Estructuras terciaria y cuaternaria

Se refiere a la configuración 3D de la proteína globular, incluyendo las cadenas laterales y el grupo prostético o cofactor si ésta tuviera.

Suma de estructuras secundarias (hélices, láminas, etc.)

A la fecha se conoce la estructura 3D de cientos de proteínas, cada una de las cuales es una entidad única y compleja.

El plegamiento no es aleatorio sino específico para cada proteína globular y está determinado por la estructura primaria (el cual a su vez está determinado genéticamente)

Formas de representación de la estructura terciaria

Los AA no polares (hidrofóbicos) se ubican en el interior de la molécula.

Los AA polares cargados (- ó +) se sitúan en la superficie de la molécula.

Los AA polares sin carga pueden ubicarse dentro o fuera de la molécula.

Las cadena polipeptídicas muy largas (≥ 200 residuos) pueden formar dominios dando apariencia multilobular.

El plegamiento de la proteína es tan compacto que incluso es imposible la penetración de una molécula de agua (está densamente empaquetado de átomos)

Entonces, el agua juega un rol primordial en el plegado de una proteína (interacciones hidrofóbicas)

El plegamiento de la proteína se logra y mantiene gracias a una

serie de interacciones covalentes y sobre todo no covalentes

que se produce dentro de la misma molécula o con el ambiente

que lo rodea (agua e iones). Las fuerzas son:

De tipo covalente

◦ Puentes disulfuro (S-S).-, por tanto, la más fuerte, producido entre

residuos Cis. No todos poseen.

De tipo no covalente:

◦ Interacciones iónicas (puentes salinos)

◦ Puentes de H.

◦ Contactos de van der Waals

◦ Interacciones hidrofóbicas.- Es la fuerza más importante.

Formación de puentes de hidrógeno entre átomos de la misma o diferentes cadenas polipeptídicas

Formación de puentes disulfuro

Formación de puentes iónicos e interacciones hidrofobicas

Presente en el sarcoplasma del músculo esquelético de mamíferos. Muy abundante en mamíferos acuáticos (10x más que terrestres).

Función: Transporte y almacenamiento de O2 a nivel muscular.

Contiene 153 residuos y PM=16700. Grupo prostético: Heme, unido a la globina por enlaces no covalentes y capaz de experimentar oxigenación y desoxigenación reversible.

El grupo heme consta de una parte orgánica (protoporfirina IX) y otra inorgánica: Fe++

La globina consta de 8 segmentos α-helicoidales (A, B, C, .. H).

Unión del O2 al Fe2+ del grupo heme de la mioglobina

Enzima sintetizada por el páncreas.

Hidroliza enlaces del RNA de la dieta.

Consta de 124 residuos

PM=13700

Contiene 26% de α-hélices y 35% de estructuras laminares y el resto de estructuras aleatorias.

Posee 4 puentes S-S.

No tiene cofactor o grupo prostético.

Es la conformación 3D de las proteínas globulares que posean 2 o más subunidades (diméricas, triméricas, etc.)

Se refiere a la orientación específica de las cadenas polipeptídicas y a la naturaleza de las interacciones que estabilizan esta orientación.

Las subunidades pueden ser idénticas o diferentes.

Las fuerzas que mantienen la estructura 4ria son netamente no covalentes.

Proteína PMNo. de

Subunid Denominación PM

HbA 64500 4 2 cadenas α 15700

2 cadenas β 16500

Lactato DHasa 135000 4 0-4 cadenas A 33600

4-0 cadenas B 33600

IgG 15000 4 2 cadenas L 25000

2 cadenas H 50000

Asp transcarbamilasa 306000 12 6 cadenas C 34000

6 cadenas R 17000

L-arabinosa isomerasa 360000 6 Cadenas idénticas 60000

Apoferritina 456000 24 Cadenas idénticas 19000

Tiroglobulina 670000 2 Cadenas idénticas 335000

Características de las subunidades de algunas proteínas

Una de las proteínas globulares más abundantes de la naturaleza.

Constituye el 80% de la proteína total de los GR.

Un GR humano contiene ~300 millones de moléculas de Hb.

Perutz M. en 1962 obtuvo P.N. por su contribución en la dilucidación

de la estructura y función de la Hb.

Función: transporte de O2

desde el exterior a las diversas células del organismo animal. Para ello la Hb experimenta oxigenación reversible, según la siguiente ecuación:

Características de las subunidades de algunas proteínas

Tiene 574 residuos

4 cadenas: 2 α y 2 β

Forma de esfera aplanada.

Diámetro: 55 A

Cada cadena un grupo Heme

La cadena β de la Hb es semejante a la mioglobina

Curva de saturación de la Mb y Hb

Se refiere a la oxigenación o desoxigenación de las moléculas.

Está en función a la presión parcial de O2 (pO2). O sea, a la [O2] disuelto en el plasma y líquidos circundantes. También el pH y CO2.

