1. PROTEINAS JUAN CARLOS MUNEVAR. Od. Postgrado en Biologa Oral. MSc. D.E.A Biologa sea. Especialista en Biotica Especialista en Docencia Universitaria.

2. JUAN CARLOS MUNEVAR INTRODUCCIN Los cido nucleicos almacenan y trasmiten la informacin gentica. La mayora de esta informacin se expresa por una clase de biopolmeros llamados protenas Transporte, almacenamiento de molculas pequeas, organizacin estructural de las clulas y los tejidos. Anticuerpos, factores de coagulacin, enzimas. Son molculas altamente complejas: mioglobina, hemoglobina etc. 3. JUAN CARLOS MUNEVAR AMINOACIDOS Las protenas son polmeros y los monmeros que las conforman son los aminocidos Existen por lo menos 20 clases de a.a. relacionados con las protenas. Los grupos R sustituyentes confieran a los a.a propiedades: hidroflicos, hidrofbicos. 4. JUAN CARLOS MUNEVAR AMINOACIDOS Los grupos R alifticos de a.a como valina, leucina isoleucina, y los grupos R aromticos de a.a como fenilalanina, tirosina, triptfano les confieren propiedades hidrfobas . Los grupos R con carga de los a.a bsicos y cidos son importantes para dar estabilidad a las diferentes conformaciones que adopte la protena El grupo OH de la serina y tirosina, el SH de la cistena pueden funcionar muy bien en la catalisis enzimtica. 5. JUAN CARLOS MUNEVAR AMINOACIDOS HIDROFBICOS 6. JUAN CARLOS MUNEVAR AMINOACIDOS HIDROFILICOS 7. JUAN CARLOS MUNEVAR ENLACE PEPTIDICO Para sintetizar la unin entre dos a.a . Enlace covalente o enlace amida entre los grupos - amino y -carboxilo. Liberacin de una molcula de agua. Rgido y plano Oligopeptidos, polipptido, 8. JUAN CARLOS MUNEVAR PROTENAS: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES Estructura primaria: secuencia definida de a.a y la ubicacin de los enlaces disulfuro. Define el tipo de conformacin espacial que adopte la protena. Las protenas son estables gracias a diferentes fuerzas. Enlaces covalentes y no covalentes. 9. JUAN CARLOS MUNEVAR En la estructura de las protenas hay diferentes tipos de enlaces por puentes de hidrgeno, dependiendo de los tomos que intervienen en el mismo: El puente de hidrgeno esta formado entre un tomo de H del N peptdico y un tomo de O del grupo carbonilo. *Las cadenas laterales de dos aminocidos de la cadena polipeptdica. *Los tomos de la cadena lateral de los aminocidos y las molculas de agua. *Los tomos de la cadena lateral de los aminocidos y los tomos del esqueleto polipeptdico. *Los tomos del esqueleto polipeptdico. PROTENAS: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES 10. JUAN CARLOS MUNEVAR Interacciones hidrfobas: Las interacciones hidrofbicas se dan entre las cadenas laterales de los aminocidos hidrofbico, estos aminocidos suelen disponerse en el interior de la protena, evitando de esta manera las interacciones con el agua. fuerzas hidrofbicas intervienen en el correcto plegamiento de la protena. Las uniones hidrofbicas suelen darse en el interior, corazn hidrofbico de la protena, donde la mayora de cadenas laterales puede asociarse estrechamente y se encuentran protegidas de las interacciones con el disolvente. Este tipo de interacciones ayudan a mantener la estructura tridimensional de las protena. PROTENAS: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES 11. JUAN CARLOS MUNEVAR Fuerzas de Van der-Waalls:Las fuerzas de Van der Waals, son atracciones elctricas dbiles entre