Icbm I Martes Tarde

ICBM I Martes 22/08 (Tarde) Bien señores (blah blah blah… habla de los seminarios, chistes incluidos) Si tomamos en cuenta la naturaleza de la cadena lateral de los AA podiamos encontrarnos con AA que preferían estar en helices o que preferian estar en estructuras extendidas, tambien hay algunos que preferian estar en vueltas. Tambien hay aa que nunca o muy pocas veces van a estar en helices o estruct. Extendidas. Si ustedes se fijan en ambos casos aparece la Prolina (Pro – P), esto es porque la Prolina es un aa ciclico (iminoacido) y cuando la cadena viene, el solo hecho de tener una Prolina, hace que inmediatamente gire en 90°, por lo tanto si yo estoy haciendo una helice e introduzco una Prolina, me va a causar una distorsion tan grande que la helice no va a poder continuar. Y aun mas, si por azar, esta Prolina esta alli y puede seguir el sentido de la helice, la Prolina tiene caracteristicas de iminoacido, no tiene grupo amino con este proton para poder compartir mediante el puente de H, por lo tanto la Pro no puede formar puentes de H y es por eso que no esta ni aquí ni aca (refiriendose a helices y extendidas) ya que estas estructuras se estabilizan por puentes de H. La naturaleza no la ha seleccionado para que forme parte de esta estructura regular. En las vueltas la Pro y la Gli están generalmente en la posición 2 y 3 (de los 4 AA que forman la vuelta) (No entiendo la pregunta que le hacen y responde con algo de los ‘esquemas’) (Habla de servidores para predecir estructuras secundarias, credibilidad no mayor al 60% o 70% no se le entiende bien) Si quisieramos ver una proteina (muestra representación, ni idea cual) esta es solo la cadena principal, esta es la cabeza (apunta y risas…) y en algunas zonas uno puede darse cuenta de las zonas helicoidales y extendidas. Explica ‘divertidamente’ la ‘democracia’ de las proteinas. Si se tiene una secuencia de unos 100 residuos, existen zonas en que los residuos les gusta estar en hélice, entonces estan en helice. Y unos residuos mas atrás otros residuos quieren estar extendidos, entonces estaran extendidos y no en helice. Después la proteina ‘esta cosa estirada’ de alguna manera tratara de empaquetarse (muestra dibujo) se fijan que la cadena va, da vueltas, se enrolla, se pliega (chiste sobre lombriz y limon). Muestra otra representación. Explica que colores en libros son generalmente son rojo o morado para las helices y para estructura extendida celeste, azul o amarillo. Las vueltas tambien se esquematizan. El resto de estructura que no pertenece a estas zonas permitidas se dice que estan al azar, plegados al azar, o en ovillo estadístico, o como quieran decirle. Y esta es una representación de una proteina en donde se ve su superficie, con tonos rojos las cargas negativas y con tonos azules las cargas positivas.

Aquí les presento a uds. dos unidades de una proteina que se llama Ficoeritrina, una proteina bastante importante para las algas que les permite vivir aprovechando la luz, porque en las zonas donde viven estas algas la clorofila no puede absorber la luz (la clorofila es el gran captador de luz para cumplir la fotosíntesis) y gracias a estas proteinas si lo hace. En esta proteina la unica estructura que vemos son helices, podemos encontrar proteinas que solamente posean estructura helicoidal. Algunas proteinas para cumplir su funcion no solo basta con que este toda la parte proteica, sino que tambien tienen unidas moléculas organicas pequeñas para cumplir su funcion, asi como hay otras que tienen iones metalicos (como las Beta-Lactamasas que requieren Zinc para su funcion), otras tienen unidos lipidos o azucares. No todas las proteinas son solo AA. Minuto 20:02 Pregunta: ¿Esos son los grupos prosteticos de las proteinas? R: El concepto grupo prostetico o coenzima depende del tipo de union que tenga. En este caso particular pueden ser grupos prosteticos porque estan unidos covalentemente a la proteina. En el caso de las coenzimas no estan unidos covalentemente y los grupos prosteticos si Aquí esta la mioglobina junto con su sub-unidad que presentan su grupo hem que tiene una fraccion organica y un centro metalico. Pero fijense que en ambos plegamientos hay solo estructuras helicoidales. Tenemos proteinas que solo tienen helices y tambien algunas que solo tengan estructuras extendidas que se plegan de cierta forma haciendo un canasto, y si se fijan cada una de ellas tiene en medio una molécula que no pertenece a la proteina sino que es parte de la función que la proteina cumple. Por ejemplo Acido retinoico, Retinol plasmatico, Retinol celular y Bilina. En todos estos casos estas moléculas son hidrofobicas. Entonces estas proteinas que tienen un centro hidrofobico y un exterior hidrofilico podrian funcionar como medio de transporte para estas moléculas hidrofobicas en un medio acuoso Pregunta: ¿Todas las hojas en beta plegada en esa estructura forman centros hidrofobicos? R; No, depende del medio y la funcion que tenga que cumplir la proteina. Si pongo una proteina en el centro de una membrana y tiene que transportar agua, el centro va a ser hidrofilico y el exterior hidrofobico. Pueden haber proteínas que tienen estructuras extendidas rodeadas de hélices como se puede ver, y también se puede tener estructuras al azar (en amarillo en diapositiva). Lo que quiero que entiendan de esta diapositiva es que si tomamos una tijera y cortamos esta proteína en varias partes, la podríamos separar esta estructura en 2 mitades o mas. A estas zonas de las proteínas, compactas que están estabilizadas entre ellas o por si sola, se llaman “Dominio Estructural”, en otras palabras, si separo o corto estas zonas del resto de la proteína no va a sufrir cambios conformacionales bruscos. Un dominio estructural tiene que ser sobre 50 residuos y cuando se separa del resto permanece con su plegamiento a diferencia de “Dominio Funcional” que es cuando uno habla de una porción de la proteína que esta involucrada en una función o una propiedad y esto puede implicar 2, 15, 20 residuos sin la necesidad de que conserve su plegamiento

