Este documento provee una introducción general a las proteínas. Define las proteínas y explica su importancia nutricional. Clasifica las proteínas según su origen, tamaño, composición, función y estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. También cubre temas como la desnaturalización y plegamientos proteicos.

1. La adquisición de cualquier conocimiento es siempre útil al intelecto, que sabrá descartar lo malo y conservar lo bueno Leonardo Da Vinci

2. Prof. Dilzo Paredes 2009 UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE MEDICINA ESCUELA DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA Generalidades de proteínas.

3. DEFINICIÓN DE PROTEÍNA con un extremo amino, NH 3 + y un extremo carboxilo COO - del griego proteos , primero, fundamental Son macromoléculas tridimensionales de elevado PM Formada por cadenas lineales de Aa unidos mediante enlaces peptídicos.

4. Importancia de las proteínas en la nutrición Son las primeras moléculas en la planificación dietética Constituyen el aporte de nitrógeno al organismo Son determinantes en la regulación y conservación corporal Regeneración de tejidos y crecimiento Una vez metabolizadas, nos proporcionan una gran cantidad de aa libres para fabricar nuestras propias proteínas Deben aportar una mezcla equilibrada de aa

5. C H O N P, Fe, Zn, Cu, Mg Polimeros de aa unidos por EP No hay depósito corporal de proteínas, sino pool de aa

6. El orden y disposición de los aa en una proteína depende del código genético (ADN). Constituyen ~ 50% del peso seco de los tejidos No existe proceso biológico alguno que no dependa de la participación de las proteínas.

7. En una misma proteína el nº y la secuencia de aa no cambia, es determinada genéticamente Cada proteína tiene un orden definido de residuos de aa.

8. Enlace peptídico Unión covalente Muy resistente a la hidrólisis: estabilidad polipeptídica Formación de enlace amida Grupos α -amino y α -carboxilo Se forman por condensación de aa en los ribosomas Enlace peptídico Enzima 4 ATP 25 Kcal/mol Péptido 5 Kcal/mol

9. Enlace peptídico Sus dimensiones explican su estructura resonante Estructura coplanar Las únicas libertades de giro se sitúan en los enlaces del C α C N Estructura rígida del enlace: Función biológica < >

10. Enlace peptídico Los e - están deslocalizados a lo largo de C—O y C--N Su estructura es plana: la pareja de e - del N está en resonancia con los e - л del enlace C—O, confiriendo carácter de doble enlace a C--N Los enlaces –C=O y –N—H son casi paralelos y no se produce giro. El EP puede considerarse un híbrido de resonancia de dos formas

11. Enlace peptídico La síntesis ribosómica de las cadenas peptídicas es estereoespecífica Se favorece la configuración trans del enlace No hay rotación --CONH y los dos C α adyacentes son coplanarios

12. Clasificación de las proteínas Según su origen Animal Vegetal

13. Clasificación de las proteínas Según el nº de aa 2 a 10 aa: dipéptido, ………decapéptido 10 a 20 aa: oligopéptidos 20 a 50 aa: polipéptidos > 50 aa: proteínas

14. Clasificación de las proteínas Si tienen o no todos los aa esenciales Proteínas completas En cantidad suficiente y proporción adecuada Proteínas incompletas Carecen de algunas aa esenciales Proteínas del maíz tienen mínimas cantidades de triptófano y lisina

15. Clasificación de las proteínas Según su forma FIBROSAS GLOBULARES fibrosas o filamentosas: relación axial mayor de 10 nm Alargadas, insolubles queratina colágeno relación axial hasta 10 nm. Citocromo. Esféricas, solubles enzimas anticuerpos hormonas proteínas de transporte

16. Clasificación de las proteínas Según su solubilidad Solubles en agua (globulares): Albúminas (animal) Globulinas (animal) Protaminas (liquido seminal) Histonas (asociadas el ADN) Insolubles en agua: (fibrosas) Glutelinas (vegetal) Prolaminas Escleroproteínas

17. Clasificación de las proteínas Según su composición química SIMPLES CONJUGADAS Albúmina Globulina Histonas Glicoproteínas Nucleoproteínas Lipoproteínas Metaloproteínas Hemoproteínas Flavoproteínas Metaloglicoproteínas, etc

18. Clasificación de las proteínas Según su función biológica Enzimáticas Transportadoras De reserva Contráctiles Estructurales Cromosómicas De defensa Toxinas Hormonales Receptoras Factores tróficos Factores de transcripción

19. Clasificación de las proteínas Según su estructura

20. Estructura Primaria Es la secuencia lineal de los residuos de Aa

21. Estructura Secundaria Es el nivel superior de organización estructural Las estructuras primarias se pueden organizar y formar estructuras secundarias

22. N = 3,6 a 4 P = 0,54 nm dextrógira Estabilización 1) Puentes de hidrógeno 2) Fuerza de Van der Waals Alfa hélice alfa queratinas (en pelos, escamas, cuernos, lanas, uñas).

