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Proteínas
Características de las proteínas
• Las proteínas pueden estar formadas por hasta 20 aminoácidos
diferentes.
• Los tipos y cantidades precisas de cada aminoácido están ligados de
forma covalente en una secuencia lineal.
• Esta secuencia es especificada por mRNA, el cual es generado por el
DNA para esa proteína.
Clasificación de las proteínas
Los polímeros de aminoácidos se diferencian de acuerdo con sus pesos
moleculares o el número de residuos (a.a.) que contienen:
• Oligopéptidos: Polímeros de 2-10 aminoácidos
• Péptidos o polipéptido: Constan de 10-50 aminoácidos.
• Proteína: Moléculas con más de 50 aminoácidos, es decir, una o
varias cadenas polipeptídicas.
Los términos proteína y polipéptido frecuentemente se emplean de
forma intercambiable.
Características de las proteínas
• Sus funciones están especificada por su secuencia singular de
aminoácidos.
• La información de los genes son las instrucciones para fabricar las
proteínas y ribonucleoproteínas.
• Cuanto mayor es la proteína, mayor es el potencial de capacidades
multifuncionales.
Función de las proteínas
• La diversidad funcional de estas biomoléculas está relacionada con
las pasibilidades de combinación de los aminoácidos (20).
Niveles de organización estructural
Las proteínas son moléculas extraordinariamente complejas
Secuencia de a.a,
conectados por enlaces
peptídicos., es especificada
por el ADN.
Ocurre cuando los a.a.
de las secuencia
interaccionan atreves de
enlaces de H
Conformación tridimensional única
que asumen las proteínas globulares,
se da por atracciones entre las hélices
Ocurre cuando la
proteína consta de más
de una cadena de a.a.
Características
Las proteínas se presentan en una diversidad
enorme de tamaños y formas. Suelen clasificarse de
acuerdo a su (1) forma y (2) composición:
- Proteínas fibrosas: largas con forma de
varilla, insolubles en agua y tienen funciones
estructurales y protectoras.
- Proteínas globulares: esféricas compactas,
hidrosolubles. Tiene funciones dinámicas
(enzimas, inmunoglobulinas, hemoglobina)
1
- Proteínas simples: contienen sólo
aminoácidos.
- Proteína conjugada: contiene una proteína
combinada con un componente no proteico
(gpo. prostético), glucoproteínas lipoproteínas
y metaloproteínas.
2
Proteínas fibrosas
Presentan forma de varilla o de láminas, muchas de estas proteínas tienen
funciones estructurales más que dinámicas
α-queratina: Se encuentra en el pelo, la lana, la piel, los
cuernos y las uñas, como características son poco
hidrosoluble y relativamente resistentes al estiramiento.
Colágeno: es la proteína más abundante de los vertebrados,
la sintetizan células del tejido conjuntivo, que la segregan al
espacio extracelular. El colágeno incluye moléculas
genéticamente distintas de la piel, huesos, tendones, vasos
sanguíneos y la cornea, con propiedades especiales, como
fuerza tensora de los tendones y la transparencia de la
córnea.
Fibroína de la seda: Proteína producida por varios insectos y
arañas, seda es fuerte, debido a que sus láminas plegadas
están unidas laxamente una a otra, principalmente por
fuerzas de van der Waals débiles.
Proteínas globulares
• Las funciones biológicas de las proteínas globulares normalmente implican
la unión precisa de pequeños ligandos o grandes macromoléculas.
• Cada proteína posee una superficie única y compleja que contiene
cavidades o hendiduras cuya estructura es complementaria a la de ligandos
específicos.
• Tras la unión del ligando se produce un cambio conformacional de la
proteína que está ligado a un suceso bioquímico.
Las hemoproteínas son un grupo de proteínas especializadas que contienen al
grupo prostético hemo (componente no aminoacídico) unido fuertemente a la
cadena polipeptídica.
**Los mamíferos que se sumergen, como las ballenas, que permanecen bajo el agua durante
períodos prolongados, poseen concentraciones elevadas de mioglobina en sus músculos.
• Mioglobina: Es una hemoproteína que está
presente en el corazón y el músculo
esquelético, sus funciones son servir como
un reservorio y acarreador de Oxígeno.
Proporciona el color rojo característico de
los tejidos.
• Hemoglobina: Es una molécula semi-esférica
que se encuentra en los eritrocitos, donde su
función principal es transportar oxígeno
desde los pulmones a todos los tejidos del
cuerpo.
