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AMINOÁCIDOS y proteínas
La Luciferina es una proteína
Marijose Artolozaga Sustacha, MSc
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• Las proteínas son las macromoléculas biológicas más
abundantes y variadas.
• Diferentes estructuras y funciones
• Las proteínas son polímeros de aminoácidos (aá)
• La secuencia en que se unen los aá está determinada
por el material genético
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• Los aminoácidos comunes son los
codificados por el código genético
• Son 20 aá comunes
• Además, las proteínas pueden contener aá
derivados:
Se forman del aá común mediante reacción
facilitada por una enzima, después de
incorporado a la estructura proteica
aá = aminoácido(s)
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Aminoácidos
•No polares
•Polares sin carga
•Polares con carga positiva
•Polares con carga negativa
Carbono a
•Con cadena alifática
•Con grupos –OH
•Con azufre (S)
•Aromáticos
•Ácidos y sus amidas
•Básicos
•Iminoácidos
•Esenciales o no
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Los aminoácidos tienen un centro asimétrico
En la naturaleza la mayoría son de la forma L
D-aá en el tejido cerebral, en la pared de bacterias Gram+, en algunos antibióticos
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aá apolares y alifáticos: son más hidrofóbicos
con S
•el más sencillo
•sin C asimétrico
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aá aromáticos
apolar polares
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aá polares sin carga a pH 7: más hidrófilos
Grupo
ionizable
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Polares con carga positiva a pH 7 = hidrófilos y básicos
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aá con carga negativa a pH 7: hidrófilos y ácidos
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Prolina:
•es un iminoácido
•apolar hidrófobo
•cambia el ángulo de unión del enlace peptídico
•estructura muy rígida
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Cisteína:
•aá con azufre, grupo sulfhidrilo –SH, polar
•capacidad de reaccionar con otro grupo –SH
•para formar el puente disulfuro, un enlace covalente
•y el aá derivado cistina
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Nombres de 3 letras y de una letra para los aá
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Propiedades de los aá:
•Anfoterismo
•Solubilidad
•Absorción de la luz ultravioleta
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Anfoterismo:
Los aá pueden comportarse como ácidos o como bases
Los aá libres tienen propiedades de buffer:
• el grupo ácido carboxílico puede actuar donando iones
H+ al medio
• el grupo amino puede actuar como base, aceptando
iones H+ de la solución
Además, grupos R laterales:
• Ácidos: Glu, Asp
• Básicos: Lys, Arg, (His)
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aá puede estar en forma no iónica o en forma de
zwitterion=
Total de cargas negativas = total de cargas positivas
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La disociación de un ión H+ de un ácido depende
de su constante de disociación ácida (Ka) y su pKa
Los aá tienen 2 ó 3 pKa:
• pK1 del –COOH
• pK2 del –NH3+
y algunos tienen también
• pKR del grupo R
• El pKa es el valor de pH en el que hay igual
concentración de la forma ionizada y la forma no ionizada
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Punto isoeléctrico, pI:
El valor de pH en el cual la carga neta del
aminoácido es cero (está en la forma zwitterion)
Se puede calcular:
pI= ½ (pK1 + pK2)
si su grupo lateral R no es ionizable
Para los que tienen R ionizable: hay que escoger 2 de sus pKs: ¿cuáles?
pI de una proteína=
valor de pH al cual la carga neta
de la proteína es cero:
Depende de los grupos laterales
ionizables
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Titulación de un aá sin grupo R ionizable: Glicina
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pI para aá ácidos
o dicarboxílicos:
Carga 0
pI= ½ (pK1 + pKR)
Titulación de un aá con grupo R ionizable: Glutamato
pI= ½(2,19+4,25)= 3,22
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Carga 0 pI para aá con
grupos con N en
el grupo R:
pI= ½ (pKR + pK2)
Titulación de un aá con grupo R ionizable: Histidina
pI= ½(6,0+9,17)= 7,59
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Solubilidad:
•Todos los aá libres son muy solubles en agua (y etanol)
pero no en solventes orgánicos
•Porque tienen grupos cargados
•Por eso los apolares son más solubles a pH ≠ pI
•(Los polares son muy solubles a cualquier pH)
•Las proteínas sí que son mucho más solubles
a pH ≠ pI
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Absorción de luz ultravioleta:
• Los aá son incoloros
• No absorben la luz visible
• Pero algunos absorben la luz
ultravioleta:
Los aá aromáticos: Trp y Tyr
• Esta propiedad se usa para
determinar la concentración de
proteína en disolución
• Midiendo la Absorbancia a 280nm
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Aminoácidos esenciales
• 10 de los 20 aminoácidos comunes pueden ser
sintetizados por el hombre, si su organismo dispone de
las adecuadas fuentes de C y N
• Los otros 10 aminoácidos no siempre son
sintetizados en proporción suficiente y deben ser
suministrados por la dieta >> aá esenciales
• 8 de ellos son esenciales en todo momento
• 2 son esenciales en etapas de rápido
crecimiento (infancia): Arg, His
• Bebés prematuros necesitan 2 más: Cys,Tyr
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Requerimiento de aminoácidos para humanos
Esenciales No Esenciales
Isoleucina
Leucina
Lisina
Metionina
Fenilalanina
Treonina
Triptofano
Valina
Arginina
Histidina
Alanina
Asparagina
Aspartato
Glutamato
Gutamina
Glicina
Prolina
Serina
Cisteina
Tirosina
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Ej. Fenilcetonuria
La fenilcetonuria es una enfermedad genética
Deficiencia en la síntesis de Tyr a partir de Phe…
que es la forma de degradación de la Phe
Prescripción:
Ingerir poca Phe
La Tyr es esencial para los fenilcetonúricos
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Vegetarianos
Las proteínas vegetales suelen contener
bajas cantidades de ciertos aá esenciales:
Importante incluir en la dieta vegetales
variados, para cubrir todos los aá esenciales
en suficiente cantidad
Lys
Lys
Met
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La biosíntesis de proteínas en el organismo es
constante
Y se detiene cuando falta un solo aá
•Si no hay aporte suficiente de aá no esenciales
en la dieta, éstos se pueden sintetizar
•Si hay pocos aá en la dieta, estos se va a usar
para catabolizar (incluso los esenciales)
•Si no hay aporte de aá esenciales, el organismo
los obtiene de la degradación de las proteínas
tisulares que los contienen, ej del músculo
>>deterioro físico
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aá con actividad biológica:
• Intermediarios en el ciclo de la urea: ornitina, citrulina (no son aá codificados)
• En la síntesis de hormonas tiroideas:
Tyr
• En la síntesis de neurotransmisores:
Glu, Gln, Trp, His
Además de formar parte de las proteínas, algunos aá
tienen funciones propias: