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/