Bioquímica de las Proteínas by munevarjuan

1. PROTEINAS
JUAN CARLOS MUNEVAR. Od.
Postgrado en Biología Oral. MSc.
D.E.A Biología Ósea.
Especialista en Bioética
Especialista en Docencia Universitaria.

2. INTRODUCCIÓN
 Los ácido nucleicos almacenan y trasmiten la
información genética. La mayoría de esta
información se expresa por una clase de
biopolímeros llamados proteínas
 Transporte, almacenamiento de moléculas
pequeñas, organización estructural de las células
y los tejidos.
 Anticuerpos, factores de coagulación, enzimas.
 Son moléculas altamente complejas: mioglobina,
hemoglobina etc.
JUAN CARLOS
MUNEVAR

3. AMINOACIDOS
 Las proteínas son polímeros y los monómeros que las
conforman son los aminoácidos
 Existen por lo menos 20 clases de a.a. relacionados con las
proteínas.
 Los grupos R sustituyentes confieran a los a.a
propiedades: hidrofílicos, hidrofóbicos.
JUAN CARLOS
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4. AMINOACIDOS
 Los grupos R alifáticos de a.a como valina, leucina
isoleucina, y los grupos R aromáticos de a.a como
fenilalanina, tirosina, triptófano les confieren
propiedades hidrófobas .
 Los grupos R con carga de los a.a básicos y ácidos
son importantes para dar estabilidad a las
diferentes conformaciones que adopte la proteína
 El grupo OH de la serina y tirosina, el –SH de la
cisteína pueden funcionar muy bien en la catalisis
enzimática.
JUAN CARLOS
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5. AMINOACIDOS HIDROFÓBICOS
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6. AMINOACIDOS HIDROFILICOS
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7. ENLACE PEPTIDICO
 Para sintetizar la unión
entre dos a.a .
 Enlace covalente o enlace
amida entre los grupos α-
amino y α-carboxilo.
 Liberación de una molécula
de agua.
 Rígido y plano
 Oligopeptidos, polipéptido,
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8. PROTEÍNAS: ESTRUCTURA Y
PROPIEDADES
 Estructura primaria: secuencia definida de a.a y
la ubicación de los enlaces disulfuro.
Define el tipo de conformación espacial que
adopte la proteína.
 Las proteínas son estables gracias a diferentes
fuerzas.
 Enlaces covalentes y no covalentes.
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9. PROTEÍNAS: ESTRUCTURA Y
PROPIEDADES
 En la estructura de las proteínas hay diferentes tipos de
enlaces por puentes de hidrógeno, dependiendo de los átomos
que intervienen en el mismo:
 El puente de hidrógeno esta formado entre un átomo de H
del N peptídico y un átomo de O del grupo
carbonilo.
*Las cadenas laterales de dos aminoácidos de la cadena
polipeptídica.
*Los átomos de la cadena lateral de los aminoácidos y las
moléculas de agua.
*Los átomos de la cadena lateral de los aminoácidos y los
átomos del esqueleto polipeptídico.
*Los átomos del esqueleto polipeptídico.
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10. PROTEÍNAS: ESTRUCTURA Y
PROPIEDADES
 Interacciones hidrófobas: Las interacciones hidrofóbicas
se dan entre las cadenas laterales de los aminoácidos
hidrofóbico, estos aminoácidos suelen disponerse en el
interior de la proteína, evitando de esta manera las
interacciones con el agua. fuerzas hidrofóbicas intervienen
en el correcto plegamiento de la proteína.
 Las uniones hidrofóbicas suelen darse en el interior,
corazón hidrofóbico de la proteína, donde la mayoría 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 proteína.
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11. PROTEÍNAS: ESTRUCTURA Y
PROPIEDADES
 Fuerzas de Van der-Waalls:Las fuerzas de Van der
Waals, son atracciones eléctricas débiles entre
diferentes átomos. son el resultado de las fuerzas
atractivas y repulsivas que se establecen al acercarse
los átomos, de manera que existe una distancia en que
la atracción es máxima.
 Estas fuerzas se deben a que cada átomo posee una
nube electrónica que puede fluctuar, creando de esta
manera dipolos temporales. Estos dipolos transitorios
provocan una atracción electrostática débil: las
fuerzas de Van der Waals.
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12. PROTEÍNAS: ESTRUCTURA Y
PROPIEDADES
 Los puntos alrededor de los átomos representan el
radio de Van der Waals.
 Estas atracciones de Van der Waals, aunque
transitorias y débiles son un componente importante
en la estructura de las proteínas porque su número es
importante.
