LAS PROTEÍNASLAS PROTEÍNAS

Son constituyentes químicos fundamentales e Son constituyentes químicos fundamentales e imprescindibles en la materia viva porque:imprescindibles en la materia viva porque:

a) son los "instrumentos moleculares" mediante los a) son los "instrumentos moleculares" mediante los cuales se expresa la información genética; es decir, las cuales se expresa la información genética; es decir, las proteínas ejecutan las órdenes dictadas por los ácidos proteínas ejecutan las órdenes dictadas por los ácidos nucleicos.nucleicos.

b) son sustancias "plásticas" para los seres vivos, es b) son sustancias "plásticas" para los seres vivos, es decir, materiales de construcción y reparación de sus decir, materiales de construcción y reparación de sus propias estructuras celulares. Sólo excepcionalmente propias estructuras celulares. Sólo excepcionalmente sirven como fuente de energía.sirven como fuente de energía.

c) muchas tienen "actividad biológica" (transporte, c) muchas tienen "actividad biológica" (transporte, regulación, defensa, reserva, etc...). regulación, defensa, reserva, etc...).

d) Son muy abundantes en los seres vivos, llegan a d) Son muy abundantes en los seres vivos, llegan a constituir el 50% del peso secoconstituir el 50% del peso seco

Enlace PeptídicoEnlace Peptídico

Estructura de las Estructura de las ProteínasProteínas

Las proteínas son macromoléculas Las proteínas son macromoléculas formadas por muchos aminoácidos.formadas por muchos aminoácidos.

La funcionalidad de las proteínas La funcionalidad de las proteínas depende de la disposición espacial de depende de la disposición espacial de sus componentessus componentes

Existen cuatro niveles de organización Existen cuatro niveles de organización estructural de las proteínas.estructural de las proteínas.

Estructuras de las ProteínasEstructuras de las Proteínas

Estructura primariaEstructura primaria Estructura secundariaEstructura secundaria Estructura terciariaEstructura terciaria Estructura cuaternariaEstructura cuaternaria

Estructura primariaEstructura primaria

Secuencia lineal de los aminoácidos unidos Secuencia lineal de los aminoácidos unidos por enlace peptídicopor enlace peptídico

No FUNCIONALNo FUNCIONAL Es FUNDAMENTAL para las funciones de las Es FUNDAMENTAL para las funciones de las

proteínas. El ORDEN y el NÚMERO de proteínas. El ORDEN y el NÚMERO de aminoácidos determinará el RESTO DE SUS aminoácidos determinará el RESTO DE SUS ESTRUCTURAS y el funcionamiento posterior ESTRUCTURAS y el funcionamiento posterior de las proteínas.de las proteínas.

Estructura primariaEstructura primaria

Estructura SecundariaEstructura Secundaria Plegamiento de la cadena lineal de los Plegamiento de la cadena lineal de los

aminoácidosaminoácidos La estructura espacial se mantiene por puentes de La estructura espacial se mantiene por puentes de

Hidrógeno entre aminoácidos no contiguosHidrógeno entre aminoácidos no contiguos

Dos estructuras posibles:Dos estructuras posibles: Hélice Hélice αα Lámina Lámina ββ o Lámina plegada o Lámina plegada

Hélice Hélice αα

ColágenoColágeno

Lámina Lámina ββ o Lámina o Lámina plegadaplegada

FibroínaFibroína

Estructura terciariaEstructura terciaria

Plegamiento de la Estructura secundariaPlegamiento de la Estructura secundaria

La estructura terciaria adquiere su configuración La estructura terciaria adquiere su configuración espacial debido a la presencia de varios tipos de espacial debido a la presencia de varios tipos de enlaces entre los radicales de aminoácidos no enlaces entre los radicales de aminoácidos no consecutivos en la cadenaconsecutivos en la cadena

Puentes disulfuroPuentes disulfuro Puentes de HidrógenoPuentes de Hidrógeno Interacciones iónicasInteracciones iónicas Interacciones hidrofóbicas y fuerzas de Van der Interacciones hidrofóbicas y fuerzas de Van der