Existe otro concepto importante que es el “Motivo” patrones repetitivos de una proteina, estas secuencias o elementos de la estructura que se repiten y cumplen la misma funcion en muchas proteinas diferentes. En este caso hay un motivo de union de calcio que esta compuesto por una zona helicoidal, u loop, y otra zona helicoidal, cada vez que esta proteina quiere unir calcio lo hace con este “motivo”. Los ‘dedos de Zinc’ son motivos de union al ADN. Una proteina puede tener varias veces o varios motivos diferentes porque cada motivo cumple una función diferente. Se podria decir que el Motivo es un dominio funcional. Existe otro concepto llamado “Topologia” que es el orden en que estas secuencias de aminoácidos se estan ensamblando, es como se pliega la proteina. Como ven en esta proteina hay una serie de estructuras extendidas que no estan formando una hoja, estan formando un verdadero barril y alrededor estan estructuras helicoidales adornando el barril (topologia 1) a diferencia de esta otra topologia en la que las estructuras extendidas estan formando hojas, entonces en pocas palabras es diferenciar a grandes rasgos la forma en que van unidas las estructuras de aminoácidos Si desciframos una secuencia de aminoácidos y queremos saber el tipo de plegamiento que va a tener, podemos usar unos servidores en internet. Estos servidores pueden comparar nuestra cadena o proteina con los patrones de plegamientos ya sea barril, sándwich, rollo, plato, globular…. entonces este sistema nos puede ayudar a decodificar las partes de la proteina para darnos una idea de que proteina es Hay proteinas que actuan biológicamente como un dimero, es decir actua con 2 cadenas, algunos son trimeros, algunos son dodecameros, es decir 12 subunidades, que en muchos casos pueden ser identicas Pregunta: ¿la proteina no necesariamente tiene que tener mas de una unidad? R: no, puede tener una solo nomas Hay veces que una proteina tiene mas de 1 tipo de cadena (pude ser sub unidades alfa y beta) esto corresponde a un “psicosaedro” que es la forma con la que se forna la capside de varios virus, y en este caso corresponde en muchas partes a una cadena , a 2 y en otras partes a 3 cadenas y la versatilidad de los virus esta en que pueden ir cambiando la ubicación de estas cadenas y aunque tengan las mismas 20 subunidades cambia su cara externa y el sistema inmunitario no los reconoce. La Ficosianina es una cadena formada por 12 unidades. 6 unidades alfa y 6 beta. Pueden ver que esta plegada de tal forma que forma un picaron En resumen hablamos de las Estructuras (ver Diapo): -Primarias: orden de aminoacidos en una cadena, tambien se define como la estructura covalente de una proteina, hace referencia al enlace peptídico e inmediatamente incluye al otro enlace que puede haber que es el disulfuro. Ademas de incluir el orden de la cadena polipeptidica, tambien tiene que incluir la posición de los puentes disulfuro

-Cuaternaria: asociación no covalente de 2 o mas cadenas polipeptidicas semejantes o diferentes cada una previamente plegada, osea solo hay interacciones debiles entre las 2 cadenas polipeptidicas, no hay enlaces covalentes Cada subunidad tiene su estructura terciaria que cuando se asocia con otra forma una estructura cuaternaria No es necesario que todas las proteinas tengan estructuras cuaternarias. Solo algunas proteinas cuando las celulas si lo requieren tienen estructura cuaternaria. Y se dice que la estructura cuaternaria es para que la proteina adquiera alguna funcionalidad que tiene que ver con la regulación de la funcion……(un poco enredado) Fijense en la diferencia de la estructura cuaternaria y terciaria. La terciaria si puede estar formada por mas de una cadena pero cuando esto se da tienen que estar unidas covalentemente por puentes de disulfuro….claro, porque si fuera puente de H seria una cadena polipeptidica, la cadena mas larga nomas…ejemplo la cistina, que es la uion de 2 cisteinas por un puente disulfuro. La insulina es el mejor ejemplo posee 2 cadenas A y B que estan unidas por puentes disulfuro. Se podria decir que la cisteina estabiliza la estructura terciaria Pregunta: ¿Como enumero el enlace disulfuro para la estuctura primaria? R: ejemplo: S-S: C23-C45 La estructura primaria esta estabilizada por el enlace peptídico La estructura secundaria es solo estabilizada con puentes de H, pero atencion, porque son entre los atomos del enlace peptídico, no hay interacción entre los atomos de las cadenas laterales La estructura terciaria esta estabilizada por puentes de H entre las cadenas laterales de los residuos de aminoacidos, puentes o enlaces salinos, el puente disulfuro, interacciones hidrofobicas La estructura cuaternaria esta estabilizada por las mismas que la terciaria pero exceptuando los puentes de disulfuro La terciaria tambien puede estar formada por 2 cadenas, estas 2 cadenas para no ser consideradas cuaternarias deben estar unidas covalentemente

Todas las proteinas tienen estructura primaria. Todas pueden o no tener estructura secundaria. Hay una clase de proteinas recien descubiertas que son las proteinas desordenadas que no tiene estructuras secundaria ya sea de helices o laminas. Todas las proteinas tienen estructura terciaria y Todas las proteinas pueden o no tener estructura cuaternaria Pregunta: ¿Si separo las subunidades de una estructura cuaternaria, siguen teniendo su funcion?

R: tienen su funcion individual, pero no tiene una cierta regulación, cuando forman estrutura cuaternaria generalmente forman nuevos sitios que tienen que ver con la regulación de la funcion. pero cuando se unen crean una funcion nueva que esta bien regulada para hacer otro tipo de funcion. El sentido de la Est Cuaternaria es que la unión de las funciones individuales crean una función nueva.

Preg Certamen: Que ventaja tiene para la célula formar un agregado tan grande independiente de la función que tenga? R: mientras mas grande tiene mas estabilidad y tiene una limitación del poder de difusión de su actividad entonces es mas fácil circunscribirla Pregunta: Profe de que estamos hablando? Resp: De cuales son las ventajas de tomar una estructura cuaternaria de estos agregados naturales La ventaja es que al ser tan grande pierde poder de difusibilidad entonces no se puede difundir libremente la proteina. Esto hace que se circunscriba la actividad de la cual es resposable esa proteina a un cierto espacio. Fijense ustedes en este esquema que corresponde a una serie de proteinas -hemoglobina -glutamina sintetasa: detoxificacion de amonio en el cerebro -inmunoglobulina (posee carbohidratos unidos… rojos en el dibujo): mucho más grande que la insulina Si se dan cuenta que todas las proteinas de el esquema son mas o menos esfericas…a estas nos referimos a proteinas globulares o solubles. Cumplen rol dinamico, movilidad catálisis Tambien encontramos otro tipo de proteinas que no son esfericas (globulares) o solubles según algunos libros como las anteriores sino que son fibrilares En proteínas fibrilares (insolubles) la molécula no es de forma esferoidal, es de forma alargada. Todas ellas cumplen rol estructural . Las globulares la mayoria cumplen roles dinamicos que implican movilidad e interaccion con otras cosas - Queratina: pelo, uñas, plumasescamas - Fibroina: seda tela de arana - Colageno: tejido conjuntivo - Elastina: foma parte de vasos sanguineos Vamos a comparar con las proteinas globulares La estructura primera de las proteinas fibrilares es: La repeticion de un peptido (ver Diapo) que se repite muchas veces. ¿Podriamos decir que las proteinas fibrilares son un polimero de ‘motivos’? (Alguien: ¿Cuál es la pregunta? .. Profe: No ya se fue.. plop) Fijense en la composicion de algunas fibrilares (Diapo)

