Aminoacidos

DEFINICIONES Las proteínas son polímeros líneales constituídos por unidades monoméricas llamadas aminoácidos. Las proteínas son compuestos orgánicos complejos, cuya estructura básica es una cadena de aminoácidos.

MACROMOLECULAS BIOLOGICAS 1. AMINOACIDOS

Las proteínas son biomóleculas formadas básicamente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. Pueden además contener azufre y en algunos tipos de proteínas, fósforo, hierro, magnesio y cobre entre otros elementos. Hemoglobina Humana : C2818H4380N764O790S12

M w :61987 Da

Las proteínas poseen un amplio rango de grupos funcionales. (alcoholes, tioles, tioéteres, ácidos carboxílicos, carboxiamidas y una variedad de grupos básicos).

Dr. Jose Martinez Oyanedel, ([email protected])

AMINOACIDOS

AMINOACIDOS En los sistemas biológicos existen alrededor de 300 aminoacidos

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FUNCIONES DE LOS AMINOACIDOS

AMINOACIDOS

Intermediarios metabólicos: - citrulina y ornitina en ciclo de la urea - pueden ser metabolizados para formar glucosa o acetil coA Neurotransmisores: - (- glutamato y aspartato (excitatorios) - glicina, taurina y (GABA) ácido γ-amino butírico (inhibitorios) - precursores de) serotonina, dopamina, epinefrina, Hormona tiroídea - Tiroxina Almacenamiento de energía - Creatina Síntesis de purinas y pirimidinas

ENANTIOMEROS DE AMINOACIDOS

AMINOACIDOS

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AA de la serie D:

AMINOACIDOS NATURALES O CODIFICADOS GENETICAMENTE

En los peptidoglicanos de la pared celular de bacterias, En peptidos ciclicos

AMINOACIDOS ESPECIALES

OTRAS CLASIFICACIONES

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AMINOACIDOS MODIFICADOS

AMINOACIDOS MODIFICADOS

•4-hidroxiprolina y 5-hidroxilisina. El primero se encuentra en proteínas de la pared celular vegetal. Ambos se encuentran en el colágeno. •6-N-metil lisina (miosina). γ-carboxiglutamato (protrombina). •Desmosina (elastina). •Histamina (His decarboxilada) – alergia. •Dopamina (derivada de Tyr) – neurotransmisor. •Fosfoaminoácidos •grupos hidroxilos de Tyr, Ser, Thr pueden ser fosforilados, importantes en activación o inhibición enzimática o en señalización celular.

AMINOACIDOS

DISOCIACION DE CADENAS LATERALES DE AMINOACIDOS

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DISOCIACION EN AMINOACIDOS

ECUACION DE HENDERSON HASELBALCH

HA

Æ

H+ + A-

- ]/[HA] pH = pKa + log [A

Si [A] el 100%, todo esta disociado Æ pH = pKa + 2 Si [HA] el 100% no esta disociado Æ pH = pKa - 2

TITULACION DE AMINOACIDOS

TITULACION DE AMINOACIDOS

-1

0

+1

+2

5

CALCULO DEL PUNTO ISOELECTRICO ACIDO ASPARTICO pKa αCOOH 2.0 pKa βCOOH 3.6 pKa α NH3+ 9.6

pH = pKa + log [A-]/[HA]

(+1)

(0)

HOOC-CH2-CH-COOH

HOOC-CH2-CH-COO-

NH3+

NH3+

(0)

(-1)

HOOC-CH2-CH-COO-

-OOC-CH

NH3+

2-CH-COO

NH3+

2-CH-COO

-

NH3+

(-1) -OOC-CH

pI = es el pH al cual la molécula se encuentra eléctricamente neutra, es decir hay un balance de sus cargas positivas y negativas. La molécula presenta carga eléctrica neta ( o total) cero. No migra en un campo eléctrico y presenta su mínima solubilidad.

