Modulo Bioquimica

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGA E INGENIERIA CONTENIDO DIDCTICO DEL CURSO: 201103 BIOQUIMICA.

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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGA E

INGENIERIA

201103 BIOQUIMICA

GOLDA MEYER TORRES VARGAS (Director Nacional)

ALBERTO GARCIA JEREZ Acreditador

DUITAMA

ENERO DE 2011


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ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO El presente mdulo fue diseado en el ao 1992 por los docentes Gerardo Prez y Yolanda Navarro para la Universidad Nacional Abierta y a Distancia publicado por la Divisin de Produccin de materiales de la UNISUR. El presente mdulo ha tenido una actualizacin, desarrollada por el Ingeniero Rubn Daro Munera en el 2007 quien ha sido tutor de la UNAD en el CEAD PALMIRA, y que se desempeaba hasta el primer periodo de 2009 como el director nacional del curso. Para el segundo periodo de 2009, el modulo tiene su segunda actualizacin por Golda Meyer Torres Vargas, quien se ha desempeado como tutora de la ECBTI del Cead de Duitama desde el 2006 y actualmente es la directora nacional del curos en mencin. Para el 2010, nuevamente se actualiza el mdulo pero permanecen intactos algunos temas de la unidad 1,2 y3 cuyos autores son docentes Gerardo Prez y Yolanda Navarro y sobre estos temas los estudiantes pueden encontrar la complementacin y actualizacin a cargo de Golda Meyer Torres Varga. En este mismo periodo, el Bilogo Alberto Garca Jerez, tutor del Cead de Bucaramanga, apoy el proceso de revisin de estilo del mdulo y dio aportes disciplinares, didcticos y pedaggicos en el proceso de acreditacin de material didctico desarrollado en el mes de enero 2010 y se mantiene la vigencia para el primer periodo de 2011. En el segundo perodo del 2011, se presenta actualizaciones correspondientes a las actividades evaluativas y formativas que deben ir al final del captulo ejercicios, lecturas complementarias por programas y al final de la unidad autoevaluaciones.


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TABLA DE CONTENIDO Pg. Introduccin 9 Unidad 1: Biomolculas 11 introduccin 11 Justificacin 12 Objetivos 13 Contenido de la unidad 14 Captulo 1. Aminocidos 15 Leccin 1: Estructura general y clasificacin 15 Leccin 2: Aminocidos no polares o Hidrofbicos y aminocidos polares no cargados 17 Leccin 3: Aminocidos cidos y bsicos 20 Leccin 4: Propiedades acido bsicas 22 Leccin 5: Pruebas cualitativas y cuantitativas para determinar aminocidos y protenas en laboratorio.

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Ejercicios del captulo 31 Captulo 2: pptidos y protenas 32 Leccin 6: Pptidos 32 Leccin 7: Generalidades del enlace peptdico y niveles de estructuracin 38 Leccin 8: Estructura primaria y Secundaria 40 Leccin 9: Estructura terciaria y cuaternaria 48 Leccin 10: Clasificacin y Propiedades Fisicoqumicas 52 Ejercicios del captulo 56 Captulo 3: Enzimas 57 Leccin 11: Caractersticas de la accin enzimtica 57 Leccin 12: Cintica enzimtica 61 Leccin 13: Factores que influencian la actividad enzimtica 67 Leccin 14: Inhibicin Enzimtica 69 Leccin 15: Sitios activos de algunas enzimas 75 Ejercicios del captulo 79 Lecturas complementarias 80 Autoevaluacin unidad 1 83 Lecturas recomendadas 86 Bibliografa usada en la actualizacin de la unidad 1 86 Unidad didctica 2: cidos nucleicos y bioenergtica 87 Introduccin 87 Justificacin 88 Objetivos 89 Contenido de la unidad 90 Captulo 4: estructura de bases, nuclesidos y nucletidos 91


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Leccin 16: Componentes de los cidos nucleicos 91 Leccin 17: Estructura de bases 92 Leccin 18: Nucelsidos 94 Leccin 19: Nucletidos 96 Leccin 20: Otros nucletidos de inters bioqumico 99 Ejercicios del captulo Captulo 5: cidos nucleicos 102 Leccin 21: Generalidades 102 Leccin 22: Estructura del ADN 103 Leccin 23: Complejidad y estructura supramacromolecular del DNA en el genoma 108 Leccin 24: RNA 110 Leccin 25: Estructura del RNA 110 Ejercicios del captulo 114 Captulo 6: introduccin al metabolismo y bioenergtica 115 Leccin 26: Aspectos generales del metabolismo 115 Leccin 27: Bioenergtica 117 Leccin 28: Energa libre de hidrlisis 122 Leccin 29: Potencial de transferencia de grupos fosfato 122 Leccin 30: Importancia del ATP 124 Ejercicios del captulo 126 Lecturas complementarias 127 Autoevaluacin unidad 2 130 Lecturas recomendadas 132 Bibliografa usada en la actualizacin de la unidad 2 132 Unidad didctica 3: metabolismo: catabolismo y biosntesis de Biomolculas 133 Introduccin 133 Justificacin 134 Objetivos 135 Contenido de la unidad 137 Captulo 7: metabolismo de glcidos 138 Leccin 31: Catabolismo de carbohidratos 138 Leccin 32: Fosforilacin oxidativa y la va del glicerol fosfato 152 Leccin 33: Balance global de la oxidacin de glucosa y va de las pentosas fosfato 162 Leccin 34: Generalidades de la biosntesis de carbohidratos 167 Leccin 35: Gluconeognesis 169 Leccin 36: Fotosntesis y biosntesis de polisacridos 174 Ejercicios del captulo 183 Captulo 8: metabolismo de lpidos 184 Leccin 37: Catabolismo de lpidos 184 Leccin 38: Balance de la degradacin de cidos grasos 195 Leccin 39: Catabolismo de fosfolpidos 197 Leccin 40: Catabolismo de colesterol 199 Leccin 41: Biosntesis de lpidos 201 Ejercicios del captulo 212


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Captulo 9: metabolismo de aminocidos 213 Leccin 42: Catabolismo 213 Leccin 43: Catabolismo de los grupos -NH2 y -COO

- 214 Leccin 44: Catabolismo del esqueleto carbonado 217 Leccin 45: Eliminacin del NH4 218 Leccin 46: Biosntesis 223 Ejercicios del captulo 227 Lecturas complementarias 228 Autoevaluacin unidad 3 230 Lecturas recomendadas 234 Bibliografa usada en la actualizacin de la unidad 3 235 Informacin de retorno ejercicios por captulos 236 Bibliografa usada en la elaboracin del modulo edicin 1 238

LISTA DE TABLAS

Tabla 1: aminocidos esenciales y no esenciales 16 Tabla 2: Aminocidos hidrofobicos 17 Tabla 3: Aminocidos polares no cargados 19 Tabla 4: Aminocidos cidos 20 Tabla 5: Aminocidos bsicos 21 Tabla 6: Estructuras de la Ala en funcin del pH 25 Tabla 7: Relacin entre el pH y la estructura del Glu 27 Tabla 8 :Propiedades fsicas de los aminocidos 29 Tabla 9: Accin de algunas enzimas sobre la amilopectina. 59 Tabla 10: Clases principales de enzimas. 60 Tabla 11 : Subclases de hidrolasas 61 Tabla 12: Sub-subclases de las proteasas 61 Tabla 13: ribonuclesidos y desoxirribonulceosidos presentes en los cidos nucleicos 96 Tabla 14: nucletidos que se encuentran en los cidos nucleicos 98 Tabla 15: Diferencias entre DNA y RNA 103 Tabla 16: Valores de G0 de hidrlisis y de Potencial de Transferencia de Grupos PTG para algunos metabolitos fosforados

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Tabla 17: Potenciales de reduccin estndar de algunos metabolitos y transportadores de la cadena de electrones

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Tabla 18: Algunas propiedades fisicoqumicas de los citocromos de la fosforilacin oxidativa 154 Tabla 19: Organismos fotosintticos 174 Tabla 20 : Precursores usados en la biosntesis de polisacridos 182 Tabla 21: Clasificacin de los AA esenciales o no, en humanos 224


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LISTA DE FIGURAS

Figura 1: aminocido en forma de in Zwitterion 16 Figura 2: estructuras segn el pH de los aminocidos 23 Figura 3: Curva de titulacin de un aminocido con grupo R no cargado 24 Figura 4: Curva de titulacin del Glu 26 Figura 5: Representacin coplanar del enlace peptdico 33 Figura 6: Formacin del enlace peptdico. 38 Figura 7. ngulos de torsin del enlace peptdico 39 Figura 8: Secuencia de AA de la insulina bovina 41 Figura 9: Esquema simplificado de la insulina 42 Figura 10 : Puentes de hidrgeno en un polipptido con estructura extendida 43 Figura11: Estructura en hoja plegada 44 Figura 12: Empaquetamiento de grupos R en la fibroina 45 Figura 13: Estructura de -hlice 46 Figura 14: Tipos de enlaces que mantienen la estructura terciaria de las protenas 48 Figura 15: Estructura del grupo hemo 50 Figura16: Estructura cuaternaria de la hemoglobina 51 Figura 17 : Solubilidad de las protenas en funcin de la fuerza inica 54 Figura 18: Velocidad de transformacin del sustrato en funcin de S 62 Figura 19: Efecto de la concentracin de sustrato sobre la velocidad de una reaccin Enzimtica.

