01 - bioquímica - fundamentos
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BIOQUÍMICA MÉDICA
CLASE #1 L 30/06/14
Libro de Referencia: Bioquímica Harper (útlima edición) Otros: Para teoría: Bioquímica Médica - Baynes Para seminarios: Bioquímica - Montgomery Sugerencia: “Repaso” : Lippincott´s Illustrated Biochesmitry
LECTURA(S) RECOMENDADA(S)
HOY: Lehninger & Baynes Próxima Clase: Harper
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Clase #1: Introducción a la Bioquímica Médica
AGENDA (repaso) 1. Fundamentos Físicos 1.1 Bioenergética 1.2 Reacciones Acopladas 2. Fundamentos Químicos 2.1 Aminoácidos 2.2 Péptidos 2.3 Proteínas 3. Fundamentos Celulares 3.1 Membrana Celular 3.2 Transporte
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1.1 FUNDAMENTOS FÍSICOS: Bioenergética
Energía Libre de Gibbs (G)
Entalpía refleja # y tipo de enlace
Proceso es espontáneo si ΔG < 0 (liberación de energía – exergónico)
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1.2 FUNDAMENTOS FÍSICOS: Rxns Acopladas
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2. FUNDAMENTOS QUÍMICOS: Generalidades
Principio de Universalidad: “Lo que es cierto para E.Coli es cierto para el elefante” (Monod)
Química Orgánica / “del carbono” – C,H,O,N (P,S)
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2. FUNDAMENTOS QUÍMICOS: Generalidades
Quiralidad y Estereoquímica Cuando un carbono tiene 4 sustituyentes diferentes unidos, el carbono se convierte en un carbono quiral. Puede adquirir dos configuraciones L/R Entre sí, estas estructuras se llaman enantiómeros
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2.1 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: aas y proteínas
Importancia: Las proteínas son los instrumentos moleculares mediante los que se expresa la información genética (20 aa)
Esqueleto de: - Enzimas - Hormonas - Anticuerpos - Transportadores - Fibras musculares - Antibióticos - Venenos de Hongo
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2.1 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: aas - estructura
Predomina L por sitio activo asimétrico en enzimas
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2.1 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: aas - clasificación
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2.1 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: aas - clasificación
Aminoácidos Alifáticos: Ala, Val, Leu, Ile hidrofóbicos
Aminoácidos Aromáticos: Phe, Tyr, Trp Normalmente en centro proteíco (hidrofóbico) OH – tirosina à fosforilable (vía regulatoria)
Aminoácidos Polares Neutrales : Ser, Thr (OH) - Sitio activo catalítico - Vías regulatorias Asn, Gln (amida) Anclaje para azucares en proteínas (Ser,Thr,Asp)
Aminoácidos Acídicos: Asp, Glu
Aminoácidos Básicos: Lys, Arg, His
Aminoácidos con Azufre (S): Cys, Met – brindan estabilidad (puentes disulfuro)
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2.1 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: aas – ionización
Cuando un aminoácido sin grupo R ionizable se disuelve en agua a pH neutro, se encuentra en una solución en forma dipolar o zwiterrion
R-COOH ßà R-COO- + H+ R-NH3+ ßà R-NH2+ H+
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Medio Ácido [H3O+]>>>[OH-] [H3O+]=[OH-]
Medio alcalino [H3O+]<<<[OH-]
Hay una regla… pKa carboxilo: 2.2 pKa amino: 9.5
¿Cuál es el ácido? ¿Cuál es la sal?
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2.1 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: aas – titulación
pI : punto isoeléctrico Donde la carga eléctrica neta es 0.
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2.1 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: aas – titulación
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2.1 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: aas no proteícos
Creatinina Derivado de metabolismo muscular Evalúa función renal
Citrulina Metabolito de L-arginina, Producto de la NO-sintasa
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2.2 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: péptidos
El enlace peptídico es un tipo de reacción de condensación - Carboxilo de aa1
debe ser activado para que el OH- sea eliminado fácilmente
Estable Vida media: 7 años Plano Comportamiento ácido-base depende de grupo α-amino y α-carboxilo libre y naturaleza de R´s.
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2.2 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: péptidos Glutatione (GSH) Cys – grupo tiol se oxida à GSSG Péptido más presente en la célula F(x): defensa antioxidante Enzima: glutamil-transpeptidasa
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2.3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: proteínas - clasificación
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2.3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: proteínas - estructura
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2.3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: proteínas – estructura 1º
La estructura primaria de una proteína es la secuencia lineal de sus aminoácidos
Los residuos determinan las propiedades físicas y químicas R – alifático/aromático à Liposoluble – polar à Hidrosoluble R también determina la carga (Glu, Asp – ácido + / Lys,His,Arg – base - ) Importancia: Capacidad buffer de proteínas intracelulares.
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2.3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: proteínas – estructura 2º
La estructura secundaria de una proteína se refiere a la estructura local de la cadena polipeptídica Causa: Puentes de Hidrógeno : C-O con H-N
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2.3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: proteínas – estructura 2º
Hay dos tipos:
α-hélice Hoja β plegada
Cadena peptídica enroscada Residuos salen del eje de la espiral 3.6 aa/giro de hélice Dextrogiro (en sentido de las agujas del reloj) PdH paralelos al eje del giro.