WaalsWaals

Puentes disulfuroPuentes disulfuro

Puentes de HidrógenoPuentes de Hidrógeno

Interacciones iónicasInteracciones iónicas

Interacciones Interacciones hidrofóbicashidrofóbicas

Fuerzas de Van der WaalsFuerzas de Van der Waals

-- ++

Fuerzas de Van der WaalsFuerzas de Van der Waals

Mioglobina Mioglobina UbiquitinaUbiquitina

Estructura cuaternariaEstructura cuaternaria

Agrupación de varias sub-unidades con Agrupación de varias sub-unidades con estructura terciariaestructura terciaria

Se mantiene en el espacio gracias a los Se mantiene en el espacio gracias a los mismos enlaces que la estructura mismos enlaces que la estructura terciariaterciaria

La funcionalidad de la proteína exige la La funcionalidad de la proteína exige la unión de las subunidadesunión de las subunidades

HemoglobinaHemoglobina

Piruvato quinasaPiruvato quinasa

PROPIEDADES DE LAS PROPIEDADES DE LAS PROTEÍNASPROTEÍNAS

SOLUBILIDAD: SOLUBILIDAD: Las proteínas son Las proteínas son solubles en agua cuando adoptan una solubles en agua cuando adoptan una conformación globular. La solubilidad es conformación globular. La solubilidad es debida a los radicales (-R) libres de los debida a los radicales (-R) libres de los aminoácidos que, al ionizarse, aminoácidos que, al ionizarse, establecen enlaces débiles (puentes de establecen enlaces débiles (puentes de hidrógeno) con las moléculas de agua. hidrógeno) con las moléculas de agua.

CAPACIDAD CAPACIDAD AMORTIGUADORAAMORTIGUADORA

Las proteínas tienen un comportamiento Las proteínas tienen un comportamiento anfótero y esto las hace capaces de anfótero y esto las hace capaces de neutralizar las variaciones de pH del neutralizar las variaciones de pH del medio, ya que pueden comportarse medio, ya que pueden comportarse como un ácido o una base y por tanto como un ácido o una base y por tanto liberar o retirar protones (Hliberar o retirar protones (H++) del medio ) del medio donde se encuentran.donde se encuentran.

DESNATURALIZACIÓNDESNATURALIZACIÓN

La desnaturalización de una proteína se La desnaturalización de una proteína se refiere a la ruptura de los enlaces que refiere a la ruptura de los enlaces que mantenían sus estructuras mantenían sus estructuras cuaternaria, cuaternaria, terciaria y secundariaterciaria y secundaria, conservándose , conservándose solamente la primaria. En estos casos las solamente la primaria. En estos casos las proteínas se transforman en filamentos proteínas se transforman en filamentos lineales y delgados que se entrelazan lineales y delgados que se entrelazan hasta formar compuestos fibrosos e hasta formar compuestos fibrosos e insolubles en agua.insolubles en agua.

Agentes Agentes desnaturalizantesdesnaturalizantes

Calor Cambios de pHCalor Cambios de pH

Alteraciones en la concentraciónAlteraciones en la concentración

Productos químicos: Alcohol, Formol Productos químicos: Alcohol, Formol

ConsecuenciasConsecuencias

Pérdida de la solubilidadPérdida de la solubilidad Pérdida de la funciónPérdida de la función

EspecificidadEspecificidad Es una de las propiedades más características y se Es una de las propiedades más características y se

refiere a que cada una de las especies de seres vivos refiere a que cada una de las especies de seres vivos es capaz de fabricar sus propias proteínas (diferentes es capaz de fabricar sus propias proteínas (diferentes de las de otras especies) y, aún, dentro de una misma de las de otras especies) y, aún, dentro de una misma especie hay diferencias proteicas entre los distintos especie hay diferencias proteicas entre los distintos individuos. Esto no ocurre con los glúcidos y lípidos, individuos. Esto no ocurre con los glúcidos y lípidos, que son comunes a todos los seres vivos.que son comunes a todos los seres vivos.

La enorme diversidad proteica inter-específica e intra-La enorme diversidad proteica inter-específica e intra-específica es la consecuencia de las múltiples específica es la consecuencia de las múltiples combinaciones entre los aminoácidos, lo cual está combinaciones entre los aminoácidos, lo cual está determinado por el ADN de cada individuo.determinado por el ADN de cada individuo.