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Figura 20: Representacin grfica segn Lineweaver-Burk de v vs [S] 65 Figura 21: Ejemplos de actividad de algunas enzimas en funcin del pH 68 Figura 22: Catlisis enzimtica inhibida competitivamente 70 Figura 23: Cintica de una enzima inhibida no competitivamente 72 Figura 24: Representacin segn Lineweaver-Burk de la inhibicin no competitiva 73 Figura 25: Representacin de la inhibicin Incompetitiva 74 Figura 26: Sistema relay Ser, His, Asp en quimotripsina 76 Figura 27: Sitio activo de la carboxipeptidasa A 77 Figura 28: Sitio activo de la lisozima 78 Figura 29: Formacin de monmeros de los cidos nucleicos 92 Figura 30: Pentosas presentes en los cidos nucleicos 94 Figura 31: Enlace N-glicosdico de los nucelsidos 95 Figura 32: estructura del AMP 96 Figura 33: estructuras de difosfatos de nuclesidos 99 Figura 34: Estructura fundamental de un segmento de una cadena de DNA 105 Figura 35: Asociacin de las bases complementarias en el DNA 107 Figura 36: Estructura en doble hlice del DNA 108 Figura 37: Estructura fundamental de un segmento de RNA 111 Figura 38: Estructura general en hoja de trbol de t-RNA 112 Figura 39: Estructura terciaria del t-RNA para Phe 113 Figura 40 : Ciclo global del C y O en la biosfera 117


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Figura 41 : Ciclo global del N en la bisfera 118

Figura 42: Flujo de grupos y situacin intermedia del ATP

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Figura 42: Carbohidratos proveedores de las hexosas que nutren la gliclisis 141 Figura 43: Esquema de la va glicoltica 142 Figura 44: Papel del NAD en las reacciones de xido-reduccin 144 Figura 45: Oxidacin del piruvato en acetato por accin del complejo de la piruvato deshidrogenada

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Figura 46: Esquema del ciclo de Krebs 149 Figura 47: Estructura y modo de accin de la Flavinadenin dinucletido (FAD) 150 Figura 48: Fosforilacin oxidativa en Mitocondrias 158 Figura 49: Fosforilacin oxidativa en procariotes 159 Figura 50: Esquema de la va del glicerol-fosfato 162 Figura 51: Va de las pentosas fosfato 165 Figura 52: Secuencias de las reacciones de la gluconeognesis 170 Figura 53: Esquema del ciclo del glioxilato 173 Figura 54: Esquema de un cloroplasto 175 Figura 55: Estructura de clorofilas y carotenos 176 Figura 56: Etapa luminosa de la fotosntesis 178 Figura 57: Esquema de la etapa oscura de la fotosntesis 180 Figura 58: Esquema de la -oxidacin de cidos grasos saturados 190 Figura 59: Esquema de -oxidacin de cidos grasos ramificados 194 Figura 60: Productos resultantes de la degradacin de la Lecitina por fosfolipasas 198 Figura 61 : Estructura del colesterol 199 Figura 62 : Principales productos del catabolismo del colesterol 200 Figura 63: Transporte de Acetil-CoA mitocondrial al citoplasma 202 Figura 64: Esquema de las reacciones de biosntesis de cidos grasos 201 Figura 65: Esquema de la biosntesis de triglicridos y fosfoglicridos 209 Figura 66: Principales intermediarios en la biosntesis del colesterol 211 Figura 67: Convergencia de los esqueletos carbonados de los AA al ciclo de Krebs. 217 Figura 68 Ciclo de la Urea 222 Figura 69: Biosntesis de Thr y Met 225

P


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ABREVIATURAS

Glc Glucosa Frc Fructosa Gal Galactosa (Glc)n Glucgeno con n unidades de glucosa Glc-1-P Glucosa1-1fosfato Glc-6-P Glucosa 6-fosfato Frc-6-P Furctosa-6-fosfato Frc-1,6-P Fructosa 1,6-Fosfato Frc-1,6-DIP Fructosa 1,6-difosfato 3-PDHA 3-fosfohidroxiacetona ( dihidroxiacetona-3-fosfato). 3-P-Gal 3-fosfo-gliceraldehido ( gliceraldehido-3-fosfato) 1,3-di-P-Gato 1,3-difosfoglicerato (glicerato-1,3-difosfato). 3-P-Gato 3-fosfoglicerato ( glicerato-3-3fosfato). 2-P-Gato 2-fosfoglicerato ( glicerato- 2-3fosfato). PEP Fosfoenolpiruvato PTT Pirofosfato de tiamina NAD Nicotinamida-adenin-dinucletido FAD Flavin adenin- dinucletido FMN Flavinmononucletido NADP Fosfato de nicotinamida adenin dinucletido 6-P-gluconato 6-fosfogluconato (o glucnico-6-fosfato). Ribulosa-5-P Ribulosa-5-fosfato Xil-5-P Cilulosa-5-fosfato Rib-5-P Ribosa-5-fosfato


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INTRODUCCIN

La bioqumica es una ciencia que comenz a emerger desde comienzos del siglo pasado. Es frecuentemente descrita como el estudio de la qumica de la vida e incluye el estudio de todas las formas de vida y utiliza los conceptos bsicos derivados de la biologa, qumica, fsica y matemticas. Con este mdulo se pretende que el estudiante se prepare en los conocimientos bsicos acerca de las Biomolculas y su metabolismo a travs de la comprensin de las interacciones entre ellas, reconozca los aminocidos como unidades estructurales de las protenas, identifique las bases conceptuales bsicas a travs del estudio sistemtico de nociones, conceptos y problemticas que configuran el campo general de la bioqumica y que fortalezca los conocimientos adquiridos a travs de las diferentes prcticas de laboratorio que se van a realizar. Se espera que despus de estudiar este mdulo el estudiante analice adecuadamente las vas metablicas ms importantes con referencia a su importancia relativa en el conjunto del metabolismo y las correlaciona con otras vas; distingue las transformaciones sufridas por los nutrientes como resultado de la accin de agentes fsicos, qumicos o biolgicos. En vista de la importancia de este curso acadmico y teniendo en cuenta que algunos estudiantes que ingresan a la Universidad Nacional Abierta y a Distancia, UNAD, son personas que generalmente han dejado pasar un tiempo despus que terminaron sus estudios secundarios para luego ingresar a la universidad, se ha diseado un texto con la didctica necesaria para que sus contenidos sean aprendidos teniendo en cuenta los fundamentos bsicos del aprendizaje autnomo. Las unidades didcticas que conforman el curso son: 1) Biomolculas, 2) cidos nucleicos y bioenergtica y 3) metabolismo: catabolismo y biosntesis de Biomolculas. Al finalizar cada captulo el estudiante encuentra ejercicios de aplicacin y al final de la unidad lecturas complementarias y la correspondiente autoevaluacin. El trabajo acadmico consta de dos componentes a saber: el estudio Independiente, el cual puede ser realizado en trabajos a nivel personal y el trabajo en pequeos grupos colaborativos que son los espacios donde se inicia el verdadero autoaprendizaje; el segundo componente es el acompaamiento tutorial, donde se desarrollan tutoras a nivel individual, en pequeos grupos colaborativos o a nivel de grupo de curso.


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La Bioqumica es, comparativamente con otras reas del conocimiento, una disciplina cientfica joven, que integra mltiples conceptos de la Fsica, la Qumica y la Biologa en un cuerpo coherente de generalizaciones que permiten comprender cmo operan los organismos vivientes. Sus puntos de contacto con otras reas son mltiples y no siempre es fcil establecer las fronteras respectivas. La comprensin de las propiedades estructurales y funcionales de las principales molculas que intervienen como constituyentes de los alimentos y del papel que ellas juegan en el metabolismo, nos proporciona criterios para juzgar el valor nutritivo de un alimento de uso comn o de una fuente nutricional potencialmente utilizable. Desde el punto de vista tecnolgico, los conceptos bioqumicos son claves para una correcta interpretacin y una prediccin acertada de las trasformaciones sufridas por los nutrientes como resultado de agentes fsicos, qumicos y biolgicos. Estos puntos justifican de por s la necesidad de disponer de un bagaje bioqumico mnimo. Para facilitar la comprensin e ir profundizando gradualmente, se ha adoptado la estrategia de discutir en los captulos iniciales las caractersticas estructurales y el comportamiento de las macromolculas biolgicas. Para finalizar esta introduccin quisiera dirigir un comentario a los estudiantes que usarn este mdulo. La complejidad aparente de la Bioqumica se reduce considerablemente cuando en su estudio se comparan sistemticamente las vas biosintticas con las degradativas, se aplican los principios generales del metabolismo y se tienen en mente los puntos ya mencionados en el enfoque global. Es mejor hacer nfasis en las transformaciones generales y no en la secuencia detallada de reacciones; poco a poco sta se ir incorporando a sus conocimientos. Buen trabajo y mucho nimo!


