Son macromoléculas o biopolímeros constituidos por
aa enlazados químicamente entre sí. Cumplen una variedad de roles dentro de la
célula y fuera de ella
·
Metabolismo y catálisis en general
·
Moléculas de señalización
·
Estructural
·
Desplazamiento celular
·
Transporte
·
Defensa
Las proteínas son las biomoléculas más complejas. En
cuanto a su estructura consta de 4 niveles.
Niveles
estructurales.
Su función es resultado de los distintos niveles de
organización estructural.
- Estructura primaria: secuencia lineal de aa
- Estructura secundaria: primer nivel de plegamiento tridimensional a nivel local, engloba a una serie de aminoácidos - Motivos comunes
- Estructura terciaria: plegamiento global de la proteína - Otorga la función específica
- Estructura cuaternaria: asociación de distintas cadenas. No tiene que estar presente en todas las proteínas. Tiene su importancia ya que aunque la terciaria otorga la función, sin este nivel no se realiza dicha función
La hemoglobina puede transportar O2 porque su
estructura terciaria puede tener en su interior la molécula que puede llevar el
O2. La mioglobina une O2 pero no requiere estructura cuaternaria como la
hemoglobina, sino que puede hacerlo en su tercera estructura.
Estructura
primaria
Secuencia lineal de aminoácidos. Los aminoácidos
(principalmente los 20 α aminoácidos proteinogénicos) se combinan químicamente
para originar péptidos. La unión entre dos aminoácidos se produce a través de
un enlace peptídico. La unión entre α-carboxílico de un aminoácido y α-amino de
otro aminoácido para formar una amida. La unión entre dos péptidos originará un
dipéptido. La porción de cada aminoácido permanece en la cadena peptídica se
denomina residuo de aa. Oligopéptido 2-30aa. Polipéptido 40-Miles aminoácido.
La mayoría de péptidos conservan un extremo alfa
amino sin reaccionar (Extremo N-terminal) y extremo carboxilo sin reaccionar
(C-terminal). Esto hay que tenerlo en cuenta a la hora de distribuir las
proteínas, no es lo mismo:
NH3-CHCH3-CO-NH-CH2-COO- es diferente a NH3-CH2-CO-NH-CHCH3-COO- y
esto es reconocido por las enzimas.
Por convenio, la secuencia se escribe de izquierda a
derecha y el extremo izquierdo se correspondía con el extremo N-terminal y el
derecho con el extremo C-terminal.
Dichos extremos pueden encontrarse modificados para cumplir determinadas
funciones. Protegen los extremos de reactividades no deseadas. Por ejemplo, los
C-terminales se amidan y los N-terminales formilan y acetilan.
Estructura del enlace peptídico
Es un enlace amida.
Características estructurales esenciales para la
estructura general de la proteína:
- Los ángulos de enlace entorno al C y al N son de 120º. El N en vez de tener 109º, por su hibridación, también tiene 120.
- La distancia entre C-N no es la normal, es más larga que un enlace sencillo y más corta que uno doble.
- Los enlaces C=O y N-H son prácticamente paralelos dando una estructura plana. Esto se debe a que hay una resonancia entre el N y el C.
- Hay una ausencia casi total de libertad de giro en torno al enlace C-N, debido a carácter de enlace covalente doble.
- Tiene isomería cis-trans y la predominante es la trans, excepto en secuencia X-Pro. En los cis las cadenas laterales quedarían demasiado cerca.
El enlace glucosídico es metaestable (tiende a la
hidrólisis pero es muy lenta). Lo mismo pasa con el peptídico, está
desfavorecido energéticamente y la hidrólisis es favorable. La cinética
hidrólisis desfavorece en condiciones fisiológicas. Por eso requieren enzimas. La
formación del enlace peptídico requiere del uso de energía y por tanto de
intermediarios.
La determinación de la estructura primaria de una
proteína resulta esencial pues:
1.
Es necesario de cara a elucidar su estructura 3D.
2.
Permite entender su mecanismo de acción
3. Las comparaciones de secuencias entre proteínas
análogas del mismo individuo, de miembros del mismo especie o miembros de especies
relacionadas, permite establecer predicciones sobre la estructura, función y
relación evolutiva de la proteína en cuestión. Esto permite comprobar los
cambios conservativos y no conservativos. Las posiciones pueden ser invariables
o variables. También nos permite establecer relaciones filogenéticas.
4. Las enfermedades de naturaleza genética están
provocadas por mutaciones en el ADN que repercuten en la secuencia de proteína
y, por tanto, en su función.
Un ejemplo es
en la anemia falciforme o la drepanocitosis.
Secuenciación de proteínas: Frederick Sanger
Con rayos X se obtiene un cristal de la sustancia
que queremos secuenciar. A ese cristal se le hace incidir rayos X que indicen
con longitudes de onda que corresponden con la distancia entre los átomos.
Atraviesa el cristal y el rayo se difracta según un patrón determinado. Con ese
patrón son capaces de construir la estructura tridimensional de la proteína. (Estructura 3D)
Las proteínas suelen utilizar elementos comunes
aunque tengas las suyas propias Región básica es una zona rica en aa básicos. Esta
parte lo utiliza para unirse al DNA. Luego hay distintas zonas especializadas
en otras cosas. Sabiendo su secuencia puedo determinar su acción. (Mecanismo de acción)
En la hemoglobina hay dos cadenas α y dos
cadenasβ.Se puede comparar la secuencia de aa de esas dos cadenas con la
mioglobina. Hay secuencias que no pueden cambiar; posición invariable son
críticas en la función de la proteína y no pueden mutar o la proteína deja de
ser funcional. Y otras secuencias; posiciones variables que son cambios
conservativos, cambias un aa por otro de la misma naturaleza. Y posiciones hipervariables son las que
producen cambios no conservativos, no se conserva la naturaleza del aa.
Puedo entender cómo funciona el O2 para unirse y
separarse de la hemoglobina. Además también permite ver en la evolución cuando
nos hemos ido separando de los otros animales. La hemoglobina fetal le roba el
O2 a la de la madre pero son diferentes y están codificados por genes
distintos, hay un intercambio de la sangre de la madre y la del feto, que es
distinta. (Comparación de secuencias)
No hay comentarios:
Publicar un comentario