2- Proteinas 2022

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Formas
¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y regulan su actividad?
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Principal macromolécula celular compuesta por una o más cadenas polipeptídicas, 
siendo cada una de ellas un polímero lineal de aminoácidos unidos entre sí por 
enlaces peptídicos.
Cada una de las cadenas se encuentra plegada en una forma o conformación 
característica de su estado nativo, que es el estado biológicamente activo.
¿Qué es una PROTEÍNA?
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¿Cuántas?
http://www.nature.com/scitable/topicpage/eukaryotic-genome-complexity-437
>>>
¿500.000 ?
¿Cuántas PROTEÍNAS integran el PROTEOMA HUMANO?
D
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¿Qué FUNCIONES puede tener una PROTEÍNA?
Regulación Señalización
Estructura Transporte
CatálisisMovimiento
GTPsa
Calmodulina Receptores
EnzimasMiosinas
Dineínas
Actinas
Queratinas
Canales
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La actividad de una proteína depende
de su estructura tridimensional
la cual está determinada por la 
secuencia de aminoácidos, 
que a su vez está codificada por la
secuencia de bases que integran el gen
Estructura tridimensional (Conformación) = Forma 
Actividad
¿Qué DETERMINA la ACTIVIDAD de una PROTEÍNA?
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Jerarquía 
Estructural
Primaria
(secuencia)
Secundaria
(plegamiento local)
Terciaria
(plegamiento general)
Cuaternaria
(organización multimérica)
Supramolecular
(ensamblajes a gran escala)
¿Qué DETERMINA la FORMA de una PROTEÍNA?
Motivos
GEN
Je
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uí
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Es
tr
uc
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Dominios
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La FORMA de una PROTEÍNA está determinada por su SECUENCIA de AMINOACIDOS
•Hidrófobos
•Hidrófilos
Ácidos
Básicos
Neutros
ESTRUCTURA PRIMARIA
Je
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a 
Es
tr
uc
tu
ra
l
Hélice a Hoja b Randon Coil
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La FORMA de una PROTEÍNA está determinada por su SECUENCIA de AMINOACIDOS
ESTRUCTURA SECUNDARIA: plegamiento de partes localizadas 
Giro b
Combinaciones Particulares de Estructuras Secundarias 
…FORMA Particular → FUNCIÓN Específica…
¿Fuerzas estabilizadoras…?…..
I. Débiles
Je
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Es
tr
uc
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La FORMA de una PROTEÍNA está determinada por su SECUENCIA de AMINOACIDOS
ESTRUCTURA SECUNDARIA: plegamiento de partes localizadas 
MOTIVO: Combinación Particular de Estructuras Secundarias 
…FORMA Particular → FUNCIÓN Específica…
Hélice-Bucle-Hélice
EF hand
Proteínas reguladoras de 
unión a Calcio 
Proteínas de unión a ADN
Dedos de zinc
Zinc Finger
Espiral enrollada
Proteínas de unión a ADN
Proteínas reguladoras
de unión a ADN
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La FORMA de una PROTEÍNA está determinada por su SECUENCIA de AMINOACIDOS
ESTRUCTURA TERCIARIA: al plegamiento global de la cadena polipeptídica completa, 
que da lugar a una FORMA tridimensional ESPECÍFICA (conformación).
ESTRUCTURA CUATERNARIA: 2 o más cadena polipeptídicas (2 o mas estructuras terciarias)
I. Débiles
Covalentes
¿Fuerzas estabilizadoras…?….. Hemoglobina
4 polipéptidos 
Su estructura se estabiliza por I. débiles
TerciariaTerciaria
Terciaria TerciariaJe
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Es
tr
uc
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La FORMA de una PROTEÍNA está determinada por su SECUENCIA de AMINOACIDOS
ESTRUCTURA TERCIARIA: al plegamiento global de la cadena polipeptídica completa, 
que da lugar a una FORMA tridimensional ESPECÍFICA (conformación).
ESTRUCTURA CUATERNARIA: 2 o más cadena polipeptídicas (2 o más estructuras terciarias)
Anticuerpo
(Inmunoglobulina)
4 polipéptidos 
Su estructura se estabiliza por 
I. débiles + U. covalentes (-S-S-)
Sitio de unión 
al ligando (antígeno)
Sitio de unión 
al ligando (antígeno)
Sitio de unión 
a receptor
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Es
tr
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La FORMA de una PROTEÍNA está determinada por su SECUENCIA de AMINOACIDOS
Enzima
Fosfolipasa A2
1 polipéptido
Dca2+ Dcatalítico
Sitio de unión 
al Sustrato
distintos tipos 
de estructura secundaria
Sitio de unión 
al ligando
Dominios 
Módulos de 
Estructura Terciaria.
