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af Luis Pachado 3 år siden

2008

Aminoácidos, péptidos y proteínas

Los aminoácidos, péptidos y proteínas son componentes fundamentales en los organismos vivos. Los péptidos poseen diversas actividades biológicas, incluyendo funciones como antibióticos, hormonas y óxido-reguladores.

Aminoácidos, péptidos y proteínas

Aminoácidos, péptidos y proteínas

Péptidos

Muchos péptidos poseen actividades biológicas, como las siguientes
Oxido-Reguladores

Glutatión: Reduce los radicales libres

Antibióticos

Los péptidos que presentan esta actividad poseen generalmente AA con configuración D o enlaces poco comunes

Es el lóbulo posterior de la hipófisis se produce un cierto número de péptidos con funciones hormonales

Angiotensina: 8 a 10 AA, enzimas sobre proteínas del plasma sanguíneo

Adrenocorticotropa: De 25 a 34 aminoácidos, glándulas suprarrenales, regulación del metabolismo de carbohidratos

Oxitocina: Contracción del útero y glandula mamaria

Son menos complejas que las moléculas proteicas

Proteínas

Organización: Niveles estructurales
Estructura cuaternaria

Razones para que exista la proteína con subunidades

Las interacciones complejas de varias subunidades sirven para regular la actividad biológica en la proteína

La síntesis de subunidades aisladas es mas eficaz que aumentar sustancialmente la longitud de una única cadena polipeptidica

Las que tienen pesos moleculares elevados están formados por varias cadenas polipeptidicas

Las subunidades es un complejo proteico, pueden ser idénticas o bastantes diferentes

Cada componente polipeptidico se denomina una subunidad

Estructura terciaria

Se estabilizan por las siguientes interacciones:

Puentes de disulfuro

Enlaces covalentes

Puentes salinos

Interacciones electrostáticas

Interacciones hidrófobas

Puentes de H

Señala las conformaciones tridimensionales únicas que asumen las proteínas globulares al plegarse en sus estructuras nativas

Las proteínas globulares suelen contener varias unidades compactadas llamadas dominios

Los dominios son segmentos estructuralmente independientes que poseen funciones especificas

Tienen un empaquetamiento eficaz al plegarse la cadena polipeptidica= proteínas globulares compactadas

El plegamiento proteico es un proceso en el que una molécula desorganizada naciente adquiere una estructura muy organizada

Estructura secundaria

Se encuentran los hélice alpha y las laminas plegadas Betas

Lamina plegada beta

Hay 2 tipos de laminas plegadas beta, paralelas y antiparalelas

Esta estabilizada por puentes de H

En lugar de estar enrollada esta totalmente extendida

cada segmento individual se denomina una cadena beta

Se forma cuando se alinean de lado 2 o mas segmentos de cadenas polipeptidicas

Hélice alpha

Los grupos R quedan hacia fuera de las hélices

Se forman puentes de H

Es una estructura rigida en forma de varilla que se forma cuando una cadena de polipeptidos se retuerce en una forma helicoidal

Consta de varios patrones repetidos de polipéptidos

Estructura primaria

Malformaciones pueden ocasionar mutaciones como:

Drepanocitosis: producida por una hemoglobulina mutante

Los polipéptidos homólogos han sido utilizados para trazar las relaciones genéticas de las distancias especificas

Las interacciones entre los residuos de AA

Cada polipéptido tiene una secuencia de AA especifica

Clasificación
De acuerdo a su composición

Proteínas conjugadas

Una molécula proteica combinada con un grupo prostéico se denomina holopróteina

Una protepina sin su grupo proteico se le denomina apoproteína

Consta de una proteína simple combinada con compuesto no proteico, que se le denomina grupo postico

Proteínas simples

Solo contienen aminoácidos

De acuerdo a su forma

Proteínas globulares

Tienen funciones dinámicas

Ej: Enzimas, himonoglobulinas, proteínas de transporte

Proteínas fibrosas

Tienen funciones estructurales y protectoras/insolubles en agua

Ej: Queratina del pelo, uña y piel

Funciones
Sirven prácticamente para todo en los seres vivos, tareas como las siguientes:

Respuesta a las agresiones

Respuesta a agresores abióticos, están mediadas por determinadas proteínas

Metalotioneína: se une a metales tóxicos como el Cd Ag, Au y los secuestra

Citocromo p450: Convierte contaminantes orgánicos tóxicos a menos tóxicos

Almacenamiento

Reserva de nutrientes esenciales

Caseina: Leche de los mamíferos

Ovoalbúmina: Nuevo de aves

Transporte

Pueden actuar como transportadoras de otras moléculas o iones a través de las membranas o entre células

Transportador de glucosa

Bomba Na/K

Regulación

La unión de una molécula hormonal o un factor de crecimiento a receptores en sus células blanco, modificando la función celular, tal como:

Factores de crecimiento y su hormona

Insulina y glucosa

Defensa

Una extensa variedad de proteínas son protectoras, tales como

Queratina, fibrinogeno y trombina, inmunoglobulinas

Movimiento

Actina y tubulina que forman el citoesqueleto la cual participa en división celular, endocitosis y exositosis.