(-2) -

-OOC-CH

2-CH-COO

-

NH2

pI = 1/(m + n) Σ mpKa+ + npK adonde mpKa+ m veces el pKa del grupo cuya deprotonación lleva la molécula desde carga neta positiva a carga neta cero. npKan veces el pKa del grupo cuya deprotonación lleva la molécula desde carga neta cero a carga neta negativa pH > pI Î Molécula carga neta negativa pH = pI Î Molécula carga neta cero pH < pI Î Molécula carga neta positiva

UTILIDAD DE LA DISOCIABILIDAD DE LOS AMINOACIDOS

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CADENA POLIPEPTIDICA

ENLACE POLIPEPTIDICO

N

CADENA POLIPEPTIDICA

C

POLIPEPTIDOS Existen péptidos con importantes actividad bioló biológica: •Oxitocina (9, CysCys-TyrTyr-IleIle-GlnGln-AsnAsn-CysCys-ProPro-ArgArg-GlyGly-NH2) •Vasopresina (9 residuos de aminoá aminoácidos)

Ala – Glu – Gly – Lys A–E–G–K

•Bradiquinina (9) •Encefalina (5) •Factor liberador de tirotropina, tirotropina, TRH (3) •Glucagó Glucagón (29) •Corticotropina (39)

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CADENA POLIPEPTIDICA

ANALISIS DE SECUENCIAS

1. Comparación con otras secuencias para determinar similitudes y establecer si dos proteínas pertenecen a una misma familia 2. Comparación de secuencia de la misma proteína de diferentes especies para obtener información sobre evolución 3. Búsqueda de repeticiones 4. Búsqueda de secuencias de señalización y de modificaciones postraduccionales 5. Análisis para la preparación de anticuerpos OLIGOPEPTIDO: OLIGOPEPTIDO POLIMERO DE HASTA 8-10 RESIDUOS

6. Análisis para la preparación de sondas

POLIPEPTIDO: POLIPEPTIDO POLIMERO DE MAS DE 10 RESIDUOS PROTEÍ PROTEÍNA: NA POLIPEPTIDO DE MASA MOLECULAR MAYOR A 5000

MATRIZ DE MUTABILIDAD DE AMINOACIDOS

ALINEAMIENTO DE SECUENCIAS DE ENZIMA Trypanosomatidaes Y MAMIFEROS

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ALINEAMIENTO DE SECUENCIA T.cruzi CON E.coli, E.coli, (1va6)

ANALISIS DE SECUENCIAS: Dendogramas

ANALISIS DE SECUENCIAS: Alineamientos mú múltiples

ANALISIS DE SECUENCIAS Firmas de familias: Secuencia común que presentan las proteínas que pertenecen a una determinada familia. Estas familias son generalmente definidas por la función:

B-lactamasas tipo II:

[LI]-x-[STN]-[HN]-x-H-[GSTA]-D-x(2)-G-[GP]-x(7,8)-[GS] [H/N, H y D son los ligandos del zinc] P-x(3)-[LIVM](2)-x-G-x-C-[LIVMF](2)-K [C ligando de zinc]

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ANALISIS DE SECUENCIAS

ANALISIS DE SECUENCIAS Sitios de modificación : Secuencias específicas que son el blanco de

Arginasa (EC 3.5.3.1) Agmatinasa (EC 3.5.3.11) Formiminoglutamasa (EC 3.5.3.8) Proteínas Hipotéticas de archaebacteria metanogenicas.

modificaciones post-traducionales Sitios de fosforilación

[RK](2)-x-[ST] Protein quinasa cAMP o cGMP dependiente [LIVMF]-G-G-x-H-x-[LIVMT]-[STAV]-x-[PAG]-x(3)-[GSTA]

[ST]-x(2)-[DE] casein quinasa II

[H une manganeso]

[RK]-x(2)-[DE]-x(3)-Y or [RK]-x(3)-[DE]-x(2)-Y Tirosina quinasa [ST]-x-[RK]