Desnaturalización
• La desnaturalización de una proteínas es la pérdida o destrucción de la
estructura nativa de una proteína, es decir su estructura tridimensional a
condiciones fisiológicas y biológicamente activa.
• Muchos agentes físicos y químicos pueden romper esta conformación,
aunque normalmente esto no incluye la ruptura de los enlaces peptídico.
 Con frecuencia da lugar a cambios observables de las propiedades físicas de
las proteínas.
 Dependiendo del grado de desnaturalización, la molécula puede perder parcial
o totalmente su actividad biológica,
P. ej. La albúmina del huevo (clara) es soluble y transparente se hace
insoluble y opaca tras calentarla, este cambio es irreversible.
Desnaturalización
Las principales condiciones desnaturalizantes son las siguientes:
1. Ácidos y bases fuertes. Los cambios de pH dan lugar a la protonación de algunos grupos laterales
de la proteína, lo cual altera los patrones de enlace del hidrógeno y los puentes salinos.
2. Disolventes orgánicos. Los disolventes orgánicos hidrosolubles, como el etanol, interaccionan con
los grupos R apolares y forman enlaces de hidrógeno con el agua y los grupos polares de la
proteína.
3. Detergentes. Estas moléculas anfipáticas rompen las interacciones hidrófobas, haciendo que se
desplieguen las proteínas en cadenas polipeptídicas extendidas.
4. Agentes reductores. Reactivos como la urea rompe los enlaces de Hidrógeno, el mercaptoetanol,
convierten los puentes disulfuro en grupos sulfhidrilos.
5. Concentración salina. La unión de iones salinos a los grupos ionizables de una proteína disminuye
la interacción entre los grupos de carga opuesta sobre la molécula proteica.
6. Iones metálicos pesados. Los metales pesados, como el mercurio (Hg2+) y el plomo (Pb2+), pueden
romper los puentes salinos o pueden formar enlaces con los grupos sulfihidrilo. El Pb se une a los
grupos sulfhidrilo de dos enzimas de la ruta de síntesis de hemoglobina, esto provoca un descenso
en la síntesis de hemoglobina, dando lugar a una anemia grave (esta se considera una de los
síntomas que se mide con mayor facilidad en el envenenamiento por plomo.
7. Cambios de temperatura. Al aumentar la temperatura, aumenta la velocidad de vibración
molecular. Finalmente, se rompen las interacciones débiles como los enlaces de H y la proteína se
despliega.
8. Agresión mecánica. Las acciones de agitación y trituración rompen el delicado equilibrio de
fuerzas que mantiene la estructura proteica (batir un huevo).
Dinámica de las proteínas
• La transferencia de información entre las biomoléculas se produce cuando las
moléculas con superficies complementarias interaccionan de manera no
covalente.
• La transferencia de información entre las moléculas siempre supone
modificaciones de la estructura tridimensional.
• Por ejemplo, la conformación de las subunidades de las moléculas de
hemoglobina que se unen al O2 experimentan cambios estructurales
específicos al unirse o separarse las moléculas de oxígeno

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Proteinas

  • 2. Características de las proteínas • Las proteínas pueden estar formadas por hasta 20 aminoácidos diferentes. • Los tipos y cantidades precisas de cada aminoácido están ligados de forma covalente en una secuencia lineal. • Esta secuencia es especificada por mRNA, el cual es generado por el DNA para esa proteína.
  • 3. Clasificación de las proteínas Los polímeros de aminoácidos se diferencian de acuerdo con sus pesos moleculares o el número de residuos (a.a.) que contienen: • Oligopéptidos: Polímeros de 2-10 aminoácidos • Péptidos o polipéptido: Constan de 10-50 aminoácidos. • Proteína: Moléculas con más de 50 aminoácidos, es decir, una o varias cadenas polipeptídicas. Los términos proteína y polipéptido frecuentemente se emplean de forma intercambiable.
  • 4. Características de las proteínas • Sus funciones están especificada por su secuencia singular de aminoácidos. • La información de los genes son las instrucciones para fabricar las proteínas y ribonucleoproteínas. • Cuanto mayor es la proteína, mayor es el potencial de capacidades multifuncionales.
  • 5. Función de las proteínas • La diversidad funcional de estas biomoléculas está relacionada con las pasibilidades de combinación de los aminoácidos (20).
  • 6. Niveles de organización estructural Las proteínas son moléculas extraordinariamente complejas Secuencia de a.a, conectados por enlaces peptídicos., es especificada por el ADN. Ocurre cuando los a.a. de las secuencia interaccionan atreves de enlaces de H Conformación tridimensional única que asumen las proteínas globulares, se da por atracciones entre las hélices Ocurre cuando la proteína consta de más de una cadena de a.a.