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UNIDAD 1: BIOMOLCULAS

INTRODUCCION En esta unidad, se encuentran los conceptos bsicos que un estudiante de Bioqumica debe manejar, como son las generalidades, clasificacin y estructura de aminocidos, protenas y enzimas. En esta unidad no se consideran las Biomolculas carbohidratos y lpidos, ya que el espacio para estos conceptos es la unidad 3. Es de vital importancia para los estudiantes de la formacin profesional y tcnica de los programas de ingeniera de alimentos, tecnologa de alimentos , qumica y regentes de farmacia, el manejo y comprensin de los temas que en esta unidad se presentan; los nexos de la bioqumica con estos campos disciplinares se derivan en que la bioqumica como parte de las ciencias biolgicas maneja los conceptos tericos derivados de investigaciones en donde se explican el funcionamiento y mecanismos qumicos a nivel celular para el mantenimiento de los procesos vitales de organismo de origen vegetal y animal. Conocer las generalidades, clasificacin y estructura de aminocidos, protenas y enzimas, conlleva a los estudiantes de los programas mencionados, a comprender el cmo los organismos utilizan estas Biomolculas para sus procesos de desarrollo, nutricin y reproduccin, para ello debe conocer que las protenas estn constituidas por aminocidos y que las protenas intervienen en un nmero importante de las reacciones a nivel celular y que este tipo de mecanismo qumico se realizan a grandes velocidades gracias a los catalizadores que se encuentran en los sistemas biolgicos como son las enzimas. Los estudiantes deben relacionar los conceptos tericos con la aplicacin en contexto real de sus profesiones. Para el rea de alimentos, ests Biomolculas marcan la pauta en trminos de alimentos funcionales con calidad protena y calidad tcnica. Para los regentes de farmacia el saber sobre Biomolculas les puede facilitar el manejo de medicamento y el mecanismo de accin de los principios activos que contiene. Para los Qumicos, les resulta indispensable manejar la bioqumica de la vida para disear tcnicas de anlisis y aprta al estudio de las mismas. El estudio detallado de la unidad puede conducir a los estudiantes a plantear procesos y proyectos que conduzcan a fomentar la cultura investigativa.


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JUSTIFICACION

El desarrollo de esta unidad se hace necesario en el curso de bioqumica porque contiene las temticas bsicas para los estudiantes que toman cursos de las ciencias bsicas referentes a la compresin de contextos de las ciencias biolgicas. Es preciso el diseo de esta unidad porque se presentan los conceptos sobre aminocidos, protenas y enzimas; temticas que sern de gran importancia en el perfil profesional de los estudiantes de ingeniera de alimentos, agroforestal, agronmica, zootecnia y produccin animal. Su estructuracin permite al estudiante comprender los conceptos sobre las generalidades, clasificacin y estructura de aminocidos, protenas y enzimas; temas que en primera instancia no son fciles de asimilar y se necesitan de la activacin metacgnitiva de presaberes de cursos como qumica general, qumica orgnica. Biologa y microbiologa.


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OBEJTIVOS

CAPITULO 1: AMINOCIDOS Diferenciar los tipos de aminocidos existentes, tomando como base la

naturaleza de sus cadenas laterales. Establecer las relaciones existentes entre las curvas de titulacin de los

aminocidos y sus valores de pKa y pl. CAPITULO 2: PPTIDOS Y PROTEINAS Describir las caractersticas del enlace peptdico. Reconocer los tipos de rupturas que pueden sufrir los pptidos. Analizar el comportamiento anftero de los pptidos en trminos de su

composicin en aminocidos. Identificar las principales actividades biolgicas de los pptidos. Reconocer la correlacin entre la estructura y la funcin de los pptidos. Explicar los diferentes niveles de organizacin estructural de las protenas. Comparar las caractersticas de cada uno de los tipos de estructura

secundaria. Identificar las interacciones que mantienen la estructura terciaria de una

protena. Explicar las relaciones existentes entre la estructura y la funcin de las

protenas usadas como modelo.

CAPITULO 3: ENZIMAS Identificar las caractersticas de la accin enzimtica. Ilustrar la clasificacin de las enzimas basada en las clases de reacciones

catalizadas. Analizar el comportamiento cintico de las enzimas. Interpretar los cambios de actividad enzimtica debidas a la influencia del pH,

temperatura, efectores. Establecer las diferencias entre los distintos tipos de inhibicin. Identificar los sitios activos de algunas de las principales enzimas.


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CONTENIDO DE LA UNIDAD CAPITULO 1: AMINOCIDOS CAPITULO 2: PPTIDOS Y PROTEINAS CAPITULO 3: ENZIMAS


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CAPITULO 1: Aminocidos En este captulo el estudiante puede encontrar en forma clara y concreta la estructura general de las unidades formadoras de las protenas, la clasificacin de acuerdo a las caractersticas de su cadena lateral en relacin a su polaridad, las pruebas que pueden aplicarse a nivel de laboratorio para su identificacin. Los conceptos generales se refuerzan con la autoevaluacin, ejercicios de prctica e informacin de inters que estn en recuadros donde se invita al estudiante a generar conocimiento y consultar enlaces virtuales. Leccin 1: Estructura general y clasificacin 1.1 estructura General De acuerdo a Ramrez, Ruth (2009), los aminocidos son las unidades estructurales bsicas de las protenas. Un aminocido consta de un grupo amino, un grupo carboxlico, un tomo de hidrogeno y un grupo distinto R, enlazado al tomo de carbono que se llama el carbono (alfa), el grupo R se refiere a la cadena lateral que sern la identificacin del aminocido en la cadena proteica. Veinte tipos de cadenas laterales de aminocidos que varan en tamao, forma, carga, capacidad de enlace de hidrogeno y reactividad qumica, se encuentran comnmente en las protenas1. Los aminocidos se encuentran unidos en la molcula de la protena por enlaces peptdicos (- CO-NH-) que se forman por condensacin de - COOH de un aminocido con el -NH2 de otro. Cuando varios aminocidos se unen para dar un polmetro de bajo peso molecular ste se conoce como polipptido, mientras que el trmino protena se usan generalmente para polmeros de peso molecular grande. Las propiedades de las protenas estn en funcin de su composicin y conformacin de los aminocidos que las componen de ah que se deba tener especial atencin en las propiedades qumicas y fsicas de tales compuestos. Se debe recordar que los aminocidos en disolucin (propiedades cido-bsicas), a pH neutro, son predominante iones dipolares (zwitteriones). En la forma dipolar de un aminocido el grupo amino esta protonado y el grupo carboxilo esta disociado:

1 Ramrez, R.- segunda edicin (2009). Qumica de alimentos. Bogot: Universidad Nacional Abierta y a Distancia.


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Figura 1: aminocido en forma de in Zwitterion. Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/aminocido

1.2: Clasificacin Desde el punto de vista fisiolgico- alimentario, es importante saber si determinados aminocidos son esenciales o no para el hombre y los animales. Dentro del grupo de aminocidos comnmente encontrados en los alimentos son clasificados en dos grupos:

TABLA 1: aminocidos esenciales y no esenciales Esenciales No esenciales

Treonina Serina Metionina Alanina Leucina Glicina Valina cido glutmico Lisina cido asprtico Arginina Prolina Fenilalanina Cistena Histidina Tirosina Isoleucina Triptfano Fuente: Plumer,D (1981). Bioqumica prctica. Londres: McGraw Hill.

Gerardo Prez, Navarro Yolanda presenta la clasificacin de los aminocidos de acuerdo a la relacin de grupos COO-/NH3+, o considerando criterios que tienen que ver con su polaridad, presencia o no de cargas positivas y negativas; todo a lo cual este comportamiento depende de la naturaleza de la cadena lateral o grupo (R)2

2 Prez, Gerardo. Navarro, Yolanda. (2005). Bioqumica. Bogot: Universidad Nacional Abierta y a Distancia.

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La clasificacin de los aminocidos protenicos se puede hacer teniendo en cuenta la relacin de grupos COO-/NH3

+, o considerando criterios que tienen que ver con su polaridad, presencia o no de cargas positivas o negativas; todo lo cual, en ltimo trmino, depende de la naturaleza de su cadena lateral (o grupo R). Estos criterios sern continuamente utilizados en las siguientes unidades y por ello es importante identificar los diferentes aminocidos de acuerdo con la siguiente clasificacin (ver lecciones 2 y 3): Leccin 2: Aminocidos no polares o hidrofobicos y aminocidos polares no cargados 2.1 Aminocidos no polares o hidrofobicos En estos aminocidos la cadena lateral, aliftica o aromtica, no tiene grupos que interacten fcilmente con solventes acuosos y de ah el nombre de hidrofobicos. A este grupo pertenecen los siguientes aminocidos:

Tabla 2: Aminocidos hidrofobicos

Aminocido Abreviatura Aminocido Abreviatura Alanina Valina Leucina Isoleucina

Ala Val Leu Ile

Prolina Fenilanina Triptfano Metionina

Pro Phe Trp Met

Fuente: Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa f de Bogot.: Unisur.

Nombre Estructura

Alanina

Valina


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Leucina

Isoleucina

Cisteina

Prolina

Fenilalanina

Triptfano


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Metionina

Fuente: Ramrez, R.- segunda edicin (2009). Qumica de alimentos. Bogot: Universidad Nacional Abierta y a Distancia.

2.2 Aminocidos polares no cargados A diferencia de los anteriores, estos AA se solubilizan con mayor facilidad en solventes acuosos y su grupo R no posee cargas positivas o negativas a pH fisiolgico, es decir, pH cercanos a 6,5 y 7,0. Aqu incluimos los siguientes AA:

Tabla 3: Aminocidos polares no cargados

Aminocido Abreviatura Aminocido Abreviatura Glicina Serina Treonina Cisteina Cistina

Gly Ser Thr CySH CySSCy

Tirosina Asparagina Glutamina Hidroxi prolina

Tyr Asn Gln OH - Pro


Nombre Estructura Glicina

Serina


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Leccin 3: Aminocidos cidos y bsicos 3.1 Aminocidos cidos Se caracterizan porque su grupo R -(COOH) est cargado negativamente a pH fisiolgico. Los aminocidos con sus respectivos pKa son:

Tabla 4: Aminocidos cidos

Aminocido Abreviatura pKa Asprtico Glutmico

Asp Glu

3,9 4,2

Fuente: Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa fe de Bogot.: Unisur.