 Puentes disulfuro: Este tipo de enlaces se establece
al oxidarse dos cisteínas para formar una cistina,
unión de los dos azufres. Este tipo de uniones se
conocen con el nombre de puentes disulfuro.
–CH2–S–S–CH2–
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13. PROTEÍNAS: ESTRUCTURA Y
PROPIEDADES
 Al poderse encontrar en el esqueleto
polipeptídico aminoácidos ácidos (Glu y
Asp) que presentan carga negativa; y
aminoácidos básicos (His, Lys, Arg) que
presentan carga positiva; hay distintas
regiones de las proteínas con carga opuesta
que se atraen por fuerzas electrostáticas,
interacciones que se conoce con el nombre
de enlace salino
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14. JUAN CARLOS
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15. ESTRUCTURA SECUNDARIA
 Se refiere a las relaciones espaciales de los
grupos R de los a.a de la estructura primaria.
*Regulares: hélice α, hoja plegada β
 Hélice α:
*Cadena enrollada alrededor de un eje
imaginario. Gira a la derecha
*Cadena laterales hacia fuera
*Puentes de hidrogeno internos
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16. ESTRUCTURA SECUNDARIA
 Hoja plegada β: cadena polipeptídica extendida
*Esqueleto de la cadena se pliega en forma de zig-zag
*Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre
el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto
aminoácido que le sigue.
*Antiparalela: Cuando las cadenas polipeptídicas
adyacentes corren en dirección opuesta
*Paralela: las cadenas polipeptídicas adyacentes
corren en la misma dirección. *la
Gly y Ala abundan en este tipo de estructura
http://www.arrakis.es/~lluengo/pproteinas.html#GlossD
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17. hélice α Hoja plegada β
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18. Giros β
 En proteínas
compactas existen
vueltas o lazos de
viraje.
 Estos conectan dos
segmentos adyacentes
antiparalelos de lámina
plegada beta.
 Están presentes
glicina y prolina.
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19. ESTRUCTURA TERCIARIA
 Es el arreglo tridimensional de los átomos
presentes en una proteína.
 La cadena se dobla en forma irregular.
 Fuerzas que estabilizan la estructura:
– puentes de hidrógeno
– interacciones hidrofóbicas
– interacciones electrostáticas
– puentes de azufre
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20. ESTRUCTURA TERCIARIA
 La estructura terciaria informa sobre la
disposición de la estructura secundaria de
un polipéptido al plegarse sobre sí misma
originando una conformación globular.
 Esta conformación globular facilita la
solubilidad en agua y así realizar funciones
de transporte , enzimáticas , hormonales,
etc.
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21. ESTRUCTURA TERCIARIA
JUAN CARLOS
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22. ESTRUCTURA CUATERNARIA
 Es el arreglo tridimensional de varias
cadenas polipeptídicas con estructura
terciaria, para formar un complejo proteico.
 Fuerzas que estabilizan esta estructura
– puentes de hidrógeno
– interacciones hidrofóbicas
– interacciones electrostáticas
– puentes de azufre
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23. JUAN CARLOS
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24. JUAN CARLOS
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25. CALSIFICACION DE PROTEINAS
 HOLOPROTEÍNAS
Globulares Prolaminas, gluteninas,
albúminas, hormonas, enzimas, colágeno,
queratinas, elastinas, fibrinas
 HETEROPROTEÍNAS Glucoproteínas
Ribonucleasa, Anticuerpos, Hormona
luteinizante, Lipoproteínas de alta, baja y
muy baja densidad, nucleoproteínas,
nucleosomas de la cromatina, ribosomas,
hemoglobina, hemocianina, mioglobina,
citocromos
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26. FUNCIONES DE LA PROTEINA
 Estructural
 Enzimática
 Hormonal
 Defensiva
 Transporte
 Reserva
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27. SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Iniciación, elongación, finalización
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28. LUGARES DE SINTESIS
PROTEICA
 La síntesis de la mayoría de las proteínas se
realiza en el citoplasma.
 Péptido señal RE: presente en las proteínas que
deben seguir su síntesis en el RER; secuencia
peptídica al inicio del extremo NH2 terminal.
 Las proteínas sintetizadas en el polirribosoma
tienen señales en su extremo NH2 terminal o
intercaladas en los a.a que determinan hacia
donde debe ser transportada: Mitocondria
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29. LUGARES DE SINTESIS
PROTEICA
Péptido señal RE SRP (citosol)
Interrupción
de la síntesis
Ribosoma de proteínas
*Liberación del péptido
del ribosoma. RER (receptor
*Translocación del para SRP)
péptido a la membrana del
RER *Liberación de la proteína a la luz del RER:
secreción, otros organelos.