  • 7. Características Las proteínas se presentan en una diversidad enorme de tamaños y formas. Suelen clasificarse de acuerdo a su (1) forma y (2) composición: - Proteínas fibrosas: largas con forma de varilla, insolubles en agua y tienen funciones estructurales y protectoras. - Proteínas globulares: esféricas compactas, hidrosolubles. Tiene funciones dinámicas (enzimas, inmunoglobulinas, hemoglobina) 1 - Proteínas simples: contienen sólo aminoácidos. - Proteína conjugada: contiene una proteína combinada con un componente no proteico (gpo. prostético), glucoproteínas lipoproteínas y metaloproteínas. 2
  • 8. Proteínas fibrosas Presentan forma de varilla o de láminas, muchas de estas proteínas tienen funciones estructurales más que dinámicas α-queratina: Se encuentra en el pelo, la lana, la piel, los cuernos y las uñas, como características son poco hidrosoluble y relativamente resistentes al estiramiento. Colágeno: es la proteína más abundante de los vertebrados, la sintetizan células del tejido conjuntivo, que la segregan al espacio extracelular. El colágeno incluye moléculas genéticamente distintas de la piel, huesos, tendones, vasos sanguíneos y la cornea, con propiedades especiales, como fuerza tensora de los tendones y la transparencia de la córnea. Fibroína de la seda: Proteína producida por varios insectos y arañas, seda es fuerte, debido a que sus láminas plegadas están unidas laxamente una a otra, principalmente por fuerzas de van der Waals débiles.
  • 9. Proteínas globulares • Las funciones biológicas de las proteínas globulares normalmente implican la unión precisa de pequeños ligandos o grandes macromoléculas. • Cada proteína posee una superficie única y compleja que contiene cavidades o hendiduras cuya estructura es complementaria a la de ligandos específicos. • Tras la unión del ligando se produce un cambio conformacional de la proteína que está ligado a un suceso bioquímico.
  • 10. Las hemoproteínas son un grupo de proteínas especializadas que contienen al grupo prostético hemo (componente no aminoacídico) unido fuertemente a la cadena polipeptídica. **Los mamíferos que se sumergen, como las ballenas, que permanecen bajo el agua durante períodos prolongados, poseen concentraciones elevadas de mioglobina en sus músculos. • Mioglobina: Es una hemoproteína que está presente en el corazón y el músculo esquelético, sus funciones son servir como un reservorio y acarreador de Oxígeno. Proporciona el color rojo característico de los tejidos. • Hemoglobina: Es una molécula semi-esférica que se encuentra en los eritrocitos, donde su función principal es transportar oxígeno desde los pulmones a todos los tejidos del cuerpo.
  • 11. Desnaturalización • La desnaturalización de una proteínas es la pérdida o destrucción de la estructura nativa de una proteína, es decir su estructura tridimensional a condiciones fisiológicas y biológicamente activa. • Muchos agentes físicos y químicos pueden romper esta conformación, aunque normalmente esto no incluye la ruptura de los enlaces peptídico.  Con frecuencia da lugar a cambios observables de las propiedades físicas de las proteínas.  Dependiendo del grado de desnaturalización, la molécula puede perder parcial o totalmente su actividad biológica, P. ej. La albúmina del huevo (clara) es soluble y transparente se hace insoluble y opaca tras calentarla, este cambio es irreversible.
  • 12. Desnaturalización Las principales condiciones desnaturalizantes son las siguientes: 1. Ácidos y bases fuertes. Los cambios de pH dan lugar a la protonación de algunos grupos laterales de la proteína, lo cual altera los patrones de enlace del hidrógeno y los puentes salinos. 2. Disolventes orgánicos. Los disolventes orgánicos hidrosolubles, como el etanol, interaccionan con los grupos R apolares y forman enlaces de hidrógeno con el agua y los grupos polares de la proteína. 3. Detergentes. Estas moléculas anfipáticas rompen las interacciones hidrófobas, haciendo que se desplieguen las proteínas en cadenas polipeptídicas extendidas. 4. Agentes reductores. Reactivos como la urea rompe los enlaces de Hidrógeno, el mercaptoetanol, convierten los puentes disulfuro en grupos sulfhidrilos. 5. Concentración salina. La unión de iones salinos a los grupos ionizables de una proteína disminuye la interacción entre los grupos de carga opuesta sobre la molécula proteica. 6. Iones metálicos pesados. Los metales pesados, como el mercurio (Hg2+) y el plomo (Pb2+), pueden romper los puentes salinos o pueden formar enlaces con los grupos sulfihidrilo. El Pb se une a los grupos sulfhidrilo de dos enzimas de la ruta de síntesis de hemoglobina, esto provoca un descenso en la síntesis de hemoglobina, dando lugar a una anemia grave (esta se considera una de los síntomas que se mide con mayor facilidad en el envenenamiento por plomo. 7. Cambios de temperatura. Al aumentar la temperatura, aumenta la velocidad de vibración molecular. Finalmente, se rompen las interacciones débiles como los enlaces de H y la proteína se despliega. 8. Agresión mecánica. Las acciones de agitación y trituración rompen el delicado equilibrio de fuerzas que mantiene la estructura proteica (batir un huevo).