Treonina

Tirosina

Asparagina

Glutamina


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En consecuencia, estos aminocidos pierden su carga nicamente a pH bastante cido y en su forma libre o como constituyentes de las protenas estn cargados negativamente. 3.2 Aminocidos bsicos En ellos, el grupo R (generalmente NH) est cargado positivamente a pH fisiolgico. A este grupo pertenece:

Tabla 5: Aminocidos bsicos

Aminocido Abreviatura pKa Histidina Lisina Arginina

His Lys Arg

6,0 10,5 12,5



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Leccin 4: Propiedades acido bsicas Biolgicamente la actitud de los aminocidos a la ionizacin es muy importante y facilita el anlisis cuantitativo. Algunas de las propiedades de los aminocidos (punto de fusin, solubilidad en agua, momentos dipolares ) se debe a la distribucin dispar de sus cargas elctricas en solucin acuosa. As todos los aminocidos en solucin acuosa a un pH prximo a la neutralidad estn bajo la forma de iones Zwitteriones.

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Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/aminocido

Cuando un aminocido esta disuelto en agua, se puede comportar segn el pH en como cido o como base: Los aminocidos a pH bajo (cido) se encuentran mayoritariamente en su forma catinica (con carga positiva), y a pH alto (bsico) se encuentran en su forma aninica (con carga negativa). Sin embargo, existe un pH especfico para cada aminocido, donde la carga positiva y la carga negativa son de la misma magnitud y el conjunto de la molcula es elctricamente neutro. En este estado se dice que el aminocido se encuentra en su forma de ion dipolar o zwitterin. En otros trminos, estas molculas son anfteras, Cuando el aminocido esta en forma de Zwiteriones (el grupo carboxilo ionizado y el grupo amino protonado), la carga elctrica global es igual a cero, se dice entonces que al pH donde esta carga sea igual cero se designa como el punto isoelctrico (pI).

Figura 2: estructuras segn el pH de los aminocidos. Tomado de:

http://es.wikipedia.org/wiki/Amino%C3%A1cido

Para Gerardo Prez y Navarro Yolanda, el comportamiento anftero de cada uno de los aminocidos y sus valores de punto isoelctrico (pl) son una consecuencia de su estructura particular. Vamos a complementar estos conceptos con el anlisis de las curvas de titulacin tpicas que se obtienen al considerar la disociacin sucesiva de los grupos.


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Las curvas de titulacin para aminocidos no polares o polares no cargados, se pueden ver en la figura 3.

Figura 3: Curva de titulacin de un aminocido con grupo R no cargado

Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa fe de Bogot.: Unisur.

El AA usado como ejemplo es la Ala, donde los nicos grupos que en un momento dado pueden tener carga, dependiendo del pH de la solucin, son el -COOH y el -NH2. La siguiente tabla ilustra la situacin que se presenta en cada punto identificado:

Punto Estructura Corresponde a

1 2

pH


25

3 4 5

pl pK2, (-NH2) pH >> pK2

Tabla 6: Estructuras de la Ala en funcin del pH Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa fe de Bogot.: Unisur.

Podemos observar que al pH que corresponde al pl, la carga neta del 100% de molculas es cero (mxima concentracin del Zwitterion); a pH inferiores al pl, un cierto porcentaje de molculas tiene carga neta positiva, siendo mayor a medida que el pH es ms cido y a pH superiores al pl, ms y ms molculas estn cargadas negativamente mientras ms bsico es el pH. Notamos adems que las zonas en que estos AA tienen capacidad buffer, se sitan en las cercanas de pK1 y pK2. Para un aminocido cido (Glu en este caso), podemos representar la curva de titulacin as:


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Figura 4: Curva de titulacin del Glu Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa fe de Bogot.: Unisur.

La tabla 7 muestra lo que ocurre en cada uno de los puntos indicados en la figura 4. Al calcular el pl vemos que es igual a 3.2 (que corresponde al pH del punto 3 en la grfica), valor que indica que el Glu es un aminocido cido pues el pl est muy alejado del rango 6.0 a 7.0; su carga neta a pH superiores a su pl ser negativa y a pH inferiores, ser positiva. Al comparar su curva de disociacin con la de la Ala, vemos que en la regin cida las inflexiones son menos fuertes. Las curvas de titulacin obtenidas para los AA bsicos muestran tambin inflexiones ms marcadas, pero estn desplazadas hacia pH ms altos y su anlisis es similar. Si se conocen los valores de pK de cada grupo y el pl (que se pueden determinar experimentalmente) podemos proceder en forma inversa y representar las curvas de disociacin.


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Tabla 7: Relacin entre el pH y la estructura del Glu Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa fe de Bogot.: Unisur.

Punto Estructura Corresponde a 1 2 3 4 5 6

pH > pK3


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Las consideraciones anteriores adems de que permiten comprender mejor el comportamiento cido-base de los aminocidos en solucin, estos sern muy tiles para entender las propiedades de polmeros integrados por aminocidos (pptidos y protenas). Los aminocidos no presentan absorcin en la zona del espectro visible por no poseer cromforos y los nicos que absorben en el ultravioleta son el Trp y la Tyr a 280 nm y la Phe, en menor grado, a 260 nm debido a que sus grupos R son aromticos. Esta propiedad se aprovecha para detectar aminocidos, pptidos y protenas en soluciones en que no haya otras molculas que absorben a estas longitudes de onda. En sntesis: El estado de ionizacin de un aminocido vara con el pH y en relacin su Pka. (Tabla 8). En disolucin cida por ejemplo a un pH 1.0 el grupo carboxlico no est disociado pero el grupo amino si esta protonado (- NH3

+). En disolucin alcalina por ejemplo a pH 11.0 el grupo carboxilo esta ionizado (- COO-) y el grupo amino esta desprotonado. En una forma ms clara mencionemos el caso de la glicina donde posee un pKa de 2.3 para el grupo carboxlico y un pka 9.6 para el grupo amino, esto quiere decir que el punto medio de la primera ionizacin ocurre a pH = 2.3 y el de la segunda esta a pH = 9.6. Calculo del punto isoelctrico de una aminocido: Es el pH que este en medio de los valores de pKa de ambos lados de la especie isoinica, se suman y se dividen por dos: Ejemplo, ver tabla 7: pI para el cido glutmico: a pH 2.0 presenta un pK1= 2.0 y a pH 4.2 presenta un pK2= 4.2 pI = 2.0 + 4.2/ 2 = 3.1 Cheftel, Jean presenta las siguientes propiedades de los aminocidos3:

3 Cheftel, Jean (1998). Protenas alimentaras. Espaa: Acribia.


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Tabla 8: Propiedades fsicas de los aminocidos

AMINOCIDO

ABREVIATURA

LETRA

Pka1

(- COOH)

Pka2

-NH2

Pka R

R= cadena lateral

pI

Alanina Ala A 2.35 9.69 6.02 Arginina Arg R 2.17 9.04 12.48 10.76 Asparagina Asg N 2.02 8.80 5.41 cido Asprtico Asp D 2.09 9.82 3.86 2.97 Cisteina Cys C 1.96 10.28 8.18 5.07 Fenilalanina Phe F 1.83 9.24 5.53 Glutamina Gln Q 2.17 9.13 5.65 cido glutmico Glu E 2.19 9.67 4.25 3.22 Glicina Gly G 2.34 9.78 6.06 Histidina His H 1.82 9.17 6.00 7.58 Isoleucina Ile I 2.36 9.68 6.02 Leucina Leu L 2.36 9.64 6.00 Lisina Lys K 2.18 8.95 10.53 9.74 Metionina Met M 2.28 9.21 5.75 Prolina Pro P 1.99 10.6 6.30 Serina Ser S 2.21 9.15 5.68 Tirosina Tyr Y 2.20 9.11 10.07 5.65 Treonina Tre T 2.71 9.62 6.16 Triptfano Trp W 2.38 9.39 5.89 Valina Val V 2.32 9.62 5.97

Fuente: Cheftel Jean- Claude. Protenas alimentaras: bioqumica, Propiedades funcionales, valor nutritivo, modificaciones qumicas. Valores de pka y pI de loa aminocidos a 25 C.

Leccin 5: Pruebas cualitativas y cuantitativas para determinar aminocidos y protenas en laboratorio.

5.1 Aminocidos. Las pruebas cualitativas para la determinacin de las propiedades generales de los aminocidos se relacionan a continuacin de acuerdo a Plummer, David (2000)4:

Reaccin de la Ninhidrina

La ninhidrina (hidrato de triceohidrindeno), un agente oxidante poderoso, reacciona con todos los aminocidos a un pH entre 4- 8 para dar un compuesto de color prpura. Esta reaccin se efecta con aminas primarias y amoniaco pero sin desprendimiento de CO2. La reaccin es muy sensible y es ideal para la deteccin de aminocidos en cromatografas y su determinacin cuantitativa en fracciones de columnas.

Reaccin Xantoproteica

Los aminocidos que contienen un ncleo aromtico (triptfano y Fenilalanina), forman nitroderivados de color amarillo cuando se calientan con cido ntrico concentrado. Las

4 Plummer, David (2000). Bioqumica Prctica. Londres: mcGraw- Hill Latinoammericana S.A.

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sales de estos derivados son de color naranja.

Reaccin de Milln

Los compuestos que contienen el radical hidroxibenceno (la tirosina) reaccionan con el reactivo de milln formado compuestos rojos. Los nicos aminocidos fenlicos son la tirosina y sus derivados y solamente ellos dan una reaccin positiva.