23. Son proteínas casi extendidas Estabilización: Puentes de H entre los grupos amida y carbonilo del EP entre cadenas adyacentes. 2) Ligero plegamiento debido a los ángulos de los enlaces que forman la cadena polipeptídica. Lámina plegada beta β-queratinas Fibroina de la seda Tipos: Paralela Antiparalela

24. Diferencia entre alfa hélice y hoja beta Alfa hélice Lámina plegada beta Residuos adyacentes en la misma cadena Residuos en diferentes regiones Espiral compacto Cadena polipeptídica extendida Puentes de hidrógeno están en la misma cadena Se estabiliza por puentes de hidrógenos entre cadenas distintas o muy alejadas

25. Estructuras supersecundarias Doble espiral de alfa hélice Fibrosas: alfa-queratinas Unidad βεβ centro de unión del NAD, AMP 3

26. Estructura terciaria Es la conformación tridimensional de las proteínas Se estabiliza por Interacciones iónicas (o enlaces salinos) 2) Puentes de H 3) Fuerza de Van der Waals 4) Interacciones o efecto hidrofóbico 5) Puentes o enlaces disulfuros (-s-s-) único enlace covalente mioglobina

27. Estructura terciaria Modelos de plegado Las proteínas globulares (> 200 aa) tienen plegamiento casi infinito, favorecido termodinámicamente en condiciones fisiológicas. Principios comunes: La mayoría de proteínas están formadas por más de un dominio, conectados por la cadena polipeptídica

28. Estructura terciaria Modelos de plegado Dominio: Es una región compacta plegada localmente, con funciones diferentes. Principales patrones de plegado: alrededor de un empaquetamiento de α -hélices sobre un entramada de láminas plegadas β Son combinaciones de diversas unidades supersecundarias Comunes en proteínas globulares

29. Estructura terciaria Modelos de plegado Enzimas de conversión cis a trans de prolina reagrupamiento de S-S Chaperoninas

30. Estructura cuaternaria. Es el ensamblaje de dos o mas cadenas polipeptídicas separadas Máxima complejidad estructural de las proteínas globulares Se unen por interacciones no covalentes o entrecruzamientos no covalentes

31. Propiedades físico-químico de las proteínas Anfoterismo pH isoelectrico Precipitación isoeléctrica cuando el pH = al pH isoeléctrico Precipitación por efecto salino (salting-out) altas concentraciones Compite con las proteínas por la atmósfera hidratante y las hace precipitar Solubilización por efecto salino (salting-in) bajas concentraciones Solubiliza las proteínas Solubilidad depende de los grupos ionizables y del ambiente Toda proteína tiene un atmósfera hidratante

32. Desnaturalización proteica Cuando se cambian las condiciones ambientales (T°C, pH muy ácido o alcalino, solventes, alcoholes) hay pérdida de la conformación nativa o tridimensional proteica Se mantiene la estructura primaria. Se pierde la estructura 2º 3º 4º ya que ocurren cambios en sus propiedades físicas, químicas y biológicas .

33. Características de las proteínas desnaturadas. disminuye la solubilidad, se precipita altera la estructura y disposición de la cadena polipeptídica aumenta la reactividad química aumenta la susceptibilidad a la hidrólisis enzimática - disminución o pérdida total de la actividad biológica. Tipos de desnaturalización Reversible Irreversible

34. Agentes que causas desnaturalización * Agentes físicos, el calor * Agentes químicos detergentes y agentes orgánicos soluciones concentradas de urea o guanidina soluciones salinas concentradas o lo extremo de pH - agentes reductores de grupos –SH:

35. Plegamientos incorrectos de las proteínas Se cree que son proteínas. Partículas acelulares, patógenas y transmisibles Se encuentran en las superficies de las células animales y habitualmente no causas ningún daño Al activarse produce modificaciones en los priones que están a su alrededor

36. Colágeno Fibrosa + abundante Insoluble Estructural Base del tejido conjuntivo Constituyente orgánico principal de la matriz de los tejidos calcificados Existen 2 cadenas principales de colágeno: α 1 y α 2 Su calidad se diferencia en el número de hidroxilaciones Además de los entrecruzamientos de las cadenas lo que aumenta la dureza de la fibra de colágeno y la resistencia a la tracción, que se ve influido por la vitamina C.

37. “ La ciencia no es más que muchas repuestas fáciles a preguntas difíciles”