Región de un 
Polipéptido plegada 
en forma compacta
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La FORMA de una PROTEÍNA está determinada por su SECUENCIA de AMINOACIDOS
Las proteínas se unen entre sí y con
otras moléculas con alta especificidad.
£ DNA
£ Lípido
£ Ion
£ Proteína 
£ Azúcar
£ iónicas
£ puente H
£ van der Waals
£ hidrófobas
1. Forma > Complementariedad > afinidad
2. I. Débiles > N° interacciones > afinidad ® Kd
Complementariedad
Molecular
C
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em
en
ta
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ed
ad
 M
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le
cu
la
r
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La FORMA de una PROTEÍNA está determinada por su SECUENCIA de AMINOACIDOS
Las proteínas se unen entre sí y con
otras moléculas con alta especificidad.
1. Forma > Complementariedad > afinidad
2. I. Débiles > N° interacciones > afinidad ® Kd
Complementariedad
Molecular
ÈÈ complementariedad de formas
ÈÈ n° interacciones
ÇÇ complementariedad de formas
ÇÇn° interacciones� Interacción Antígeno – Anticuerpo
� Interacción Enzima – Sustrato
� Interacción Ligando – Receptor
� Interacción Proteína – Proteína
� Interacción Molécula - Proteína
C
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pl
em
en
ta
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 M
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cu
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Complejo 
Enzima- Sustrato
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La FORMA de una PROTEÍNA está determinada por su SECUENCIA de AMINOACIDOS
Las proteínas se unen entre sí y con
otras moléculas con alta especificidad.
Complementariedad
Molecular
­ Poder Catalítico: Vreacción > 106-1012
­ Especificidad Sitio Activo
Sitio de Unión
Enzima
http://simmerlinglab.org/pub/4_C_fieldsofstudy.html
Proteasa de VIH
Drogas de Diseño
Modelado Molecular
C
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en
ta
ri
ed
ad
 M
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Complejo de inicio 
de la transcripción
“Máquina molecular”
2 mDa
La FORMA de una PROTEÍNA está determinada por su SECUENCIA de AMINOACIDOS
COMPLEJOS SUPRAMOLECULARES: máxima jerarquía en la organización de las proteínas. Su 
MW puede exceder 1 mDa.
125 mDa
Complejo
de poro nuclear
Proteasoma
Je
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Es
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La FORMA de una PROTEÍNA está determinada por su SECUENCIA de AMINOACIDOS
direcciona el plegamiento
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Secuencia de BASES en el ADN (GEN)
Estructura PRIMARIA de la cadena polipeptídica
Estructura TERCIARIA
direcciona el plegamiento
Termodinámicamente más estable
(con menor energía libre, G)ESTADO NATIVO
• pH
• Fza iónica
• urea/bME
desnaturalización
• pH
• Fza iónica
• urea/bME
renaturalización
biológicamente activa
inactiva 🔥🔥
agregado
La SECUENCIA de AMINOACIDOS direcciona el PLEGAMIENTO del polipétido☞ FORMA
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¿cómo hace la célula que sintetiza altas cantidades proteínas en 
un ambiente acuoso para evitar el agregado de las mismas?
