ESTRUCTURA DE PROTEÍNAS
PROTEINAS
Polipéptidos cuya secuencia aminoacídica está determinada
genéticamente.
Poseen entre 50 y mas de 20,000 residuos aa. (PM entre 5,500 y 220,000).
Macromoléculas mas versátiles gracias a las cadenas laterales de los aa´s.
Grupo prostético: Parte no aminoacídica de las proteínas conjugadas.
Lipoproteínas
Glucoproteínas
Hemoproteínas, metaloproteínas.
Enlace peptídico
PROPIEDADES:
❖Esqueleto regular de enlaces peptídicos
❖Grupos disociables con propiedades ácido-base: PI
❖Capacidad de reconocimiento específico
❖Conformación Nativa
FUNCIONES:
❖Estructurales: colágeno, queratinas, histonas, actina y tubulina, etc,
❖Transporte y almacenamiento: Apolipoproteínas, hemoglobina, Na+K+
ATPasa, ferritina, caseína y gluten.
❖Contracción muscular y movimiento: actina y miosina, dineína.
❖Defensa: Anticuerpos, complemento, toxinas.
❖Regulación: Insulina, prolactina, receptores, proteínas G.
❖Enzimas: DNA polimerasa, tripsina, hexoquinasa.
Proteína Masa
(kD)
Residuos Subunidades PI Función
Insulina 5.7 51 2 5.4 Hormona, señal. S
Citocromo C 13 104 1 10.6 Enzima. C
Ribonucleasa A 13.7 124 1 7.8 Enzima. S
Lisozima 13.9 129 1 11.0 Enzima. S
Mioglobina 16.9 153 1 7.0 Transporte O2. C
Hemoglobina 64.5 574 4 7.1 Transporte O2. C
Inmunoglobulina G 145 1320 4 6.6 Defensa, anticuerpo. C
Colágeno 300 3126 3 6.6 Soporte estructural. S
NIVELES ESTRUCTURALES
Para describir y comprender su estructura esta se divide en 4 niveles:
❖ Estructura primaria: Descripción de todos los enlaces covalentes. Secuencia de
aminoácidos.
❖ Estructura secundaria: Disposiciones estables de aminoácidos continuos en la
cadena.
❖ Estructura terciaria: Plegamiento tridimensional del polipéptido. Disposiciones de
puntos alejados linealmente entre sí. Proteínas Globulares y Fibrosas.
❖ Estructura cuaternaria: Disposición de las diversas subunidades.
Conformación Nativa:
Conformación tridimensional, niveles 2, 3 y 4. Pero depende de la estructura primaria.
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ESTRUCTURA PRIMARIA.
Determinada genéticamente. Determina la estructura tridimensional, conformación nativa y función.
Proteínas con funciones diferentes tienen secuencias diferentes.
Proteínas defectuosas en un solo residuo pueden generar enfermedades mortales.
❖La secuencia de aminoácidos
de una proteína proporciona
información sobre su estructura
tridimensional y función,
localización subcelular,
evolución.
❖Proteínas con funciones
similares, en especies
diferentes, tienen secuencias
similares.
❖Existen residuos altamente
conservados (invariables) y
residuos variables.
ESTRUCTURA SECUNDARIA.
Disposiciones estables de aminoácidos continuos en la cadena.
Conformación local de algunas partes del polipéptido.
Patrones de plegamiento regulares.
Repetitivas: Hélices alfa, hojas beta plegadas
No repetitivas: giros o asas.
Hélice
Esqueleto polipeptídico enrollado sobre sí mismo, cadenas laterales sobresalientes.
Casi siempre dextrógiras.
Dimensiones: 1.5 Ǻ por residuo, cada giro mide 5.4 Ǻ y contiene 3.6
residuos; ángulos de torsión =-60º, =-50º.
Estabilizada por puentes de H entre los enlaces peptídicos entre los residuos n y n+4.
Asp
Arg
Tipos hélices
La hélice alfa es la estructura secundaria que se forma
con mayor facilidad (probabilidad): Uso óptimo de los
puentes de H internos.
No todos los polipéptidos pueden formar una hélice alfa
estable.
La tendencia de un segmento determinado a plegarse en
hélice alfa depende de la identidad y secuencia de los
residuos de aa.
Residuos desestabilizadores: Gly y Pro; Asn, Ser, Thr,
Cys.