Reaccin de cido

glioxlico para triptfano

El grupo indlico del triptfano reacciona con el cido glioxlico en presencia del cido sulfrico concentrado dando un color prpura. El cido actico glacial que ha sido expuesto a la luz contiene cido glioxlico.

Prueba de Pauly

El cido sulfanilico diazotizado se une con las aminas de la arginina y la lisina, fenoles como el de la tirosina e imidazoles como la Histidina para dar compuestos azo fuertemente coloreados.

Reaccin de Ehrlich

Este reactivo reacciona con un buen nmero de compuestos orgnicos tales como ndoles, aminas aromticas y compuestos ureicos para dar compuestos coloreados.

Prueba de nitroprusiato Los grupos tioles reaccionan con nitroprusiato de sodio ( Na2Fe(CN)5NO) en presencia de un exceso de amoniaco para dar un color rojo.

Reaccin de Sakaguchi

El nico aminocido que contiene grupos guanidinios es la arginina; esta reacciona con alfa-naftol y un agente oxidante tal como el agua de bromo dando un color rojo.

5.2 Mtodos cualitativos para la determinacin de las protenas.

prueba de Biuret para enlaces peptdicos El sulfato alcalino de cobre reacciona con compuestos que contienen dos o mas enlaces peptdicos dando un complejo de coloracin violeta. La intensidad del color obtenido es una medida del nmero de enlaces peptdicos presentes en la protenas. 5.3 Mtodos Cuantitativos de aminocidos y protenas

Determinacin cuantitativa de los aminocidos usando la reaccin de la ninhidrina

El desarrollo del color no es el mismo en todos los aminocidos. Los aminocidos como la prolina e hidroxiprolina dan un color amarillo, as que ellos se leen a 440 nm.

Mtodo de folin lowry para determinacin de protenas Las protenas reaccionan con el reactivo de Folin para dar un complejo colorado. El color que se forma es debido a la reaccin del cobre alcalino con la protena, tal como sucede en el ensayo de biuret y la reduccin de fosfomolibdato por la tirosina y el triptfano presentes en la protena. La intensidad del color depende del nmero de aminocidos aromticos presentes y cambiaran segn la clase de protena.


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Ejercicios del captulo:

1. El punto isoelctrico de los siguientes pptidos es:

a. Gly-Ala-Asp-Pro-Lys-Met-Cys-Phe-Lys-Arg-Asp-Ser.

b. Cys-Tyr-Gln-Asn-Cys-Pro-Leu

2. Desde el punto de vista qumico, los aminocidos se pueden clasificar en cidos, bsicos, polares y no polares, esto, de acuerdo a la naturaleza de un grupo de tomos que se conoce como cadena lateral R. Las siguientes estructuras corresponden a dos aminocidos:

Del anlisis de las grficas se deduce:

3. Utilizando los valores de la tabla 8, determine las estructuras al cambio de pH de la lisina: ubique las zonas de capacidad buffer y Demuestre como se calcula el pI. Los cambios de pH son: < 2.0, 2.16, 5.0, 9,2, 10.0, 10.8 4. El glutatin es un sustancia constituido por tres aminocidos: glicina, cistena y cido glutmico y tiene funcin antioxidante celular. El cido glutmico y la cistena se clasifican como:


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CAPITULO 2: PEPTIDOS Y PROTEINAS En este captulo el estudiante puede encontrar en forma clara y concreta la definicin y formacin del enlace peptdico, concepto fundamental para la interpretacin de los niveles de estructura de protenas, ya que el entendimiento de estos temas conducen al estudiante a entender el comportamiento y funcin biolgica de las protenas. En este captulo, tambin se analizan las propiedades fisicoqumica que condicionan junto con los niveles de estructuracin la funcin de la protenas en los tejidos animal y vegetal. Los conceptos generales se refuerzan con la autoevaluacin, ejercicios de prctica e informacin de inters que estn en recuadros donde se invita al estudiante a generar conocimiento y consultar enlaces virtuales. Leccin 6: Pptidos5 6.1 Aspectos estructurales La unin de dos o ms AA entre s a travs de enlaces amida da origen a un importante grupo de Biomolculas llamadas pptidos. El enlace resultante recibe el nombre de enlace peptdico, y debido a la distribucin electrnica posee un carcter parcial de doble enlace (alrededor de un 40%); por ello, aunque se represente convencionalmente como un enlace sencillo, goza de dos caractersticas muy importantes que siempre deben tenerse en cuenta: Todos los tomos que intervienen en el enlace son coplanares, es decir, estn

situados en el mismo plano. Esta situacin la podemos ilustrar en la figura 5.

5 Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa fe de Bogot.: Unisur.


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Figura 5: Representacin coplanar del enlace peptdico


Observamos que los cuatro tomos (C, O, N, H) que participan en el enlace estn localizados en el plano indicado, en cuyos bordes se encuentran los carbonos portadores de las cadenas laterales R1 y R2. Como veremos ms adelante, esta coplanaridad tiene consecuencias en la determinacin de una estructura fundamental de las protenas.

Debido al carcter parcial de doble enlace, se establece una isomera geomtrica del tipo trans, donde el O y el H (del enlace) estn en lados opuestos.

Adicionalmente y como consecuencia de la configuracin L de los aminocidos, los grupos R1 y R2 se alternan por encima y por debajo del plano.

Los pptidos se representan convencionalmente en forma simplificada como una estructura lineal, que cumple las caractersticas anotadas, as:

El extremo de la izquierda corresponde al llamado extremo N-terminal donde est el nico aminocido que en el pptido tiene libre su grupo -NH2; el extremo de la derecha es el extremo C-terminal en el cual el aminocido tiene libre su grupo -COOH. Para representarla estructura de un pptido en muchos casos es suficiente indicar los aminocidos constitutivos en su forma abreviada. Por ejemplo, una de las encefalinas (pptidos que tienen accin analgsica) se puede indicar como el pentapptido:

Tyr-Gly-Gly-Phe-Met


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Lo cual significa que la Tirosina es el AA N-terminal, la Metionina es el AA-C terminal y que la Fenilalanina (p.e) ocupa la cuarta posicin. Este tipo de representacin, aunque conveniente en muchos casos, no dice por s mismo mucho sobre las propiedades cidas o bsicas del pptido; para ello es importante recordar con exactitud a qu grupo pertenece cada uno de los aminocidos presentes. Tampoco se puede formar con ella una idea de la estructura tridimensional (conformacin), que en pptidos de cierto tamao puede ser una caracterstica importante. Dado el altsimo nmero de posibles combinaciones en que pueden participar los 20 AA para formar pptidos, hay una enorme variabilidad estructural. La determinacin de la estructura de los pptidos puede hacerse combinando los resultados obtenidos por hidrlisis total, hidrlisis parcial y/o identificacin de aminocidos con reactivos especficos. Las hidrlisis totales emplean cidos concentrados (HCI, H2SO4) que rompen inespecficamente los enlaces peptdicos en condiciones drsticas de temperatura; la mezcla de AA resultantes se separa por mtodos cromatogrticos. Esto nos permite determinar cules AA hacen parte del pptido pero no el orden (secuencia) en que estn colocados. La secuencia se determina combinando rupturas selectivas de los enlaces peptdicos, logrados en condiciones suaves, por medio de agentes especficos que generalmente son enzimas con el establecimiento de los AA-N terminales, C-terminales e intermedios, de los fragmentos resultantes ms pequeos. Para identificar estos AA se puede usar el reactivo de Sanger o reactivos que actan en forma similar como el reactivo de Edman o el Dansilo. El conocimiento de la estructura de los pptidos permite, adems de su caracterizacin, establecer cules AA son determinantes para la funcin biolgica del pptido y, como veremos ms adelante, postular una estrecha correlacin entre la estructura y la actividad biolgica. 6.2 Propiedades cido-base El comportamiento cido-base de cada pptido est determinado por los grupos -NH2 y -COOH (N- y C- terminales respectivamente) y por los grupos R de los AA presentes. Por ejemplo, en pptidos del grupo de las bradikininas, que poseen una fuerte actividad depresora de la tensin arterial, es frecuente la presencia de aminocidos bsicos lo cual le confiere pH fisiolgicos, cargas positivas y un pl


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relativamente alto. El pptido Lys-Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Leu-Pro-Phe-Arg tendr en estas condiciones cuatro cargas positivas (una por el grupo -NH3

+ y tres por los grupos R de Lys y Arg) y una carga negativa (a causa del -COO- terminal); su pl ser cercano al pKa de la Arg y por consiguiente es un pptido muy bsico. En el caso de los pptidos donde predominan Glu y Asp tendremos la situacin inversa (pptidos cidos, bajo pl). En general los pptidos poseen simultneamente AA cidos y bsicos y su comportamiento anftero depende de las proporciones relativas de estos aminocidos; las curvas de titulacin presentan mltiples puntos de inflexin (a diferencia de lo observado con los AA libres) y no es posible calcular el valor de pl considerando los pKa de los AA y su disociacin sucesiva, pues frecuentemente podemos tener a un pH dado ms de un grupo R que se est disociando. La determinacin del pl podemos, en estos casos, realizarla por electroforesis. 6.3 Actividad biolgica de algunos pptidos Los pptidos que existen libres en una clula desempean en muchos casos una funcin biolgica bien precisa. A continuacin examinaremos algunos ejemplos:

6. 3.1 Actividad hormonal

En el lbulo posterior de la hipfisis se produce un cierto nmero de pptidos con funcin hormonal. Se destacan: la oxitocina nonapptido cclico que estimula la contraccin del msculo liso del tero durante el parto y la glndula mamaria en la lactancia; y la vasopresina, otro nonapptido cclico que estimula la reabsorcin renal del agua y aumenta la presin arterial (accin hipertensora). Estos pptidos tienen las siguientes estructuras:

Oxitocina

Vasopresina


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Aqu tenemos un buen ejemplo de la estrecha correlacin existente entre estructura y accin biolgica ya que las dos hormonas difieren solamente en las posiciones indicadas y a pesar de ello sus funciones biolgicas son completamente diferentes. Cuando en cualquiera de ellas se rompe el enlace -S-S- (disulfuro) entre las dos Cisteinas por una reduccin suave, que no altera ningn otro enlace ni AA, se pierde completamente la actividad hormonal. Esto se debe a que por la ruptura ocurren cambios en la conformacin de estos pptidos; esto refuerza la decisiva importancia que tiene la estructura sobre la accin biolgica. La hipfisis produce en su lbulo anterior la hormona adrenocorticotropa (ACTH), pptido constituido por 25 a 34 AA (dependiendo de la especie), que acta sobre la corteza de las glndulas suprarrenales, quienes participan en la regulacin del metabolismo de carbohidratos.