Finalizada la elongación; *Quede anclada la proteína a la membrana RER.
Estas proteínas tienen un péptido de parada de
el péptido señal RE es transferencia : membrana plasmática
separado de la cadena
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30. SEÑALES DE
DIRECCIONAMIENTO
*Proteínas chaperonas Señal de
direccionamiento RER
*hsp 70 al RER
Señales de
*Desplegamiento de las Complejo de poro
parche. Proteínas
proteína sintetizadas en nuclear
dirigidas al núcleo
el polirribosoma.
*Acompañan hasta el Péptido señal Mit, péptido señal Clo.
destino final: mitocondria
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31. MADURACION DE LAS
PROTEINAS
 Para que las proteínas sean funcionales deben sufrir modificaciones después de su
síntesis en el citosol o en el R.E.R.
Modificaciones co-traduccionales
1. Maduración en R.E.R.
1. Maduración en R.E.R.
Modificaciones co-traduccionales
yypost traduccionales
post traduccionales
2. Maduración en Golgi
2. Maduración en Golgi
3. Maduración en citosol.
3. Maduración en citosol.
4. Separación proteolítica
4. Separación proteolítica
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32. MADURACION EN R.E.R
 Las proteínas sintetizadas en el R.E.R. sufren
modificaciones
1. Inician en R.E.R
1. Inician en R.E.R
Modificaciones
Modificaciones 2. Terminan en C. Golgi
2. Terminan en C. Golgi
co-traduccionales 3. Terminan en vesículas.
3. Terminan en vesículas.
co-traduccionales
4. Terminan en extracelular
4. Terminan en extracelular
5. Se efectúan en R.E.R
5. Se efectúan en R.E.R
6. Se efectúan en C. Golgi
6. Se efectúan en C. Golgi
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33. MADURACION EN R.E.R
 La enzima disulfida isomerasa:
•• Puentes disulfuro
Puentes disulfuro
Oxidación del grupo sulfidril libre •• Plegamiento de la
Plegamiento de la
de las cisteínas cadena polipeptídica para
cadena polipeptídica para
formar la estructura 3a
formar la estructura 3a
de proteínas
de proteínas
 Una proteína de unión (chaperona):
Impide el repliegue incorrecto de
la cadena peptídica
• LAS PROTEINAS SON
Inhibe que se formen agregados
de proteínas recién sintetizadas GLICOSILADAS EN R.E.R.
que llegan al lúmen del R.E.R
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34. GLICOSILACION EN R.E.R
 Proceso de N -Glicosilación
a.a - Asparagina –a.a
NH2
TRANSFERENCIA EN BLOQUE DE
• 2 GlcNac UN OLIGOSACARIDO
UNION N – OSIDICA /
• 9 Manosas
UNION A LA ASPARAGINA
• 3 Glc
 Interviene un lípido anclado a la membrana del R.E.R
DOLICOLFOSFATO
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35. GLICOSILACION N - OSIDICA
 Proceso de N -Glicosilación
a.a Man – Man – Man- Glc-Glc-Glc
a.a
Asp GlcNac – GlcNac - Man Man - Man
a.a.
Man
a.a Man - Man
 Interviene un lípido anclado a la membrana del R.E.R
DOLICOLFOSFATO
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36. GLICOSILACION N - OSIDICA
 Proceso común a las glicoproteínas N - osidicas
3 2 1
a.a Man – Man – Man- Glc-Glc-Glc
a.a
Asp GlcNac – GlcNac - Man Man - Man
a.a. 1
Man
a.a Man - Man
 Sufren otras modificaciones:
- 4 azúcares se eliminan en R.E.R
- 5 azúcares se eliminan en C. de Golgi
Núcleo pentasacárido común a
todas las glicoproteínas
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37. MODIFICACIONES POST-
TRADUCCIONALES
 En el R.E.R se eliminan azúcares
Glucosidasa I elimina la Glc 1
Glucosidasa II elimina la Glc 2 y 3
Manosidasa I elimina la Manosa 1
a.a Man – Man - Man
a.a
Asp GlcNac – GlcNac - Man Man - Man
a.a.