En la Hb, a bajas pO2 no se satura rápidamente (p.ej. a pO2 solo 21%) y viceversa (p.ej. entre 20 y 60 de pO2 la saturación es rápida) = curva sigmoide.

En la Mb, la saturación es rápida a medida que aumenta la pO2 (entre 0 y 20) = curva hiperbólica.

A mayor pH mayor % de saturación y viceversa (efecto Bohr).

El efecto de la estructura tetramérica de la Hb es inhibir la unión al O2 a bajas pO2.

P50 es la pO2 en el cual 50% de la proteína está saturada. Para la Mb es 2.8 y para la Hb 26.

Alosterismo de la Hb

La Hb es una molécula alostérica.

Uno de los efectores más importantes de la Hb es el: 2,3-bifosfoglicerato cuya presencia aumenta la afinidad de la Hbpor el O2.

Familia de glucoproteínas presentes en el plasma

y líquidos tisulares de todos los mamíferos.

Son sintetizado por los linfocitos B y células

plasmáticas.

Algunos se encuentran en forma libre

(Anticuerpos) y otros unidos a la superficie de los

linfocitos actuando como receptores.

Función principal: unión a sustancias extrañas o nocivas y que no es reconocido por el sistema inmunitario (antígeno) (reacción antígeno-anticuerpo) a fin de neutralizarlo y/o facilitar su eliminación.

Tiene 4 cadenas: 2 L (~217 AA) y 2 H (~440 AA) unidas por puentes S-S e interacciones no covalentes.

PM de L=25 kD y H=50 kD

Tiene forma de Y con una región bisagra que le permite mover los brazos.

Son bivalentes porque tienen dos sitios de unión al Ag (paratopos)

Pta. 2 fracciones: fracción ab (Fab) o de unión al Ag y Fc (cristalizable).

Estructura básica

Ruptura por papaina y pepsina

• La unión Ag-Ac es específica (cada Ac reconoce y se une a undeterminado Ag)

• La unión se da por medio de interacciones no covalentes, dando lugar al Complejo Ag-Ac

Propiedad IgA IgD IgE IgG IgM

PM (kD) 180-500 175 200 150 950

[en suero] mg/mL 3 0,1 0,001 12 1

% en suero 15 < 1 < 1 75 10

Cad H

Cad Ló ó ó ó ó

% CH 7-11 9-14 12 2-3 12

Vida media 6 3 2 7-21 10

IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4

IgA1 e IgA2

subclases:

Abunda en secreciones seromucosascomo dímero: saliva, lágrimas, mucus, leche, calostro y secreciones respiratorias, intestinales y urogenitales.

Primera línea de defensa contra patógenos que invaden mucosas

En suero circula como monómero (80%) y dímero (20%).

Presenta 2 subclases: la A1que predomina en el suero y la A2 en las secreciones.

Su [ ] en baja en suero(<1%)

Abunda en lasuperficie de linfocitosB actuando como receptores antigénicos.

Poco en suero (<1%). Pero abunda en elmedio extravascular

Actúa como receptor para basófilos y mastocitos

Intervienen en lasreacciones alérgicas

Tienen actividadantiparasitaria

Principal Ig de la sangre en donde circula como monómero en los compartimientos intra y extravasculares.

Activa el sistema de complemento (vía clásica)

Unicas que ptan actividad frente a toxinas

Unicas que atraviesan la placenta

Ptes. en calostro

Act. Antiviral y antibacteriana

Circula como pentámero

Solo en el espacio intravascular

Es el primero en aparecer en las fases tempranas de la RI

Excelente activador del sistema de complemento

Como monómero en la superficie de Linf B.

También presentes en secreciones externas.

Proceso por el cual se pierden la estructura 3D de la proteína (2ria, 3ria y 4ria) sin afectar la estructura 1ria (no se rompen enlaces peptídicos).

Sólo se rompen las fuerzas que mantienen la estructura 3D de la proteína (no covalentes y puentes S-S).

La desnaturalización implica alteración de sus propiedades físicas, químicas y biológicas.

La pérdida de la conformación nativa de la proteína implica necesariamente la pérdida de su actividad biológica.

Calor

pH extremos (ácidos o álcalis).

Soventes orgánicos (etanol, metanol, acetona)

Soluciones concentradas de urea

Detergentes: SDS

Agentes físicos: rayos X, luz UV

Agitación mecánica (sacudimiento)

Ultrasonido y otros.

IRREVERSIBLE

Cuando retirado el agente desnaturalizante del medio, la proteína no recupera su conformación nativa (de hecho, ni su actividad biológica)

Ej. La desnaturalización de la ovoalbúmica por cocción del huevo (cambia sus propiedades).

La temperatura de desnaturalización depende de la especie y la propia proteína.

REVERSIBLE = RENATURALIZACION

Cuando retirado el agente desnaturalizante del medio, la proteína recupera su conformación nativa y con ello su actividad biológica.

Ej. Desnaturalización de la ribonucleasarealizado por Anfinsen C. (Premio Nobel)