Protein quinasa C

COMPARACION DE SECUENCIAS DE FOSFOFRUCTOQUINASAS

ANALISIS DE SECUENCIAS SITIOS DE FOSFORILACION PARA CASEIN QUINASA II

H1.1

H2B.1

H2B.2

35

54

ETNFDVQ.............KSGVEKG 115

125

RSTVSSREVQT

114

124

RSTVSSREVIT

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DETERMINACION DE LA COMPOSICION AMINOACIDICA

COMPOSICION AMINOACIDICA DE ALGUNAS PROTEINAS

Hidrólisis química: Proteína + HCl 6M, 100°C, 24 hs Æ Aminoacidos

DETERMINACION DE LA SECUENCIA DE UNA PROTEINA

ENDOPROTEASAS: HIDRÓ HIDRÓLISIS ESPECIFICAS

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ENDOPROTEASAS: HIDRÓ HIDRÓLISIS ESPECIFICAS

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Identificación Enzima Resultados PM 35999

Intensidad Relativa

Masas (m/z)

Identificación Enzima

Identificación Enzima

Protein Prospector MS-Fit

13

10 20 30 40 50 60 MYSPGYVATS SRQSDAGNRL FVYEVIGLSQ STMTDGLDYP IRRSGSTFIT VPLKRMNQEM

Identificación Enzima Resultados

70 80 90 100 110 120 RRITRMGGKI VSIKPLEGDS PLPHTEGIAK PSQSEGSGSE AVANPAPESN KTMTTTPKEK 130 140 150 160 170 180 KADDIPVNIY RPKTPYIGKV LENYPLVREG AIGTVQHLTF DLSAGDLRYL EGQSIGIIPP 190 200 210 220 230 240 GEDDKGKPHK LRLYSIASTR HGDFGDDKTV SLCVRQLEYQ NEAGETVQGV CSTYLCNIKE 250 260 270 280 290 300 GDDIAITGPV GKEMLLPPDE DANIVMLATG TGIAPFRAFL WRMFKEQHED YKFKGLAWLI 310 320 330 340 350 360 FGIPKSENIL YKDDLEKMAA EFPDNFRLTY AISREQQNAE GGRMYIQHRV AENAEELWNL

Identidad

(66%)

Especie

Synechocystis

Nombre

Ferredoxina--NADP reductase (FNR)

370 380 390 400 410 10 20 30 40 50 60 MQNPKTHTYM CGLKGMEPGI DEAFTALAEQ NGKEWTTFQR EMKKEHRWHV ETY MYSPGYVATS SRQSDAGNRL FVYEVIGLSQ STMTDGLDYP IRRSGSTFIT VPLKRMNQEM

Secuencia de FNR de

70 80 90 100 110 120 RRITRMGGKI VSIKPLEGDS PLPHTEGIAK PSQSEGSGSE AVANPAPESN KTMTTTPKEK

Synechocystis sp

130 140 150 160 170 180 KADDIPVNIY RPKTPYIGKV LENYPLVREG AIGTVQHLTF DLSAGDLRYL EGQSIGIIPP 200 210 220 230 240 190 GEDDKGKPHK LRLYSIASTR HGDFGDDKTV SLCVRQLEYQ NEAGETVQGV CSTYLCNIKE 260 270 280 290 300 250 GDDIAITGPV GKEMLLPPDE DANIVMLATG TGIAPFRAFL WRMFKEQHED YKFKGLAWLI 310 320 330 340 350 360 FGIPKSENIL YKDDLEKMAA EFPDNFRLTY AISREQQNAE GGRMYIQHRV AENAEELWNL 370 380 390 400 410 MQNPKTHTYM CGLKGMEPGI DEAFTALAEQ NGKEWTTFQR EMKKEHRWHV ETY

Aciertos de la espectrometría de MALDI -TOF

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