diferentes tomos. son el resultado de las fuerzas atractivas y repulsivas que se establecen al acercarse los tomos, de manera que existe una distancia en que la atraccin es mxima. Estas fuerzas se deben a que cada tomo posee una nube electrnica que puede fluctuar, creando de esta manera dipolos temporales. Estos dipolos transitorios provocan una atraccin electrosttica dbil: las fuerzas de Van der Waals. PROTENAS: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES 12. JUAN CARLOS MUNEVAR Los puntos alrededor de los tomos representan el radio de Van der Waals. Estas atracciones de Van der Waals, aunque transitorias y dbiles son un componente importante en la estructura de las protenas porque su nmero es importante. Puentes disulfuro: Este tipo de enlaces se establece al oxidarse dos cistenas para formar una cistina, unin de los dos azufres. Este tipo de uniones se conocen con el nombre de puentes disulfuro. CH2SSCH2 PROTENAS: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES 13. JUAN CARLOS MUNEVAR PROTENAS: ESTRUCTURA Y PROPIEDADES Al poderse encontrar en el esqueleto polipeptdico aminocidos cidos (Glu y Asp) que presentan carga negativa; y aminocidos bsicos (His, Lys, Arg) que presentan carga positiva; hay distintas regiones de las protenas con carga opuesta que se atraen por fuerzas electrostticas, interacciones que se conoce con el nombre de enlace salino 14. JUAN CARLOS MUNEVAR 15. JUAN CARLOS MUNEVAR ESTRUCTURA SECUNDARIA Se refiere a las relaciones espaciales de los grupos R de los a.a de la estructura primaria. *Regulares: hlice , hoja plegada Hlice : *Cadena enrollada alrededor de un eje imaginario. Gira a la derecha *Cadena laterales hacia fuera *Puentes de hidrogeno internos 16. JUAN CARLOS MUNEVAR Hoja plegada : cadena polipeptdica extendida *Esqueleto de la cadena se pliega en forma de zig-zag *Se debe a la formacin de enlaces de hidrgeno entre el -C=O de un aminocido y el -NH- del cuarto aminocido que le sigue. *Antiparalela: Cuando las cadenas polipeptdicas adyacentes corren en direccin opuesta *Paralela: las cadenas polipeptdicas adyacentes corren en la misma direccin. *la Gly y Ala abundan en este tipo de estructura ESTRUCTURA SECUNDARIA http://www.arrakis.es/~lluengo/pproteinas.html#GlossD 17. JUAN CARLOS MUNEVAR hlice Hoja plegada 18. JUAN CARLOS MUNEVAR Giros En protenas compactas existen vueltas o lazos de viraje. Estos conectan dos segmentos adyacentes antiparalelos de lmina plegada beta. Estn presentes glicina y prolina. 19. JUAN CARLOS MUNEVAR Es el arreglo tridimensional de los tomos presentes en una protena. La cadena se dobla en forma irregular. Fuerzas que estabilizan la estructura: puentes de hidrgeno interacciones hidrofbicas interacciones electrostticas puentes de azufre ESTRUCTURA TERCIARIA 20. JUAN CARLOS MUNEVAR ESTRUCTURA TERCIARIA La estructura terciaria informa sobre la disposicin de la estructura secundaria de un polipptido al plegarse sobre s misma originando una conformacin globular. Esta conformacin globular facilita la solubilidad en agua y as realizar funciones de transporte , enzimticas , hormonales, etc. 21. JUAN CARLOS MUNEVAR ESTRUCTURA TERCIARIA 22. JUAN CARLOS MUNEVAR ESTRUCTURA CUATERNARIA Es el arreglo tridimensional de varias cadenas polipeptdicas con estructura terciaria, para formar un complejo proteico. Fuerzas que estabilizan esta estructura