas hojas
La Vuelta Beta
• Permite a la cadena peptídica cambiar de dirección
• Unión es por puente de H: 3 residuos abajo
• Prolina y Glicina prevalecen en vueltas beta
•Estructura SupersecundariaEstructura Supersecundaria
Motivos, folds (plegamientos)Arreglos estables de varias 2rias y sus conexiones
Motivo más grande (barril /) a partir de uno pequeño(loop ) de piruvato quinasa
•Estructura TerciariaEstructura Terciaria
•Aminoácidos más alejados ineractuando entre sí•Arreglo espacial de estos residuos
FUERZAS QUE PARTICIPAN:Interacciones hidrofóbicasInteracciones iónicasPuentes disulfuro
Proteína globular: mezcla de alfas y betasunidas por segmentos conectores
Estructura Terciaria Algunos principios importantes :
• Las estructuras secundarias se formarán cada vez que sea posible (debido a formación de puentes de H)
• Hélices y hojas se empacan juntas• Proteínas se pliegan para formar las
estructuras más estables (hacen puentes de H y minimizan contacto con solvente
• Residuos hidrofóbicos hacia dentro
Porcentaje de -hélice y estructura en algunas proteínas
Proteína Residuos % -hélix % hoja Mioglobina 153 78 0Citocromo c 104 39 0Lisozima 129 40 12Ribonucleasa 124 26 35Quimiotripsina 247 14 45Carboxipeptidasa 307 38 17
MIOGLOBINA
78/0
39/0 40/12
26/35
Hemoglobina; Estructura cuaternaria (varias subunidades)
MultímeroSi pocas: oligómero
Estructura Cuaternaria Qué fuerzas mantienen la asociación
cuaternaria? • Kd típica para dos subunidades: 10-8 a 10-16M! • Valores corresponden a energías de 50-100
kJ/mol a 37 ºC (iónicas 20 kJ/mol)• Pérdida de entropía debido a asociación -
desfavorable • Ganancia de entropía debido a ocultamiento de
grupos hidrofóbicos - muy favorable!
Alfa
Datos moleculares de algunas proteínas
Peso Molecular # residuos # cadenas
Citocromo c (humano) 13,000 1041
Ribonucleasa A (páncreas bovino) 13,700 124 1Lisozima (clara huevo) 13,930 129
1Mioglobina (corazón equino) 16,890 153 1Quimiotripsina (páncreas bovino) 21,600 241 3Quimiotripsinógeno (bovino) 22,000 245 1Hemoglobina (humano) 64,500 574
4Albúmina sérica (humano) 68,500 609 1Hexoquinasa (levadura) 102,000 972 2RNA polimerasa (E. coli) 450,000 4,158 5Apolipoproteína A (humano) 513,000 4,536
1Glutamina sintetasa (E. coli) 619,000 5,628
12Titina (humano) 2’293,000 26,926 5
Toda la información necesaria para el enrollamiento de la cadena peptídica en su estructura "nativa” está contenida en la
estructura primaria de amino ácidos en el péptido.
P
Plegamiento y unión de cofactor(interacciones no covalentes)
Modificación covalente x glicosilaciónfosforilación, acetilación, etc.
Unión de otras subunidades
P
Proteína madura funcional
Creación de una proteína funcional
Proteína Madura Funcional
Plegado correcto
sin ayuda
Proteina recién sintetizada
Plegado correctocon ayuda de
chaperona
Plegado incompletodigerida enproteasoma
Agregadoproteico
20% Hsp7010% Hsp60
Chaperonas Moleculares
• Por qué se necesitan chaperonas si la información para el plegamiento está presente en la secuencia? – Para proteger a las proteínas nacientes y para
acelerar los pasos lentos
• Proteínas chaperonas fueron primero identificadas como "heat-shock proteins" (hsp60 & hsp70) o proteínas de golpe calórico
Chaperona HSP 60
Chaperona HSP 70
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