6.3.2 Actividad como antibiticos Los pptidos que presentan esta actividad poseen generalmente AA con configuracin D o enlaces poco comunes. Entre ellos tenemos:


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6.3.3 Actividad hiper o hipotensora Estos pptidos resultan de la accin de enzimas sobre protenas del plasma sanguneo Las angiotensinas, derivadas del angiotensingeno, son un grupo de agentes hipertensores estructuralmente relacionados con 8 a 10 AA: Angiotensina I:

Asp-Arg-Val-Tyr-Val-His-Pro-Phe-His-Leu Angiotensina II:

Asp-Arg-Val-Tyr-Val-His-Pro-Phe Las bradikininas (ya mencionadas) son pptidos con 9 a 12 AA de fuerte actividad hipotensora y pl elevados.

6.3.4 Actividad oxido reductora El ms abundante es el Glutatin, presente en muchos tejidos, que presenta un enlace no peptdico entre Glu y CySH como lo muestra la estructura:

(-Glu-Cys-Gly) = (GSH)


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El grupo SH (tiol) de la Cistena puede oxidarse y dar lugar al glutatin oxidado (GSSG):

Esta oxidacin est acompaada de la reduccin de un aceptor (metabolito) que pasa de su forma oxidada a la reducida. Leccin 7: Generalidades del enlace peptidico y niveles de estructuracin Se menciono en la leccin 1, algunos aspectos fundamentales de la formacin de ste enlace. En este apartado se profundiza an ms la formacin y caractersticas de este enlace. El enlace peptdico se forma por la condensacin del -COOH de un aminocido con el -NH2 de otro aminocido:

Figura 6: Formacin del enlace peptdico.


El enlace peptdico posee especiales caractersticas: Es polar, plano y esta estabilizado por resonancia. Es un hbrido de resonancia; el enlace C-N del enlace peptdico tiene un carcter parcial de doble enlace, por esta razn no hay libertad de movimiento. El doble enlace entre el carbono y el oxigeno del grupo carbonilo, busca la estabilidad electrnica de la molcula.


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Se ha mencionado que el carcter parcial de doble enlace no hay libertad de movimiento, Pero de quien? La presencia de un doble enlace parcial ocasiona la presencia de ismeros geomtricos de la forma trans en el oxigeno del grupo carbonilo y el hidrogeno del grupo amino participantes en el enlace peptdico. La presencia del doble enlace parcial del enlace peptdico ocasiona que no haya libertad de movimiento entre el enlace C N, sino que el movimiento se de a nivel de N- C con un ngulo de torsin (phi) y entre C-C con un ngulo de torsin (psi). En la grafica siguiente se evidencia lo expuesto.

Figura 7. ngulos de torsin del enlace peptdico Fuente: Ramrez, R.- segunda edicin (2009). Qumica de alimentos. Bogot: Universidad Nacional Abierta y a Distancia.

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7. 1 Niveles estructurales6 Se considera que cuando un pptido sobrepasa los 40-50 aminocidos tenemos una cadena polipeptdica que llamamos protena. Estos polmeros poseen un considerable grado de complejidad que se expresa en todas las protenas en por lo menos tres niveles de estructura y en algunas hasta cuatro. Estructura primaria. Est definida por la composicin en AA y su secuencia en la protena. Estructura secundarla. Es el ordenamiento espacial de las cadenas polipeptdicas resultante de interacciones por puentes de hidrgeno formados nicamente entre los tomos que intervienen en el enlace peptdico. Estructura terciaria. Consiste en la distribucin espacial de todos los grupos de la protena, es decir, su conformacin tridimensional. Estructura cuaternaria. Est dada por la asociacin reversible de varias cadenas polipeptdicas (monmeros) iguales o diferentes. Este tipo de estructura solo la poseen algunas protenas. Debido a la importancia que revisten estos niveles de organizacin para la comprensin del funcionamiento y propiedades de las protenas, las discutiremos con algn detalle a continuacin. Leccin 8: Estructura primaria y Secundaria7 8.1 Estructura primaria El alto nmero de AA que integran una protena nos da, en forma similar a lo anotado en los pptidos, una enorme variabilidad estructural y para caracterizar una protena debemos por tanto conocer su composicin en AA y el orden en que se encuentran. La determinacin de la composicin se logra sometiendo la protena a una hidrlisis drstica con cidos o bases (generalmente HCI 6N y Ba(OH)2 4N) y analizando cuantitativamente la mezcla de AA libres que resulta. Actualmente esto se logra por medio de un analizador automtico de AA que se basa en la

6 Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa fe de Bogot: Unisur. 7 Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa fe de Bogot: Unisur.


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separacin de los AA por cromatografa de intercambio inico, hacindole reaccionar luego con Ninhidrina y determinando por colorimetra a 570 nm su concentracin. Establecer la secuencia es ms complejo; la estrategia que se utiliza consiste en romper la protena por medios qumicos o enzimticos, en un nmero no muy grande de pptidos, separar por diversos mtodos (cromatografa, intercambio inico, solubilidad, etc). Los pptidos resultantes a cada uno determinarles su secuencia en la forma ya discutida. Utilizando las combinaciones apropiadas de agentes de clivaje, se pueden ensamblar como en un rompecabezas los pptidos, y obtener la secuencia de la protena. La primera protena a la que se le determin su estructura primaria fue la insulina, hormona originada en el pncreas como proinsulina, que tiene por funcin disminuir el nivel de glucosa en la sangre y cuya carencia tiene mltiples complicaciones incluyendo la diabetes. Esta protena tiene dos cadenas polipeptdicas (A y B) unidas por dos puentes de hidrgeno disulfuro intermoleculares formados por la oxidacin de cuatro cisteinas. En la figura 8 representamos esquemticamente la insulina bovina, sin que lo indicado en los puentes disulfuro intermoleculares e intramoleculares, corresponda a las longitudes relativas y ngulos de unin de los enlaces.

Figura 8: Secuencia de AA de la insulina bovina

Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa fe de

Bogot.: Unisur.


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A pesar de ser una de las protenas ms pequeas es evidente lo incmodo que resulta su representacin. Por esta razn se adoptan esquemas simplificados como ste:

Figura 9: Esquema simplificado de la insulina

Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa fe de Bogot.: Unisur. En la estructura primaria en detalle observamos que la hormona tiene todos los AA con excepcin de Trp, Met, lo cual no es de extraar pues en total no hay sino 51 AA y las Met y Trp cuando estn presentes, slo se encuentran unos pocos residuos (2 a 3 por cadena de 200 a 300AA). Una vez que el grupo de Sanger en Inglaterra estableci la metodologa para determinar la estructura primaria de protenas, lo cual le vali el premio Nbel en 1951, sta se ha aplicado no solo a insulina de distintos animales sino a un nmero creciente de protenas, incluyendo la hemoglobina, citocromo c, ribonucleasa y muchas enzimas. Los estudios comparativos de secuencia realizados con estas protenas han permitido: Localizar los segmentos donde reside la actividad biolgica. Realizar estudios sobre la evolucin de las protenas. Utilizar en algunos casos protenas no humanas como sustitutos en el

tratamiento de ciertas enfermedades. Predecir parcialmente la estructura terciaria de la protena. Disear protenas sintticas con actividad biolgica. Vemos por consiguiente las insospechadas consecuencias que ha tenido el estudio, aparentemente poco complicado de la estructura primaria de las protenas. 8 .2 Estructura secundaria En una o varias cadenas polipeptdicas se presentan uniones por puentes de hidrgeno en las que solo intervienen los grupos C=O y N-H que forman el enlace peptdico. Todas las configuraciones existentes o propuestas deben satisfacer las caractersticas estructurales que ya discutimos para este tipo de enlaces; la configuracin ms sencilla es la de cadena extendida, figura 10.


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Figura 10: Puentes de hidrgeno en un polipptido con estructura extendida

Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa fe de Bogot.: Unisur. En esta configuracin la disposicin espacial de los grupos se repite cada 7.2 , lo que constituye su distancia en la unidad de repeticin e incluye un puente de hidrgeno por cada par de cadenas. Si se observa con detenimiento la estructura vemos que en una cadena dada los grupos laterales R1 y R3 estn localizados del mismo lado (hacia atrs, en este ejemplo) y puesto que con excepcin de Ala y Gly, estos grupos son voluminosos, por lo que existe impedimento estrico y por ello la estructura extendida es poco estable. En las protenas fibrosas que tienen un papel estructural, este problema se resuelve mediante la adopcin de uno de los siguientes tipos de estructura:

Grupo l: Estructura en hoja plegada. Grupo II: Estructura en -hlice. Grupo III: Estructura en triple hlice.