puentes de hidrgeno interacciones hidrofbicas interacciones electrostticas puentes de azufre 23. JUAN CARLOS MUNEVAR 24. JUAN CARLOS MUNEVAR 25. JUAN CARLOS MUNEVAR CALSIFICACION DE PROTEINAS HOLOPROTENAS Globulares Prolaminas, gluteninas, albminas, hormonas, enzimas, colgeno, queratinas, elastinas, fibrinas HETEROPROTENAS Glucoprotenas Ribonucleasa, Anticuerpos, Hormona luteinizante, Lipoprotenas de alta, baja y muy baja densidad, nucleoprotenas, nucleosomas de la cromatina, ribosomas, hemoglobina, hemocianina, mioglobina, citocromos 26. JUAN CARLOS MUNEVAR FUNCIONES DE LA PROTEINA Estructural Enzimtica Hormonal Defensiva Transporte Reserva 27. JUAN CARLOS MUNEVAR SNTESIS DE PROTENAS Iniciacin, elongacin, finalizacin 28. JUAN CARLOS MUNEVAR LUGARES DE SINTESIS PROTEICA La sntesis de la mayora de las protenas se realiza en el citoplasma. Pptido seal RE: presente en las protenas que deben seguir su sntesis en el RER; secuencia peptdica al inicio del extremo NH2 terminal. Las protenas sintetizadas en el polirribosoma tienen seales en su extremo NH2 terminal o intercaladas en los a.a que determinan hacia donde debe ser transportada: Mitocondria 29. JUAN CARLOS MUNEVAR LUGARES DE SINTESIS PROTEICA Pptido seal RE SRP (citosol) Ribosoma Interrupcin de la sntesis de protenas RER (receptor para SRP) *Liberacin del pptido del ribosoma. *Translocacin del pptido a la membrana del RER Finalizada la elongacin; el pptido seal RE es separado de la cadena *Liberacin de la protena a la luz del RER: secrecin, otros organelos. *Quede anclada la protena a la membrana RER. Estas protenas tienen un pptido de parada de transferencia : membrana plasmtica 30. JUAN CARLOS MUNEVAR SEALES DE DIRECCIONAMIENTO *Protenas chaperonas *hsp 70 Seal de direccionamiento al RER RER *Desplegamiento de las protena sintetizadas en el polirribosoma. *Acompaan hasta el destino final: mitocondria Seales de parche. Protenas dirigidas al ncleo Complejo de poro nuclear Pptido seal Mit, pptido seal Clo. 31. JUAN CARLOS MUNEVAR MADURACION DE LAS PROTEINAS Para que las protenas sean funcionales deben sufrir modificaciones despus de su sntesis en el citosol o en el R.E.R. Modificaciones co-traduccionalesModificaciones co-traduccionales y post traduccionalesy post traduccionales Modificaciones co-traduccionalesModificaciones co-traduccionales y post traduccionalesy post traduccionales 1.1. Maduracin en R.E.R.Maduracin en R.E.R. 2.2. Maduracin en GolgiMaduracin en Golgi 3.3. Maduracin en citosol.Maduracin en citosol. 4.4. Separacin proteolticaSeparacin proteoltica 1.1. Maduracin en R.E.R.Maduracin en R.E.R. 2.2. Maduracin en GolgiMaduracin en Golgi 3.3. Maduracin en citosol.Maduracin en citosol. 4.4. Separacin proteolticaSeparacin proteoltica 32. JUAN CARLOS MUNEVAR MADURACION EN R.E.R Las protenas sintetizadas en el R.E.R. sufren modificaciones ModificacionesModificaciones co-traduccionalesco-traduccionales ModificacionesModificaciones co-traduccionalesco-traduccionales 1.1. Inician en R.E.RInician en R.E.R 2.2. Terminan en C. GolgiTerminan en C. Golgi 3.3. Terminan en vesculas.Terminan en vesculas. 4.4. Terminan en extracelularTerminan en extracelular 5.5. Se efectan en R.E.RSe efectan en R.E.R 6.6. Se efectan en C. GolgiSe efectan en C. Golgi 1.1. Inician en R.E.RInician en R.E.R 2.2. Terminan en C. GolgiTerminan en C. Golgi 3.3. Terminan en vesculas.Terminan en vesculas. 