También pueden ser desestabilizadas por muchos
residuos voluminosos o con carga igual.
Hoja beta plegada
Esqueleto polipeptídico extendido en ZIGZAG, cadenas laterales sobresalen de manera alternada.
Puede estar formada de 2 a 15 hebras de unos 6 residuos en promedio cada una
Ángulos de torsión = = 180º. Longitud, el doble de una hélice α.
Estabilizada por puentes de H entre enlaces peptídicos de segmentos adyacentes.
Paralela o antiparalela (más común).
Desestabilizada por residuos voluminosos.
Residuos más comunes: Gly y Ala.
Estructuras no repetitivas
Giros o asas.
Comunican dos regiones repetitivas
Asociadas con sitios de unión. Se localizan en la superficie.
Giros .- comunican hojas β antiparalelas, estabilizados por puentes de H, contienen Pro y Gly.
Giros .- Asas largas.
También existen regiones, generalmente terminales, “desordenadas”.
ESTRUCTURA TERCIARIA.
Plegamiento tridimensional del polipéptido. Plegamiento de elemento de estructura secundaria.
Proteinas Fibrosas
ProteinasGlobulares
Proteínas fibrosas.- Estructura terciaria simple, dominada por una estructura secundaria. Hélice superenrrollada en α-queratina y colágeno.
Proteínas globulares. Estructuras secundarias plegadas. Tienen función de proteínas de transporte y y receptores.
Propiedades comunes:
a) En su estado nativo existen como molécula esferoide compacta (casi sólidas). En el interior de la mioglobina solo caben 4 moléculas de H2O. Estabilizadas por Fzas. Van der Waals.
b) Cadenas laterales hidrofóbicas “escondidas”. Estabilizadas por Interacciones hidrofóbicas.
➢ En conjunto hélices α y hojas β plegada forman parte de 50% en proteínas globulares.
➢ 100 % en proteínas fibrosas como α y β queratinas.
Motivos.-Segmentos repetitivos de Estructura Terciaria. (Estructuras supersecundarias) Ej:
• Horquilla
• Vértice
• Lazo
• Barril
Dominios.- Regiones globulares independientes dentro de un mismo polipeptido.
En muchos casos, diferentes dominios tienen funciones diferentes.
Los puntos de interacción se asocian con sitios activos o de reconocimiento.
ESTRUCTURA CUATERNARIA.
Disposición espacial de las diversas subunidades y descripción del tipo de enlaces que las estabilizan.
Una proteína formada por más de una cadena polipetídica se llama oligómero y cada cadena de la que está formada se llama subunidad o monómero. Subunidades.- Cada una de las cadenas polipeptídicas que forman una proteína multimérica.
Dependiendo del número de cadenas polipetídicas que formen la proteína tenemos dímeros, trímeros, tetrámeros, etc Si son iguales se llama homo-oligómero. Si son diferentes un hetero-oligómero
Ejercicio estructura de proteínas.
• Estructura primaria:MARFEEQKLYIGGRYVEASSGATFETINPANGEVLAKVQRASREDVERAVQSAVEGQKVWAAMTAMQRSRILRRAVDILRERNDELAALETLDTGKPLAETRSVDIVTGADVLEYYAGLVPAIEGEQIPLRETSFVYTRREPLGVVAGIGAWNYPVQIALWKSAPALAAGNAMIFKPSEVTPLTALKLAEIYTEAGVPDGVFNVLTGSGREVGQWLTEHPLIEKISFTGGTSTGKKVMASASSSSLKEVTMELGGKSPLIIFPDADLDRAADIAVMANFFSSGQVCTNGTRVFIHRSQQARFEAKVLERVQRIRLGDPQDENTNFGPLVSFPHMESVLGYIESGKAQKARLLCGGERVTDGAFGKGAYVAPTVFTDCRDDMTIVREEIFGPVMSILVYDDEDEAIRRANDTEYGLAAGVVTQDLARAHRAIHRLEAGICWINTWGESPAEMPVGGYKQSGVGRENGLTTLAHYTRIKSVQVELGDYASVF
Estructura secundaria: (Predicción )https://npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.pl?page=npsa_gor4.html
Estructura terciaria y cuaternaria: Pdbsum (2WME)http://www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/cgi-bin/pdbsum/GetPage.pl?pdbcode=index.html
https://web.expasy.org/protparam/