El grupo l se caracteriza por tener una unidad de repeticin de 6.5 a 7.0 , con formacin de puentes de hidrgeno intermoleculares entre al menos dos cadenas o segmentos de cadena que pueden ser, paralelas (van en el mismo sentido):


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+ COONH3

+ COONH3

o antiparalelas (van en sentido opuesto): + COONH3

3NHOOC+

Dado que cada enlace peptdico define un plano en el que tambin se localizan los puentes de hidrgeno, se obtiene una estructura similar a la de una hoja plegada, figura 11.

Figura 11: Estructura en hoja plegada



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Esquemticamente se puede representar esta estructura de la siguiente manera, donde cada lnea representa un plano, los grupos R impares y los grupos R pares:

La protena ms importante de este grupo es la fibroina de la seda, constituida bsicamente por Gly (45%), Ala (26%) y Ser (12%) con una secuencia repetitiva:

Gly-Ala-Gly-Ser-Gly-Ala Debido a esta estructura primaria, no hay impedimento estrico apreciable y es posible lograr un empaquetamiento compacto entre distintas capas originndose as la fibra con sus propiedades de flexibilidad y poca extensibilidad. Esquemticamente, figura 12, tendramos:

Figura 12: Empaquetamiento de grupos R en la fibroina



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El grupo II posee una unidad de repeticin de 5.1 a 5.4 , y los puentes de hidrgeno son exclusivamente intramoleculares. 3. el ordenamiento espacial de las cadenas polipeptdicas resultante de las interacciones por puentes de hidrgeno formados nicamente entre los tomos de hidrgeno del nitrgeno y el oxgeno del carbono carbonlico que conforman el enlace peptdico. Esto genera una estructura helicoidal del tipo representado en la figura 13. Podemos observar que los grupos R estn dirigidos hacia el exterior de la hlice, lo cual implica que grupos R voluminosos tengan una misma carga, si estn situados muy cerca desestabilizan la estructura; por otra parte la Prolina rompe la hlice por no poder formar los puentes de hidrgeno necesarios. A este grupo pertenece la -queratina que es el constituyente ms importante de fibras como cabello y lana y de tejidos de proteccin como piel, plumas, cuernos, uas, etc. Esta protena que posee muy poco Trp, His y Met, tiene una alta proporcin de CySH que forma puentes disulfuro entre las distintas cadenas helicoidales y mantiene as la estabilidad de la fibra:

Figura 13: Estructura de -hlice


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Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa fe de Bogot.: Unisur. Las fibras que tienen esta estructura son extensibles reversiblemente, luego de un tratamiento por calor hmedo debido a que el agua provoca la ruptura de los puentes de hidrgeno intramoleculares y la cadena puede adquirir una configuracin extendida. El grupo III posee una unidad de repeticin de 2.8 , y los puentes de hidrgeno se forman entre tres cadenas polipeptdicas que se enrollan entre s, de manera helicoidal. El mejor ejemplo de este tipo de estructura es el colgeno, protena que constituye un 30% de las protenas del cuerpo humano y est presente en tejido conjuntivo, piel, huesos, tendones. El colgeno tiene un 33% de Gly, 25% de Pro o OH-Pro y 11% Ala, sin que haya Trp, CySH, CySSCy y con menos del 2% de Phe, Tyr. Cada cadena peptdica tiene aproximadamente 1000 AA y la unin de las tres constituye el tropocolgeno que es la fibra bsica con 14 de dimetro y 2800 de larga. Estas fibras se unen a otras a travs de enlaces covalentes y generan el colgeno De manera simplificada podemos representar el tropocolgeno as:



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Leccin 9: Estructura terciaria y cuaternaria 9.1 Estructura terciaria En estas protenas y como consecuencia de sus estructuras primaria y secundaria, se presentan simultneamente varias clases de interacciones que determinan su conformacin. Estas interacciones (representadas en la figura 14) son:

Figura 14: Tipos de enlaces que mantienen la estructura terciaria de las protenas Fuente: Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa fe de Bogot.: Unisur.

Puentes de hidrgeno intramoleculares o intermoleculares, cuando la protena tiene ms de una cadena polipeptdica, que se forman entre cadenas laterales, o entre cadenas laterales y tomos del enlace peptdico, (a. en la figura 14).


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Enlaces salinos o inicos que resultan de la atraccin electrosttica entre grupos R con cargas opuestas, (b. en la figura 14).

Uniones hidrofbicas provenientes de las interacciones entre cadenas laterales de AA no polares, que tienden a asociarse entre s excluyendo el agua, (c. en la figura 14).

Enlaces covalentes entre grupos R de CySH (enlaces disulfuro), Lys y Glu o Asp (enlaces amida), (d. en la figura 14).

Estos enlaces en conjunto mantienen la estructura terciaria que fundamentalmente est determinada por su composicin y secuencia de aminocidos. La conformacin de las protenas globulares es considerablemente ms compleja que la de las protenas fibrosas y es caracterstica para cada una. Los estudios realizados sobre diversas protenas (insulina, mioglobina, citocromo c, hemoglobina, etc) usando difraccin de rayos X han permitido deducir algunas caractersticas estructurales comunes:

La protena es una molcula compacta cuya forma se asemeja en muchos casos a una esfera con cavidades y protuberancias. La cadena polipeptdica sigue un trazo irregular con segmentos en hoja plegada, en -hlice o desordenados.

Los aminocidos polares y los cargados estn generalmente situados en el exterior, en ntimo contacto con el medio acuoso circundante.

Los aminocidos hidrofbicos se ubican preferencialmente en regiones internas donde se encuentran pocas molculas de agua o iones.

Los segmentos de -hlice que se presentan estn interrumpidos por Pro o por HO-Pro.

En una protena dada proveniente de diferentes especies, la conformacin es similar.

Dada la enorme complejidad de la estructura terciaria es posible solo despus de establecer la estructura primaria y a su vez es un requisito para tratar de explicar la accin biolgica de una protena dada. Es importante resaltar la estrecha dependencia que existe entre la conservacin de la estructura terciaria natural u original (conformacin nativa) y la actividad de la protena. 9.2 Estructura cuaternaria8 Algunas protenas y con mucha frecuencia aquellas con peso molecular (PM) superiores a 100000 estn formadas por la asociacin reversible de dos o ms

8 Prez, G. Navarro Y. (1992). Bioqumica. Santa fe de Bogot.: Unisur.


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cadenas polipeptdicas que no estn unidas entre s por enlaces covalentes y pueden ser separadas y estudiadas individualmente. Un buen ejemplo de este tipo de protenas es la hemoglobina (Hb) que se encuentra presente en los glbulos rojos y tiene como funcin el transporte de oxgeno a los tejidos. Esta protena est formada por dos cadenas polipeptdicas y de dos cadenas que nos dan el tetrmetro 22 con un PM de 65000. Cada una de ellas posee adems de la parte protenica (globina), un grupo heme en el cual el Fe+2 est unido a cinco tomos de Nitrgeno en la forma indicada en la figura 15. Sobre este Fe+2 se fija una molcula de oxgeno (OxiHb), o de H2O (HCO3

-) (de-oxiHb) o de CO (carboxiHb) en casos de intoxicacin por este gas; en conjunto tenemos:

422 )O(HbO4Hb +

Un esquema de la estructura cuaternaria de la hemoglobina se representa en la figura 16.

Figura 15: Estructura del grupo hemo



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Figura16: Estructura cuaternaria de la hemoglobina


Podemos representar el transporte de oxgeno como una serie de interacciones cooperativas donde la entrada de un oxgeno se facilita si hay otro fijado:

En los pulmones la Hb se satura con O2 y est oxigenada a casi un 100%; al llegar a los tejidos la Hb suelta parte del O2 y queda saturada a un 65% y en esta forma regresa a los pulmones. Para realizar este transporte se requiere la forma tetramtrica (22) ya que los monmeros (, ), dmeros (2, 2, ) o trmeros (2,


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, 2) no transportan el oxgeno y tampoco existen como tales en los eritrocitos; el tomo de hierro de cada heme debe estar en forma ferrosa (Fe+2), si se oxida a la forma frrica (Fe+3) tampoco hay transporte. Estudios similares con enzimas que poseen estructura cuaternaria han mostrado que la actividad biolgica se presenta con la forma asociada y no con la forma disociada (monmeros). Leccin 10: Clasificacin y Propiedades Fisicoqumicas 10.1 Clasificacin Adems de la clasificacin en fibrosas y globulares o en simples y conjugadas. Las protenas globulares se pueden subdividir, segn Osborn, de acuerdo con su solubilidad en: Albminas: Son protenas solubles en agua y en soluciones salinas; precipitan

a altas concentraciones de sales, 80%S (porcentaje de solubilidad). Ejemplo: (NH4)2.SO4, Na2SO4 y estn ampliamente distribuidos en tejidos animales y vegetales (albmina de huevo, albmina srica).

Globulinas: Son insolubles en agua y solubles en soluciones salinas diluidas (NaCI 1%); precipitan a concentraciones medianas de sales (40 a 50%) y se encuentran prcticamente en todos los tipos de clulas y tejidos.

Prolaminas: Insolubles en agua y soluciones salinas; son solubles en etanol 50-90% y se encuentran slo en vegetales (ej: zena de maz, hordeina de la cebada, gliadina del trigo). Son ricas en Glu y en Pro (10%).