  • 13. Dinámica de las proteínas • La transferencia de información entre las biomoléculas se produce cuando las moléculas con superficies complementarias interaccionan de manera no covalente. • La transferencia de información entre las moléculas siempre supone modificaciones de la estructura tridimensional. • Por ejemplo, la conformación de las subunidades de las moléculas de hemoglobina que se unen al O2 experimentan cambios estructurales específicos al unirse o separarse las moléculas de oxígeno

Notas del editor

  1. Estructura secundaria: La hélice α es una estructura rígida en forma de varilla que se forma cuando una cadena polipeptídica se retuerce en una conformación helicoidal a derechas, Se forman enlaces de hidrógeno entre el grupo N-H de cada aminoácido y el grupo carbonilo del aminoácido que se encuentra cuatro residuos más adelante. Los grupos R de los aminoácidos se extienden hacia fuera de la hélice. Las láminas plegadas β se forman cuando se alinean de lado dos o más segmentos de cadenas polipeptídicas, están estabilizadas por enlaces de hidrógeno que se forman entre los grupos N-H y carbonilo del esqueleto polipeptídico de cadenas adyacentes. Estructura terciaria: Las estructura terciaria se estabiliza por las interacciones siguientes: Interacciones hidrófobas. Al plegarse un polipéptido, los grupos R hidrófobos se acercan debido a que son excluidos del agua. Interacciones electrostáticas. La interacción electrostática más fuerte en las proteínas se produce entre los grupos iónicos de carga opuesta, denominados puentes salinos. Enlaces de hidrógeno. Se forman un número significativo de enlaces de hidrógeno dentro del interior de una proteína y sobre su superficie. Enlaces covalentes. Las uniones covalentes se crean por reacciones químicas que alteran la estructura del polipéptido durante su síntesis o posteriormente. Estructura cuaternaria: Muchas proteínas, especialmente las que tienen pesos moleculares elevados, están formadas por varias cadenas polipeptídicas o subunidad (cada componente polipeptídico se denomina así), que se mantienen unidas por interacciones no covalentes. Las subunidades en un complejo proteico pueden ser idénticas o bastante diferentes. Las proteínas con varias subunidades en las que alguna o todas las subunidades son idénticas se denominan oligómeros. Algunas razonas para que existan las proteínas con varias subunidades son: 1. La síntesis de subunidades aisladas es más eficaz que aumentar sustancialmente la longitud de una única cadena polipeptídica. 2. En los complejos supramoleculares, como las fibras de colágeno, la sustitución de componentes más pequeños gastados o dañados puede realizarse de manera más eficaz. 3. Las interacciones complejas de varias subunidades sirven para regular la función biológica de una proteína. Con mucha frecuencia las interacciones entre las subunidades están afectadas por la unión de los ligandos. En el alosterismo, el control de la función proteica mediante la unión de ligandos, la unión de un ligando a un lugar específico en una proteína, desencadena un cambio conformacional que altera su afinidad por otros ligandos. Los cambios conformacionales inducidos por el ligando en esas proteínas se denominan transiciones alostéricas, y los ligandos que las desencadenan efectores o moduladores. Los efectos alostéricos pueden ser positivos o negativos, dependiendo de si la unión del efector aumenta o disminuye la afinidad de la proteína por otros ligandos.
  2. El hemo libre [Fe2+] posee una afinidad elevada por el O2 y se oxida de forma irreversible para formar hematina [Fe3+]. La hematina no puede unir el O2. Las interacciones no covalentes entre las cadenas laterales de los aminoácidos y el anillo de porfirina apolar dentro de la hendidura de unión del oxígeno disminuye la afinidad del hemo por el O2. La disminución de la afinidad protege al Fe2+ de la oxidación y permite la unión reversible del O2.