13 Aminoácidos Y Proteínas 2009

Ismael Yévenes L. 1

Universidad de ChileFac. OdontologíaArea de QuímicaQuímica I 2006

AMINOACIDOS Y PROTEINASAMINOACIDOS Y PROTEINAS

AMINOACIDOS

Hidrólisisácida

HCl6N

Aminoácidos: Presentan complejidad estructural y funcional.

Aminoácido

R

H2N CH COOH

Cadenalateral

Grupoácido

Grupoamino

PEPTIDOS PROTEINASn n!


Configuración D y L.

L- Gliceraldehido L- Aminoácido

H - C = O

HO - C - H

CH2OH

HO - C = O

H2N - C - H

CH2OH

Clasificación de aminoácidos.

Según el grupo R, que explica las diferencias en las propie-dades, se dividen en 7 grupos.




I.- Alifaticos:

H2N C COOH

R

R : - H Glicina

R: - CH3 Alanina CH3 R: - C H Valina (aa) CH3

CH3 R: - CH2 - C H Leucina (aa) CH3

R: - CH - CH2 - CH3 Isoleucina (aa)

CH3

H



- -


II.- Aromáticos:

H2N C COOH H

R

-CH2 -

-CH2-OH-

Fenilalanina (aa)

Tirosina

CH2

NH

Triptofano (aa)




III.- Hidroxilados:

R: - CH2OH

R: - CH - OH CH3

Treonina (aa)

Serina

IV.- Azufrados:

R: - CH2SH

R: - (CH2)2 - S - CH3

Cisteína

Metionina (aa)

V.- Básicos:

R: - (CH2)4 - NH2

R: - (CH2)3 - NH - C=NH NH2

CH2

N N

Arginina

Histidina

Lisina (aa)




VI.- Acidos:

R: - CH2 - COOH

R: - CH2 CH2 - COOH

Acido Glutámico

Acido Aspártico

VII.- Amídicos:

R: - CH2 - CONH2

R: - CH2 CH2 - CONH2

Asparagina

Glutamina

Aminoácidos esenciales

Son aquellos que el hombre no sintetiza o su velocidad de síntesis es insuficiente para los requerimientos, son: valina,leucina, isoleucina, fenilalanina, treonina, lisina, metionina y

triptofano.




PROPIEDADES DE LOS AM INOACIDOS

CH3 - CH2NH2

EtilaminaP.F=-80,6ºC

CH3 - COOHAcido AcéticoP.F.=16,6ºC

H2N - CH2 - COOHGlicinaP.F.=233ºC

Sólidos cristalinos de alto punto de fusión con descomposición.

- Altas constantes dieléctricas- Insolubles en solventes apolares- Solubles en agua

1.- Punto de Fusión.

2. Propiedades físico-químicas.




3. Ion dipolar, Zwitterion.a. Titulación de aminoácido con base fuerte.

El producto tiene pH básico, se titula el 2º pk con un valor aproximado de 10, lejos del valor de pK de los ácidos carboxílicos

H2N C COOH

H

R

+ OH- H2N C COO-

H

R

b. Titulación de aminoácido con ácido fuerte.

H2N C COOH

H

R

+ H+

R

+H3N C COOH

H

La reacción tiene pH ácido con un valor cercano a 3, lejos delpK de las aminas.




+H3N C COO-

H

R

Estructura dipolar o Zwitterion.

a. Titulación de aminoácido con ácido fuerte.

+H3N C COO-

H

R

+ H+ +H3N C COOH

H

R

COO-pKa1: COOH

+H3N C COO-

H

R

+ OH- H2N C COO-

H

R

b. Titulación de aminoácido con base fuerte.