La especificidad de las proteínas explica algunos La especificidad de las proteínas explica algunos fenómenos biológicos como: la compatibilidad o no de fenómenos biológicos como: la compatibilidad o no de transplantes de órganos; injertos biológicos; sueros transplantes de órganos; injertos biológicos; sueros sanguíneos; etc... o los procesos alérgicos e incluso sanguíneos; etc... o los procesos alérgicos e incluso algunas infecciones.algunas infecciones.

Funciones de las Funciones de las proteínasproteínas

Función ESTRUCTURALFunción ESTRUCTURAL -Algunas proteínas constituyen estructuras celulares:-Algunas proteínas constituyen estructuras celulares:

Ciertas gluco-proteínas forman parte de las Ciertas gluco-proteínas forman parte de las membranas celulares y actúan como receptores o membranas celulares y actúan como receptores o facilitan el transporte de sustancias.facilitan el transporte de sustancias.

Las histonas, forman parte de los cromosomas y Las histonas, forman parte de los cromosomas y ayuda a regular la expresión de los genes.ayuda a regular la expresión de los genes.

-Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a -Otras proteínas confieren elasticidad y resistencia a órganos y tejidos:órganos y tejidos:

El colágeno del tejido conjuntivo fibroso.El colágeno del tejido conjuntivo fibroso. La elastina del tejido conjuntivo elástico.La elastina del tejido conjuntivo elástico. La queratina de la epidermis.La queratina de la epidermis. Seda de insectos y arañasSeda de insectos y arañas

Función DEFENSIVAFunción DEFENSIVA

Las inmunoglogulinas actúan como Las inmunoglogulinas actúan como anticuerpos frente a posibles antígenos.anticuerpos frente a posibles antígenos.

La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la La trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación de coágulos sanguíneos para evitar formación de coágulos sanguíneos para evitar hemorragias.hemorragias.

Las mucinas tienen efecto germicida y Las mucinas tienen efecto germicida y protegen a las mucosas.protegen a las mucosas.

Algunas toxinas bacterianas, como la del Algunas toxinas bacterianas, como la del botulismo, o venenos de serpientes, son botulismo, o venenos de serpientes, son proteínas fabricadas con funciones defensivas.proteínas fabricadas con funciones defensivas.

Función de TRANSPORTEFunción de TRANSPORTE La hemoglobina transporta oxígeno en la La hemoglobina transporta oxígeno en la

sangre de los vertebrados.sangre de los vertebrados. La hemocianina transporta oxígeno en la La hemocianina transporta oxígeno en la

sangre de los invertebrados.sangre de los invertebrados. La mioglobina transporta oxígeno en los La mioglobina transporta oxígeno en los

músculos.músculos. Las lipoproteinas transportan lípidos por la Las lipoproteinas transportan lípidos por la

sangre.sangre. Los citocromos transportan electrones.Los citocromos transportan electrones. La bomba de sodio bombea NaLa bomba de sodio bombea Na++ y K+ en la y K+ en la

membranamembrana

Función REGULADORAFunción REGULADORA

Algunas proteínas regulan la expresión Algunas proteínas regulan la expresión de ciertos genes y otras regulan la de ciertos genes y otras regulan la división celular (como la ciclina).división celular (como la ciclina).

Función HORMONALFunción HORMONAL

Algunas hormonas son de naturaleza proteicaAlgunas hormonas son de naturaleza proteica Insulina y el glucagón Insulina y el glucagón Hormonas segregadas por la hipófisis:Hormonas segregadas por la hipófisis:

H. del crecimientoH. del crecimiento

H. adrenocorticotrópica (regula la síntesis de H. adrenocorticotrópica (regula la síntesis de corticosteroides) corticosteroides)

Calcitonina (regula el metabolismo del calcio)Calcitonina (regula el metabolismo del calcio)

FSH, LH, TSH, HCGFSH, LH, TSH, HCG

Función CONTRACTILFunción CONTRACTIL

La actina y la miosina constituyen las La actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la miofibrillas responsables de la contracción muscular.contracción muscular.

La dineína está relacionada con el La dineína está relacionada con el movimiento de cilios y flagelos.movimiento de cilios y flagelos.