Glutelinas: Solo se solubilizan en cidos o bases diluidos; estn presentes solo en tejidos vegetales (gluten del trigo) y tienen buenos contenidos de CySH o CySSCy.


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10.2 Propiedades fisicoqumicas

10.2.1 Propiedades cido-base

Debido a la presencia simultnea de AA cidos y bsicos, las protenas se comportan como polielectrolitos e interactan ampliamente con solventes acuosos; una excepcin la constituyen aquellas protenas que por tener una elevada proporcin de aminocidos hidrofbicos, son poco polares y por ello poco solubles en soluciones salinas. En forma similar a lo que ocurre con los pptidos, las protenas presentan curvas de titulacin complejas a partir de las cuales no es posible obtener informacin sobre el pl o sobre los pKa de los grupos cargados. Los valores de pKa se pueden determinar por mtodos fsicos o qumicos ms sofisticados y se ha encontrado que en algunos casos el pK de un grupo R difiere del establecido para ese grupo en un aminocido libre; probablemente esto se debe a interacciones (inicas, puentes de hidrgeno) con grupos vecinos y a la cercana a residuos hidrofobicos que modifican la constante dielctrica del medio. El pl de las protenas se determina por electroforesis y en la mayora se encuentra entre 4.5 y 5.5; en consecuencia su capacidad tampn es muy pequea a pH fisiolgicos y slo las protenas con buen contenido de His, como la hemoglobina, son capaces de actuar como buffers a estos pH. El conocimiento del pI nos permite predecir la carga neta de una protena en un pH dado y su comportamiento en un campo elctrico; si el pH es mayor que el pl, la protena estar cargada negativamente y en un campo elctrico migrar hacia el nodo. A pH menores que el pl tendr carga positiva y migrar al ctodo. 10.2.2 Solubilidad

Para Para Para Para reflexionar:reflexionar:reflexionar:reflexionar: Porque se Porque se Porque se Porque se dice:dice:dice:dice: de la composicin y conformacin de una protena depender su funcin de la composicin y conformacin de una protena depender su funcin de la composicin y conformacin de una protena depender su funcin de la composicin y conformacin de una protena depender su funcin biolgica?biolgica?biolgica?biolgica? CmoCmoCmoCmo se puede llegar a perder la actividad biolgica de una protena?se puede llegar a perder la actividad biolgica de una protena?se puede llegar a perder la actividad biolgica de una protena?se puede llegar a perder la actividad biolgica de una protena? Qu entiende por estructura nativa de una protena?Qu entiende por estructura nativa de una protena?Qu entiende por estructura nativa de una protena?Qu entiende por estructura nativa de una protena? QuQuQuQu es el Pka de un cido?es el Pka de un cido?es el Pka de un cido?es el Pka de un cido? Sera muy interesante que escribieras tu anlisis en la herramienta de curso Wiki Sera muy interesante que escribieras tu anlisis en la herramienta de curso Wiki Sera muy interesante que escribieras tu anlisis en la herramienta de curso Wiki Sera muy interesante que escribieras tu anlisis en la herramienta de curso Wiki (portafolio(portafolio(portafolio(portafolio del curso)en el aula del curso)en el aula del curso)en el aula del curso)en el aula virtual.virtual.virtual.virtual.


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La solubilidad de las protenas depende de varios factores:

pH: A mayor interaccin con el solvente mayor ser la solubilidad, por esto en el pl (donde la carga neta es cero) la solubilidad es mnima.

Fuerza Inica () de la solucin: La mayora de las protenas presenta un comportamiento como el ilustrado en la figura 17, donde se grafica el logaritmo de la solubilidad en funcin de la fuerza inica:

Figura 17: Solubilidad de las protenas en funcin de la fuerza inica


Podemos aprovechar esta curva para deducir la ecuacin que rige la solubilidad:

log S = - Ks

donde (interseccin por extrapolacin al eje y) representa la solubilidad (terica para protenas diferentes a las albminas) en agua pura y Ks (pendiente de la recta) es un parmetro cuyo valor es caracterstico para cada protena. Se observa que la solubilidad aumenta rpidamente al incrementar la fuerza inica (salting out). Esto explica por qu las albminas y las globulinas precipitan con (NH4)2.SO4 al 80% y al 50% de saturacin respectivamente.

Temperatura: En el intervalo 0-60C la solubilidad aumenta al aumentar la temperatura pero a valores superiores las protenas precipitan debido a que la energa trmica es suficiente para destruir los enlaces no covalentes que estabilizan la estructura terciaria, exponiendo al solvente los grupos R hidrofbicos del interior y puesto que estos no interactan apreciablemente con el agua, precipitndose.


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Solventes orgnicos miscibles con el agua: Estos solventes (etanol, acetona, metanol) disminuyen la constante dielctrica del solvente acuoso y por tanto causan la precipitacin. Para que la protena permanezca en solucin se requiere, como en el caso de las Prolaminas, que tenga una composicin en aminocidos muy particular.

En los procesos industriales y de laboratorio tendientes a obtener protenas, se aprovechan los anteriores factores, combinndolos de tal manera que las diferencias en solubilidad sean mximas y se puedan eliminar componentes indeseables. 10.2.3 Interacciones con iones Una consecuencia de la presencia de grupos R cidos y bsicos es la capacidad que tienen las protenas para fijar, por interacciones electrostticas, cationes y aniones. Esta interaccin es muy importante pues en algunos casos la actividad biolgica de la protena depende de ella (ej. metaloenzimas) y en otros es el mecanismo usado para transportar o almacenar un determinado in (ej.: ceruloplasmina, ferritina). El tipo de in fijado y su cantidad depende de:

La naturaleza de la protena: Esto se manifiesta en la clase de grupos R presentes, sus cargas y el pl de la protena.

pH de la solucin: Este factor determina la carga neta, y el nmero de grupos R cargados positiva o negativamente en un momento dado.

Carga y tamao del In: Los iones divalentes se fijan ms fuertemente que los monovalentes y a igualdad de carga los de mayor radio de hidratacin ms dbilmente que los que poseen radios menores.

Concentracin del In: A mayor concentracin del in mayor cantidad se fija sobre la protena pudindose alcanzar valores para la albmina srica de hasta 20 moles CI-/105 g protena.

10.2.4 Desnaturalizacin: Como discutimos anteriormente, la actividad biolgica de las protenas depende de la conservacin de su estructura en los diferentes niveles (primaria, secundaria, terciaria y aun cuaternaria en las protenas que la poseen). Es lgico pensar que condiciones ambientales (hidrlisis, oxidacin, reduccin) que provoquen la destruccin de enlaces covalentes causarn una prdida de la actividad; sin embargo esta prdida se puede presentar tambin sin necesidad de romper enlaces covalentes y en estos casos es imputable a modificaciones profundas de su estructura terciaria y/o cuaternaria.


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Estos cambios se conocen como desnaturalizacin (o prdida de su estructura nativa) que en algunos casos puede ser reversible al eliminar el agente causal. Cambios extremados en los factores que afectan la solubilidad, presencia de metales pesados (Hg+2, Ag+1, Pb+2, etc.) o de detergentes, son algunas de las causas que pueden desnaturalizar una protena u ocasionar su precipitacin, es prcticamente imposible recuperar posteriormente la conformacin nativa y por ende la actividad biolgica. Ejercicios del captulo

1. En la siguiente grfica se deduce un tipo de estructuracin de protenas, cul es?, mencione la forma como van los puentes de hidrgeno.

2. En una prctica de laboratorio sobre precipitacin de protenas, se tiene los siguientes resultados:

Es de esperar que el tipo de protenas X1 de acuerdo a la clasificacin por la solubilidad sean del tipo:

3. Dentro de la bioqumica de protenas, frecuentemente se usa el trmino prion para designar algunas variantes patognicas de ciertas protenas naturales que son producidas por las clulas nerviosas y algn otro tipo de clula. S en el organismo animal o humano por varias razones se han producidos priones, ocasiona que stos obligan a cambiar de forma a las protenas normales del cuerpo, especficamente ocasionan un cambio en su estructura secundaria, este cambio conformacional se centra en cambiar estructuras que estn en alfa-hlice por beta-lmina, este cambio se considera como la infeccin por priones. De acuerdo a su capacidad analtica, se espera que este cambio conformacional afecte: 1. La composicin qumica de aminocidos de la protena normal


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2. El funcionamiento de la protena normal 3. El sitio activo de la protena normal 4. Las propiedades qumicas y fsicas de la protena normal. 4. Asocie la protena especificada en la lista con el tipo de estructura que le es caracterstica y su funcin: a. queratina d. Hemoglobina b. Colgeno e. Queratina c. Fibroina d. insulina

CAPITULO 3: ENZIMAS9 En este captulo el estudiante puede encontrar en forma clara y concreta los mecanismos mediante los cuales las enzimas ejercen su actividad cataltica, para ello se analiza la especificacin de accin y de sustrato. Se presenta la clasificacin enzimtica. Las enzimas son sustancias importantes y mediadoras de las reacciones que suceden en la celular, por ellas las reacciones tienen mayores velocidades en corto tiempo, por lo que es importante estudiar los factores que condicionan su actividad al igual que su inhibicin. Los conceptos generales se refuerzan con la autoevaluacin, ejercicios de prctica e informacin de inters que estn en recuadros donde se invita al estudiante a generar conocimiento y consultar enlaces virtuales Leccin 11: Caractersticas de la accin enzimtica En este captulo vamos a co

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