Cuando los PdH se dan entre péptidos de cadenas diferentes Puede ser paralela o antiparalela por estructura de carbono tetrahédrico Giro B – Cuando el polipeptido revierte su drección abruptamente Gly , Pro
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2.3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: proteínas – estructura 2º
Giros Aleatorios
Hélice Extendida
Predominante en proteínas globulares
Queratina Carboxipeptidasa
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2.3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: proteínas – estructura 3º
La estructura terciaria resulta del plegamiento de la cadena peptídica
Se estabiliza por:
Puente de Hidrógeno Interacciones Electrostáticas
Interacciones Hidrofóbicas
Interacción con Ión Metálico
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2.3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: proteínas – estructura 3º
Enlaces Covalentes – Puente Disulfuro (Cys). En insulina
Puente de Hidrógeno
Interacciones Electrostáticas – Entre aas con grupos R ionizados ó ácido-base
Interacciones Hidrofóbicas – En agua, grupos polares salen e hidrofóbicos permanecen en el centro.
Débiles, pero se fortalecen por la gran cantidad
Interacciones c/ Ion Metálico – Ac.Glutámico + Mg(2+)
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2.3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: proteínas – estructura 3º
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2.3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: proteínas – estructura 4º
La estructura cuaternaria esta formada por interacciones ente cadenas peptídicas
Cuando proteína formada por más de una cadena polipeptídica
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2.3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: proteínas – estructura 4º
Hemoglobina – 2 cadena alfa (141 aa) – 2 cadena beta (146 aa)
Grupo Prostético: Porción de proteina que no son aminoácidos (Ej: Heme)
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2.3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: proteínas – estructura 4º
Colágeno – Tropocolágeno (Triple Hélice) – forma soluble del colágeno Sólo – tejido conectivo joven o fetal “Cross-Linking” – envejecimiento – enlaces covalentes entre
residuos de Lys
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2.3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: proteínas – estructura 4º
Proteínas Integrales de Membrana - 6-10 alfa-helices atravesando la membrana - Barril beta – De 8,12,16 o 18 hojas beta plegadas
![Page 33: 01 - bioquímica - fundamentos](https://reader036.fdocuments.ec/reader036/viewer/2022082213/55cf9318550346f57b9ba31c/html5/thumbnails/33.jpg)
2.3 FUNDAMENTOS QUÍMICOS: proteínas – plegamiento
Proteínas ayudan proteínas a plegarse “chaperonas”: - HSP (Heat Shock Proteins)
- Proteina disulfuro isomerasa
- etc
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3.1 FUNDAMENTOS CELULARES: Membrana - Estructura
Mosaico Fluido (Singer&Nicolson 1970)
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3.1 FUNDAMENTOS CELULARES: Membrana - Composición
Lípidos de Membrana - Glicerofosfolípidos - Fosfatidilinositol - Cardiolipina - Esfingolípidos - Colesterol
Efecto de ácido grasos insaturados: Bajan el punto de congelamiento de los fosfolípidos Membrana más fluida
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3.1 FUNDAMENTOS CELULARES: Membrana - Composición
Membrana Mitocondrial Interna
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3.1 FUNDAMENTOS CELULARES: Membrana - Composición
80% lípidos
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3.1 FUNDAMENTOS CELULARES: Membrana - Función
Mantener la integridad estructural de células y organelas (Barrera)
Fosfolípidos regulan actividad de las membranas enzimáticas
Fosfatidilcolina y Esfingomielina – Cara Externa Fosfatidiletanolamina y Fosfatidilserina – Cara Interna
Si expuesta en cara externa à Adhesión (macrófago)
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3.2 FUNDAMENTOS CELULARES: Transporte
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3.2 FUNDAMENTOS CELULARES: Transporte - Difusión
Moléculas pequeñas, no polares – O2, CO2, N2
Moléculas sin carga polares – úrea, etanol, ácido orgánicos pequeños
Dirección: A favor de la gradiente de concentración
Difusión de H2O: Ósmosis
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3.2 FUNDAMENTOS CELULARES: Transporte - Proteínas
Sustancias: moléculas polares , grandes (aa´s, azúcares)
Proteínas de Membrana : - Portadores - Permeasas - Translocasas
- Proteínas Carriers (ionóforas)
Difusión Facilitada o Transporte Activo
Saturación y Especificidad
Tmax : Ecuación de Michaelis-Menten
Alta especificidad (ej. GLUT-1
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3.2 FUNDAMENTOS CELULARES: Transporte - Glucosa
Proteínas transmembrana 500 aa 12 hélices transmembrana
GLUT1 En eritrocitos Función en ayuno
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3.2 FUNDAMENTOS CELULARES: Transporte - Glucosa Estímulo: Ingesta de glu [glu]plasmática sube
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3.2 FUNDAMENTOS CELULARES: Transporte – Canales y Poros
Canal vs Poro: Canal es más selectivo y específico para iones Poro selectivo por tamaño de sustancia
No hay cambios conformacionales para el intercambio
Apertura o Cierre de canales por ligando o cambio de voltaje
Pasan mol < 1kDa Mutación en conexina 26 y 32 genera la enfermedad Charcot-Marie-Tooth
Pasan proteínas y ácidos nucléicos Radio 9 nm
Poros en mitocondrias y Aparato de Golgi
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3.2 FUNDAMENTOS CELULARES: Transporte - Activo
Fuente de Energía: ATP
T. A Primario : Utiliza la energía de ATP directamente
T. A Secundario : Utiliza la gradiente de Na+ o H+
Aminoácidos y Azúcares
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3.2 FUNDAMENTOS CELULARES: Transporte – Ca2+
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3.2 FUNDAMENTOS CELULARES: Transporte – H+
![Page 48: 01 - bioquímica - fundamentos](https://reader036.fdocuments.ec/reader036/viewer/2022082213/55cf9318550346f57b9ba31c/html5/thumbnails/48.jpg)
3.2 FUNDAMENTOS CELULARES: Transporte – H+