Función ENZIMÁTICAFunción ENZIMÁTICA

Las proteínas con función enzimática son Las proteínas con función enzimática son las más numerosas y especializadas. las más numerosas y especializadas. Actúan como biocatalizadores de las Actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas del metabolismo reacciones químicas del metabolismo celular. celular. Tripsina, Lipasa, ADN Polimerasa, ….Tripsina, Lipasa, ADN Polimerasa, ….

Función DE RESERVAFunción DE RESERVA

La ovoalbúmina de la clara de huevo, la La ovoalbúmina de la clara de huevo, la glpadina del grano de trigo y la hordeína glpadina del grano de trigo y la hordeína de la cebada, constituyen la reserva de de la cebada, constituyen la reserva de aminoácidos para el desarrollo del aminoácidos para el desarrollo del embrión.embrión.

La lacto-albúmina de la leche.La lacto-albúmina de la leche.

Función HOMEOSTÁTICAFunción HOMEOSTÁTICA

Algunas mantienen el equilibrio osmótico Algunas mantienen el equilibrio osmótico y actúan junto con otros sistemas y actúan junto con otros sistemas amortiguadores para mantener constante amortiguadores para mantener constante el pH del medio interno.el pH del medio interno. SeroalbuminaSeroalbumina

Clasificación de las Clasificación de las ProteínasProteínas

Holoproteínas:Holoproteínas: Formadas sólo por aminoácidosFormadas sólo por aminoácidos

FibrosasFibrosas:: InsolublesInsolubles Función EstructuralFunción Estructural Queratina, Colágeno, Actina, Miosina, ElastinaQueratina, Colágeno, Actina, Miosina, Elastina

GlobularesGlobulares Solubles Solubles Funciones dinámicasFunciones dinámicas Globulinas, Albúminas (lacto y seroalbúminas)Globulinas, Albúminas (lacto y seroalbúminas)

HETEROPROTEÍNASHETEROPROTEÍNAS

Formadas por aminoácidos y otras Formadas por aminoácidos y otras sustancias no proteicas, el grupo prostético:sustancias no proteicas, el grupo prostético: GLÚCIDOSGLÚCIDOS ÁCIDO ORTOFOSFÓRICOÁCIDO ORTOFOSFÓRICO LÍPIDOSLÍPIDOS PORFIRINAPORFIRINA ÁCIDOS NUCLEICOSÁCIDOS NUCLEICOS

GLUCOPROTEÍNASGLUCOPROTEÍNAS

Membranas celularesMembranas celulares InmunoglobulinasInmunoglobulinas Mucus respiratorio y digestivoMucus respiratorio y digestivo Hormonas: Hormonas: FSH, LH, TSH, HCG.FSH, LH, TSH, HCG.

FOSFOPROTEÍNASFOSFOPROTEÍNAS

Su grupo prostético es el ácido Su grupo prostético es el ácido ortofosfórico.ortofosfórico.

vitelina de la yema de huevovitelina de la yema de huevo

caseína, abundante en la leche y caseína, abundante en la leche y proteína principal del queso. proteína principal del queso.

LIPOPROTEÍNASLIPOPROTEÍNAS

Su grupo prostético es un lípido. Su grupo prostético es un lípido. Aparecen en las paredes bacterianas y Aparecen en las paredes bacterianas y en el plasma sanguíneo, donde sirven en el plasma sanguíneo, donde sirven como transportadores de grasas y como transportadores de grasas y colesterol: HDL, LDL. colesterol: HDL, LDL.

CROMOPROTEÍNASCROMOPROTEÍNAS

Tienen como grupo prostético una Tienen como grupo prostético una molécula compleja que posee dobles molécula compleja que posee dobles enlaces conjugados, lo que les confiere enlaces conjugados, lo que les confiere color.color.

Hemoglobina, Hemoglobina,

Hemocianina, Hemocianina,

Citocromos…Citocromos…

NUCLEOPROTEÍNASNUCLEOPROTEÍNAS

Su grupo prostético está formado por Su grupo prostético está formado por ácidos nucleicos.ácidos nucleicos. Histonas: Forman la Cromatina y los Histonas: Forman la Cromatina y los

Cromosomas.Cromosomas.