+H3N H2NpKa2:




9,6

HCl0

pKa2

Titulación de la glicina.

pI

pKa1

6,0

2,4

pH

NaOH




1 2,4 6,0pH

H C COOH

+H3N

HOH-

H C COOH

+H3N

H

H C COO-

+H3N

H

OH- OH-

H C COO-

+H3N

H

H C COO-H2N

H

OH-

9,6 pH

H C COO-

+H3N

HH C COO

-H2N

H

12




Valores de pK grupos funcionales

Grupo pKa

carboxilo α 2,1 + 0,5carboxilo no α 4,0 + 0,3imidazol 6,0amino α 9,8 + 1,0amino ε 10,5OH fenólico 10,1guanidino 12,5sulfidrilo 8,3




Titulación de ácido dicarboxilico: ácido aspártico

H C COO-

+H3N

CH2COOH

H+ H C COOH

+H3N

CH2COOH

pKa1= 2,1pKa2= 3,9pKa3= 9,8

Agregación de base:

OH- OH-OH-H C COOH

+H3N

CH2COOH

H C COO-

+H3N

CH2COOH

H C COOH

+H3N

CH2COOH

H C COO-

+H3N

CH2COOH

1 2,1 3,0 pH




OH-H C COO

-+H3N

CH2COOH

OH-

H C COO-

+H3N

CH2COOH

H C COO-

+H3N

CH2COO-

H C COO-

+H3N

CH2COO-

3.0 3.9 6.0

OH-H C COO

-+H3N

CH2COO-

H C COO-H2N

CH2COO-

H C COO-

+H3N

CH2COO-

6.0 9.8




Titulación del ácido aspártico

pI

pI = pKa1 + pKa2 2

pKa1

pKa2

pKa3

2,1

3,9

9,8

ml NaOH 20 40 60

3,0




Reacciones de aminoácidos

1. Acilación del grupo amino

H2N CH2 COOH + CH3 CO OCO CH3 CH3 CO NH CH2COOH + CH3 COOH

N-acetilglicinaGlicina

2. Formación de ésteres

H2N CHR COOH + HO - R H2N CHR COO R

3. Descarboxilación

H2N CHR COOH H2N CH2R + CO24. Deaminación

H2N CHR COOH HO CHR COOH + N2

HNO2

5. Cloruro de acilo

H2N CHR COOH + R1 CO Cl R1 CO HN CHR COOH




6. Ninhidrina

H2N CHR COOH

o

o

OH

OH+ HN = C R COOH

N. oxidada

iminoácido

o

o

OH

H+

+ H2O

1ª etapa

2ª etapa

HN = C R COOH + H2O NH3 + O = C R COOH R COH + CO2 3ª etapa

o

o

OH

OH NH3

o

o

OH

H

++

O

O

O

C - N =

O

C

N. oxidada N. reducida Complejo de color azul púrpura




Síntesis de aminoácidos

R CH2 COOH R CHX COOH R CH COOH NH2

X2

H2O

NH3

Reacciones específicas de aminoácidos

Aminoácido Reacción Reactivo Color

Tirosina Millón HgNO3/HNO2 Rojo

Triptofano Xantoproteica HNO3 conc. Amarillo




Enlace peptídico

Residuo aminoacídico: Resto de aminoácido que es parte de un péptido.

ProteínasProteínas

H2N C C OH

H

R O+ H2N C C OH

H

R O

H2N C C

H

R OHN C C OH H

R O

Tetrapéptido: Ser - Gli - Phe - Ala-Serina - glicil - fenil - alanina

H2N C C O

CH2OH

H

HN C C O H

H

HN C C O CH2

H

HN C COOH CH3

H

ResiduoN terminal

ResiduoC terminal

Escritura del péptido de izquierda a derecha a partir del N terminal




Secuencia aminoacídica: Orden en que se unen los residuos aminoacídicos en un péptido.

Determina la estructura primaria y propiedades químicas y fisiológicas.

FunciónTransporte y almacenamiento: hemoglobina

Tejido estructural: Pelo, dientes, etc.Catálisis: Enzimas

Movimiento: Contracción y extensiónTransporte de información: receptores impulsos

Información genética

QuímicaProteínas simples: aminoácidos

Proteínas complejas: aminoácidos y grupo prostético

FormaGlobulares: relación axial < 10Fibrilares: relación axial > 10

EstructuraEstructura primaria: Orden lineal de residuos peptídicos.




26º

5,1A

N RCN

CR

R

R

RRRR

3ª vuelta

5,4 A3,6 Residuos

4ª vuelta

2ª vuelta

C=

O

H

N

C=

O

H

N

C=O

H

N

C=

O

H

N

C=

O

H

N C=

O

H

N

C=

O

H

N

Estructura Secundaria: hélice α

Estructura estabilizadapor puentes de H.



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