Alto contenido de Gly, Pro, Cis, Ser, Val.. mucho mas que en las proteinas globulares. Ademas incluyen derivados de aminoácidos hidroxiprolina, etc Estructura secundaria: O hélice o extendida, no mezclan estas cosas. No tienen vueltas Cuando ustedes revisan la estructura del colageno, ven que es una estructura bien particular, forma una helice 3 decimos con otro sentido de giro, a la izquierda Ejercicio mental con proteina de suero de bovino (Ver diapositiva) 585 residuos Es de forma globular, al ponerla en helicoidal aumenta su largo y en estructura extendida aumenta mucho mas su largo, Por lo tanto extendida posee mayor superficie de contacto por lo tanto mayor probabilidad de establecer interacciones con otras cadenas y por lo tanto mayor soporte mecanico, gran estabilidad. Esquema de molécula de fibroina (diapositiva) Gly-Ala-Ala , fijense que las Alaninas quedan hacia un lado y aca hacia el otro (algo enredado) y van a establecer interacciones hidrofobicas, formando un gran agregado de estas ‘laminas’ de fibroina, entonces esta molécula no necesita vueltas porque su funcion es soporte mecanico. El colageno Gly-x-y el hecho de que al tener Gly (sin cadena lateral) le permite que se produzca esta forma (3 cadenas polipeptidicas en forma helicoidal) estas 3 forman una super helice solo porque esta la Gly. Como Gly no tiene cadena lateral no molesta a las otras cadenas. Esta helice tiene 3 residuos por vuelta, cada vez que Gly queda hacia el interior no molesta y permite este empaquetamiento y todas sus propiedades. En la queratina (que posee muchas Cys) se establecen puentes disulfuro La estructura terciaria de la fibrilar (Diapo) poca información estructural porque estas proteinas como que no se plegan el espacio ademas de el plegamiento que tienen aquí, al definir la estructura secundaria la terciaria no aporta nada nuevo a no ser que la proteina este formada por mas de una cadeana pero estas establezcan interacciones puentes disulfuro entre ellas, porque si no forman enlaces disulfuro hablamos de estructura cuaternaria. La mayoria de fibrilares posee solo cuaternaria y es ella la que define sus propiedades. Fijense ustedes en esta proteina (muestra diapositiva) esta proteina podria abrirse fácilmente pero no lo hace porque cuando vemos el detalle de los aminoácidos que tenemos nos damos cuenta de un puente disulfuro, miren aca otro puente disulfuro, estos puentes lo que hacen es estabilizar ambos lados de la cadena, empaqueta aun mas las interacciones debiles que estan estabilizando esta proteina (Mucho ruido no se entiende, cambia de ppt al de plegamiento) Al plegarse cada aa tratara de acomodarse de alguna forma, van a tender a expresar su carácter, en ciertas zonas quedan aa juntos con caracteristicas parecidas, si tenemos una cadena polipeptidica cada uno de estos aminoácidos tendra una tendencia a ponerse comodo, la cadena tenderá a tener la mayor cantidad de interacciones favorables y la menor de interacciones desfavorables. Por lo tanto la cadena comenzará a plegarse. A

medida que se va sintetizando la cadena se va plegando. Se comprobó que a a pesar de donde se empiece a sintetizar una proteina (desde N o C Terminal) el plegamiento final será el mismo (en el mismo medio). Para esto debe cumplirse que: No se modifiqué ningun aminoácido y que el ambiente sea el mismo. El estado nativo o natural de la proteina es el estado ‘final’ de la proteina después de plegarse por la termodinamica. Y cada vez que se parta de la misma secuencia sellegará al mismo punto final. Existen los minimos locales, pseudos plegamientos de la proteina y la celula reconocera estos como aberrantes los hidrolizara y la sintetizará denuevo ya que lacelula necesita las proteinas con plegamiento final nativo. Tenemos una cadena desplegada que se comienza a plegar hasta llegar a la cadena plegada, pero si esta proteina posee estructura cuaternaria, una vez este plegada se unira con otras cadenas para formar el oligomero. Eso es todo. Conferencia pasada por Luis Bustamante con ayuda de Jack que me mandó una parte de la conferencia que utilice como borrador