EN todos los movimientos celulares

Suelen tener propiedades muy especializadas como:

Elastina: Vasos sanguíneos en la piel

Colágeno: componente principal de los tejidos conjuntivos

Algunas proporcionan protección y sostén

Catálisis

Pueden aumentar la velocidad de reacción por factores entre 10 y 12

Las enzimas son un grupo de proteínas que dirigen y aceleran miles de reacciones bioquímicas en procesos como la digestión

Se considera que cuando un péptido sobrepasa los 40-50 AA tenemos una cadena polipeptidica que llamamos proteína
Son polímeros con mayor grado de complejidad

Aminoácidos

Reacciones de los aminoácidos
Tienen numerosas reacciones, tales como:

Puentes disulfuro

El S se encuentra en los grupos R de los aminoácidos

El grupo sulfhidrilo de la cisteína es muy reactivo

Oxidación de la cisteína

Encale peptídico

En esta reacción se pierde una molécula de agua

Es el resultado de la unión de aminoácidos, cuando el grupo carboxilo de un aminoácido reacciona con el grupo amino de otro

Son polimeras lineales formadas por aminoácidos unidos por este tipo de enlaces

Aminoácidos modificados
Quiralidad

Las proteasas, enzimas que degradan proteínas por hidrólisis de los enlaces peptídicos

No pueden degradar polipéptidos artificiales formados por aminoácidos D

Si las proteínas tienen aminoácidos D y L estas serán anormal

Las enzimas son moléculas quirales

Solo pueden unir molécula de sustrato en una forma enantiómera

Estereoisómeros de los aminoácidos

Con pocas excepciones, en las proteínas solo se encuentran los aminoácidos L

Los C alpha son asimetriscos / Con centros quirales

Aminoácidos con actividad biológica
Los aminoácidos cumplen funciones no proteicas tales como:

Intermediarios metabólicos

Ornitina

Citrulina

Argina

Precursores

Clorofila

Las bases nitrogenadas

De moléculas con N

Mensajeros químicos

Hormonas

Tiroxina

Serotonina

Neurotransmisores

Aminoácidos esenciales y no esenciales
Los seres humanos y otros mamíferos no podemos sintetizar todos los aminoácidos, por lo que lleva a lo siguiente

Esenciales

Son aquellos que no podemos sintetizar

No esenciales

Son aquellos que si los podemos sintetizar

Clases de aminoácidos
De acuerdo con su capacidad para interaccionar con el agua, se distinguen en 4

Aminoácidos básicos

Pueden formar enlaces iónicos con los aminoácidos ácidos

A pH fisiológico llevan una carga positiva

Aminoácidos ácidos

Ácido aspártico > Aspartato

A pH fisiológico

En sus grupos R son carboxilos

Aminoácidos polares neutros

Son polares o hidrofobos

Interactuan fácilmente con el agua

Capaces de formar puentes de H

Aminoácidos apolares neutros

Son hidrofobos

Interaccionan muy poco con el agua

Estos grupos R no llevan cargas + o -

Sus grupos R son hidrocarburos

Propiedades generales
EL grupo R proporciona a cada aminoácido sus propiedades singulares
Las moléculas neutras

Que llevan un número igual de cargas positivas y negativas de forma simultánea se denominan Zwitteriones

Tienen generalmente un pH de 7
Cada aminoácidos puede considerarse un ácido o como una base, "Anfótero" o "Anfólito"
Aminoácidos no estandar
Son los que se encuentran en los seres vivos pero no en sus proteínas
Son residuos de aminoácidos que se han modificado de forma química despues de haberse incorporado a un polipéptido
Aminoácidos estándar
Son los 20 aminoácidos que se encuentran habitualmente en las proteínas
También conocidos como proteinogénicos
Estructura
Esta conformado de la siguiente manera:

Subtema

Introducción

Existen posibilidades infinitas para crear proteínas
Proteoma= Todo conjunto de proteínas
Las proteínas surgen de la unión de aminoácidos
Las proteínas son constituyentes esenciales de todos los organismos
El genoma humano contiene unos 30000 genes codificadores para proteínas
La mayoría de las tareas que realizan las células requieren proteínas

Pérdida de estructura proteica

Desnaturalización
Tipos de desnaturalización

Cambios de temperatura

AL aumentar la temperatura aumenta la velocidad de vibración de las moléculas y rompe las interacciones débiles como los enlaces de H

Agresión mecánica

las acciones de agitación y trituración rompen el delicado equilibrio de fuerzas que mantiene la estructura proteica

Iones metálicos pesados

Metales pesados como el mercurio y el plomo rompen los puentes salinos y forman enlaces con los grupos sulfhidrilos

Concentración salina

Afecta los puentes salinos en la estructura de la proteína

Agentes reductores

Beta-mercaptoetanol: convierten los puentes de disulfuros en grupos sulfhidrilos

Detergentes

Son moléculas anfipáticas, rompen las interacciones hidrófobas, haciendo que se desplieguen las proteínas en cadenas polipeptidicas extendidas

Disolventes orgánicos

Los disolventes orgánicos hidrosolubles, como el etanol,interfieren con las interacciones hidrofobas

Ácidos y bases fuertes

Los cambios de pH dan lugar a la protonación de algunos grupos letales de la proteína, lo cual altera los patrones de enlace del H y los puentes salinos

La hay reversible o irreversible
El proceso de perdida/destrucción de la estructura nativa
La estructura proteica sea específicamente sensible a los factores del entorno
Muchos agentes fisicos y quimicos pueden romper la conformación nativa de una proteína