4.4. Terminan en extracelularTerminan en extracelular 5.5. Se efectan en R.E.RSe efectan en R.E.R 6.6. Se efectan en C. GolgiSe efectan en C. Golgi 33. JUAN CARLOS MUNEVAR La enzima disulfida isomerasa: MADURACION EN R.E.R Oxidacin del grupo sulfidril libreOxidacin del grupo sulfidril libre de las cistenasde las cistenas Puentes disulfuroPuentes disulfuro Plegamiento de laPlegamiento de la cadena polipeptdica paracadena polipeptdica para formar la estructura 3aformar la estructura 3a de protenasde protenas Puentes disulfuroPuentes disulfuro Plegamiento de laPlegamiento de la cadena polipeptdica paracadena polipeptdica para formar la estructura 3aformar la estructura 3a de protenasde protenas Una protena de unin (chaperona): Impide el repliegue incorrecto deImpide el repliegue incorrecto de la cadena peptdicala cadena peptdica Inhibe que se formen agregadosInhibe que se formen agregados de protenas recin sintetizadasde protenas recin sintetizadas que llegan al lmen del R.E.Rque llegan al lmen del R.E.R LAS PROTEINAS SONLAS PROTEINAS SON GLICOSILADASGLICOSILADAS EN R.E.R.EN R.E.R. 34. JUAN CARLOS MUNEVAR GLICOSILACION EN R.E.R Proceso de N -Glicosilacin TRANSFERENCIA EN BLOQUE DETRANSFERENCIA EN BLOQUE DE UN OLIGOSACARIDOUN OLIGOSACARIDO 2 GlcNac2 GlcNac 9 Manosas9 Manosas 3 Glc3 Glc Interviene un lpido anclado a la membrana del R.E.R DOLICOLFOSFATODOLICOLFOSFATO a.a - Asparagina a.a NH2 UNION N OSIDICA /UNION N OSIDICA / UNION A LA ASPARAGINAUNION A LA ASPARAGINA 35. JUAN CARLOS MUNEVAR GLICOSILACION N - OSIDICA Proceso de N -Glicosilacin Interviene un lpido anclado a la membrana del R.E.R DOLICOLFOSFATODOLICOLFOSFATO GlcNac GlcNac - Man Man Man Man- Glc-Glc-Glc Man Man - Man Man - Man a.a a.a Asp a.a. a.a 36. JUAN CARLOS MUNEVAR GLICOSILACION N - OSIDICA Proceso comn a las glicoprotenas N - osidicas Sufren otras modificaciones: - 4 azcares se eliminan en R.E.R4 azcares se eliminan en R.E.R - 5 azcares se eliminan en C. de Golgi5 azcares se eliminan en C. de Golgi Ncleo pentasacrido comn a todas las glicoprotenas GlcNac GlcNac - Man Man Man Man- Glc-Glc-Glc Man Man - Man Man - Man a.a a.a Asp a.a. a.a 123 1 37. JUAN CARLOS MUNEVAR a.a a.a Asp a.a. a.a GlcNac GlcNac - Man Man Man - Man Man Man - Man Man MODIFICACIONES POST- TRADUCCIONALES En el R.E.R se eliminan azcares Glucosidasa I elimina la Glc 1 Glucosidasa II elimina la Glc 2 y 3 Manosidasa I elimina la Manosa 1 Este glicopptido viaja al Complejo de GolgiEste glicopptido viaja al Complejo de Golgi 38. JUAN CARLOS MUNEVAR MADURACION EN COMPLEJO DE GOLGI Clasificacin morfolgica yClasificacin morfolgica y funcionalfuncional:: 1. Las protenas sintetizadas en el R.E.R viajan en vesculas y entran por la red cis Golgi 2. Pasan a travs de las cisternas medial y trans 3. Continan por la red trans Golgi para ir a su destino final El destino de la protena se determina durante el viaje, gracias a las modificaciones Las protenas con direccin determinada dejanLas protenas con direccin determinada dejan el Golgi en la redel Golgi en la red trans - Golgitrans - Golgi El complejo de Golgi es una fbrica de carbohidratosEl complejo de Golgi es una fbrica de carbohidratos 39. JUAN CARLOS MUNEVAR a.a a.a Asp a.a. a.a GlcNac GlcNac - Man Man Man - Man Man Man - Man Man a.a a.a Asp a.a. a.a GlcNac GlcNac - Man Man Man Man Man Man 12 3 5 4 Ncleo pentasacrido