Man
a.a Man
Este glicopéptido viaja al Complejo de Golgi
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38. MADURACION EN COMPLEJO DE
GOLGI
Clasificación morfológica y funcional:
1. Las proteínas sintetizadas en el R.E.R viajan en vesículas y
entran por la red cis – Golgi
2. Pasan a través de las cisternas medial y trans
3. Continúan por la red trans – Golgi para ir a su destino final
El destino de la proteína se determina durante el viaje,
gracias a las modificaciones
Las proteínas con dirección determinada dejan
el Golgi en la red trans - Golgi
El complejo de Golgi es una fábrica de carbohidratos
JUAN CARLOS
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39. 2 1
a.a Man – Man - Man
a.a
4 3
Asp GlcNac – GlcNac - Man Man - Man
a.a.
Man 5
a.a Man
Núcleo pentasacárido común
• En algunas glicoproteínas solo se eliminan 2 Manosas
a.a Man – Man
a.a
Asp GlcNac – GlcNac - Man Man
a.a.
Man
a.a Man
Oligosacárido rico en Manosa
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40. Cuando se establece el núcleo pentasacárido común
1. En las cisternas medial se incorporan 3 GlcNac
2. En las cisternas trans se añaden 3 Gal y 3 NANA
3. Se forman las glicoproteínas más abundantes cuya
ramificación glicosídica se denomina:
Oligosacárido de tipo complejo
GlcNac-Gal-NANA
a.a Man
a.a GlcNac-Gal-NANA
Asp GlcNac – GlcNac - Man
a.a.
Man
a.a GlcNac-Gal-NANA
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41. TRANSPORTE DE PROTEINAS
Al abandonar la cara trans del Golgi, las proteínas se empacan
en vesículas para:
1. Insertarse en la membrana celular (MC).
2. Fusión con la MC descarga extracelular.
3. Forman gránulos de secreción (vesículas) señal fusionan
con la membrana y se descargan al exterior.
4. Fusión con endosomas tardíos lisosomas.
1, 2 y 3: exocitosis.
No se requiere de un proceso regulatorio, siguen la vía secretora
predeterminada o constitutiva.
JUAN CARLOS
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42. TRANSPORTE DE PROTEINAS
LISOSOMALES
 Fosforilación de residuos de manosa de las proteínas
lisosomales, en cara cis de golgi y cisterna cis.
 Cara trans: la M6P reconocida como señal, se fijan en
receptores de M6P.
 Formación de fosita con participación de trisqueliones
de clatrina (3 cadenas pesadas y 3 ligeras).
 Trisqueliones: ensamblan y cubren la superficie
citoplasmática de la CTG; vesícula cubierta con
clatrina.
 La vesícula pierde la cubierta, llega al endosoma
tardío para fusionarse y descargar su contenido.
JUAN CARLOS
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43. VÍA MANOSA 6 FOSFATO
JUAN CARLOS
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44. TRANSPORTE POR LA VIA
CONSTITUTIVA
 Requiere una vesícula cubierta por un
complejo proteico de 7 unidades, coatómero.
 Subunidad de proteína de cubierta (SUPC),
cada proteína de ese complejo.
 Requiere energía y se conserva el complejo
con la vesícula hasta llegar a su blanco.
JUAN CARLOS
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45. Secreción regulada vs.
constitutiva
JUAN CARLOS
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46. ENDOCITOSIS
macromoléculas
Ingestión partículas de material
de: sustancias extracelulares
 Fagocitosis: vesícula ›250 nm.
 Pinocitosis: vesícula de 50 nm.
 EXOCITOSIS:
Fusión de una vesícula con la membrana celular para descargar su
contenido al espacio extracelular.
* secreción de productos procesados dentro de la cél.
* Incorporar y renovar la membrana celular.
JUAN CARLOS
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47. Endocitosis & Exocitosis
JUAN CARLOS
MUNEVAR

48. TRAFICO DE MEMBRANA
 Ciclo de exocitosis y endocitosis donde se
produce un movimiento de membranas hacia
diferentes compartimentos celulares y desde
ellos.
 Las células para conservar su forma y tamaño,
deben retirar el exceso de membrana y
devolverlo al interior para su reciclaje
continuo.
JUAN CARLOS
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49. ENDOCITOSIS MEDIADA POR
RECEPTORES
Presencia de receptores,
eficaz para capturar
sustancias o macromoléculas.
Son proteínas
transmembranales
con cubierta de clatrina.
Forman depresiones o
invaginaciones
en la membrana.
JUAN CARLOS
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50. ENDOSOMAS
 Tempranos : pH 6.0 poseen bombas de hidrogeno
 Tardíos : 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 tardío (LDL)
* devuelve a la membrana cel. (transferrina)
* descarga al espacio extracelular (colágeno)
* degradación final (EGF-REGF)
JUAN CARLOS
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