comnNcleo pentasacrido comn Oligosacrido rico en ManosaOligosacrido rico en Manosa En algunas glicoprotenas solo se eliminan 2 Manosas 40. JUAN CARLOS MUNEVAR Cuando se establece el ncleo pentasacrido comnCuando se establece el ncleo pentasacrido comn 1. En las cisternas medial se incorporan 3 GlcNac 2. En las cisternas trans se aaden 3 Gal y 3 NANA 3. Se forman las glicoprotenas ms abundantes cuya ramificacin glicosdica se denomina: Oligosacrido de tipo complejoOligosacrido de tipo complejo a.a a.a Asp a.a. a.a GlcNac GlcNac - Man Man Man GlcNac-Gal-NANA GlcNac-Gal-NANA GlcNac-Gal-NANA 41. JUAN CARLOS MUNEVAR TRANSPORTE DE PROTEINAS Al abandonar la cara trans del Golgi, las protenas se empacan en vesculas para: 1. Insertarse en la membrana celular (MC). 2. Fusin con la MC descarga extracelular. 3. Forman grnulos de secrecin (vesculas) seal fusionan con la membrana y se descargan al exterior. 4. Fusin con endosomas tardos lisosomas. 1, 2 y 3: exocitosis. No se requiere de un proceso regulatorio, siguen la va secretora predeterminada o constitutiva. 42. JUAN CARLOS MUNEVAR TRANSPORTE DE PROTEINAS LISOSOMALES Fosforilacin de residuos de manosa de las protenas lisosomales, en cara cis de golgi y cisterna cis. Cara trans: la M6P reconocida como seal, se fijan en receptores de M6P. Formacin de fosita con participacin de trisqueliones de clatrina (3 cadenas pesadas y 3 ligeras). Trisqueliones: ensamblan y cubren la superficie citoplasmtica de la CTG; vescula cubierta con clatrina. La vescula pierde la cubierta, llega al endosoma tardo para fusionarse y descargar su contenido. 43. JUAN CARLOS MUNEVAR VA MANOSA 6 FOSFATO 44. JUAN CARLOS MUNEVAR TRANSPORTE POR LA VIA CONSTITUTIVA Requiere una vescula cubierta por un complejo proteico de 7 unidades, coatmero. Subunidad de protena de cubierta (SUPC), cada protena de ese complejo. Requiere energa y se conserva el complejo con la vescula hasta llegar a su blanco. 45. JUAN CARLOS MUNEVAR Secrecin regulada vs. constitutiva 46. JUAN CARLOS MUNEVAR ENDOCITOSIS macromolculas partculas de material sustancias extracelulares Fagocitosis: vescula 250 nm. Pinocitosis: vescula de 50 nm. EXOCITOSIS: Fusin de una vescula con la membrana celular para descargar su contenido al espacio extracelular. * secrecin de productos procesados dentro de la cl. * Incorporar y renovar la membrana celular. Ingestin de: 47. JUAN CARLOS MUNEVAR Endocitosis & Exocitosis 48. JUAN CARLOS MUNEVAR TRAFICO DE MEMBRANA Ciclo de exocitosis y endocitosis donde se produce un movimiento de membranas hacia diferentes compartimentos celulares y desde ellos. Las clulas para conservar su forma y tamao, deben retirar el exceso de membrana y devolverlo al interior para su reciclaje continuo. 49. JUAN CARLOS MUNEVAR ENDOCITOSIS MEDIADA POR RECEPTORES Presencia de receptores, eficaz para capturar sustancias o macromolculas. Son protenas transmembranales con cubierta de clatrina. Forman depresiones o invaginaciones en la membrana. 50. JUAN CARLOS MUNEVAR ENDOSOMAS Tempranos : pH 6.0 poseen bombas de hidrogeno Tardos : pH 5.5 ligadas a ATP Endosoma temprano se denomina CDRL (compartimiento para el desacoplamiento del Rc y del ligando). El ligando tiene diferentes destinos: * endosoma tardo (LDL) * devuelve a la membrana cel. (transferrina) * descarga al espacio extracelular (colgeno) * degradacin final (EGF-REGF)