Chaperonas
facilitan el plegamiento de 
proteínas recién sintetizadas, 
parcialmente legadas 
o re-pliegan proteínas mal 
plegadas y las estabilizan 
evitando su agregación
Chaperonas Moleculares, moléculas que se unen a un fragmento de proteína no plegada, la 
estabilizan y evitan la agregación y degradación: Hsp70, Hsp90, Bip
Chaperoninas, son complejos supramoleculares, verdaderas “cámaras de plegado”, que unen la 
proteína y durante el tiempo y el ambiente necesario para su correcto plegado: GroEL/GroEs
Secuencia de BASES en el ADN (GEN)
Estructura PRIMARIA de la cadena polipeptídica
Estructura TERCIARIA
direcciona el plegamiento
ESTADO NATIVO
La SECUENCIA de AMINOACIDOS direcciona el PLEGAMIENTO del polipétido☞ FORMA
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Chaperonas Moleculares, moléculas que se unen a un fragmento de proteína no plegada, la 
estabilizan y evitan la agregación y degradación: Hsp70, Hsp90, Bip
Chaperoninas, son complejos supramoleculares, verdaderas “cámaras de plegado”, que unen la 
proteína y durante el tiempo y el ambiente necesario para su correcto plegado: GroEL/GroEs
La SECUENCIA de AMINOACIDOS direccionael PLEGAMIENTO del polipétido☞ FORMA
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Chaperonas Moleculares, moléculas que se unen a un fragmento de proteína no plegada, la 
estabilizan y evitan la agregación y degradación: Hsp70, Hsp90, Bip
Chaperoninas, son complejos supramoleculares, verdaderas “cámaras de plegado”, que unen la 
proteína y durante el tiempo y el ambiente necesario para su correcto plegado: GroEL/GroEs
La SECUENCIA de AMINOACIDOS direcciona el PLEGAMIENTO del polipétido☞ FORMA
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to
Celular strategies for controlling protein aggregation
Jens Tyedmers, Axel Mogk & Bernd Bukau
Nature Reviews Molecular Cell Biology 11, 777-788
(November 2010)
http://www.nature.com/nrm/journal/v11/n11/full/nrm2993.html
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La SECUENCIA de AMINOACIDOS direcciona el PLEGAMIENTO del polipétido☞ FORMA
DNA
�
RNA
�
Secuencia
�
Conformación
�
Función
Degradación
DConformación = D Función 
D la Degradación
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http://neurophage.com/science/protein-misfolding-diseases/
La SECUENCIA de AMINOACIDOS direcciona el PLEGAMIENTO del polipétido☞ FORMA
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Nature Reviews Neuroscience 14,
626–636 (2013)
La SECUENCIA de AMINOACIDOS direcciona el PLEGAMIENTO del polipétido☞ FORMA
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Enfermedad de Parkinson
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La SECUENCIA de AMINOACIDOS direcciona el PLEGAMIENTO del polipétido☞ FORMA
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Enfermedad de Alzheimer
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La SECUENCIA de AMINOACIDOS direcciona el PLEGAMIENTO del polipétido☞ FORMA
M
a
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le
ga
m
ie
n
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Enfermedad de Alzheimer
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El plegamiento (forma) de una 
proteína está determinada en su 
Secuencia de aminoácidos con 
participación de Chaperonas
La actividad de una proteína 
depende de su 
estructura tridimensional
Forma = Actividad
Proteína
Macromolécula compuesta por una o más cadenas polipeptídicas, 
siendo cada una de ellas un polímero lineal de aminoácidos unidos 
entre sí por enlaces peptídicos.
Cada una de las cadenas se encuentra plegada en una forma 
(conformación) característica de su estado nativo, que es el estado 
biológicamente activo y termodinámicamente más favorable
Niveles de 
Organización 
Estructural
Dominio
Motivo
Las proteínas se unen entre sí 
y con otras moléculas 
con alta especificidad.
Complementariedad Molecular
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Transcripcional-Traduccional
Compartamentalización
Regula la cantidad (expresión) y 
la ubicación correcta donde debe actuar
Estructura Primaria ☞ Plegamiento ☞ Forma ☞Actividad
La actividad (­ o ¯) de las proteínas es regulada
por cambios en su forma. 
¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?
Post-traduccional
Degradación
Clivaje Proteolítico
Covalente
Fosforilación –
Defosforilación
Ubicuitinización –
Deubicuitinización
Acetilaciones
Metilaciones, etc
NO Covalente
Alosterismo
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ci
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¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?
Regulación No Covalente
Alosterismo … cualquier modificación (no covalente) en la estructura terciaria o cuaternaria de 
una proteína (forma), inducida por interacción con ligandos (activadores o inhibidores; sustratos, 
etc) yque modifica su actividad…
La interacción con un ligando puede aumentar o disminuir la actividad
R
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ci
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¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?
Regulación No Covalente
Alosterismo
PKA 
inactiva
Regulación Alostérica 
Negativa
Regulación Alostérica
Positiva 
1. Activación de la proteína quinasa A (PKA): Unión de AMPc
PKA 
activaR
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¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?
Regulación No Covalente
Alosterismo
2. Transporte de O2 por Hemoglobina: Unión de O2, cooperatividad
O2 O2
O2 O2
Regulación Alostérica
Positiva - cooperativa
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¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?
Regulación No Covalente
Alosterismo
3. Calmodulina (Cam) → Cam-quinasa: Unión de Ca2+
Regulación Alostérica
Positiva
Cam 
inactiva
Cam 
activa
Cam-quinasa
inactiva
Cam-quinasa
activa
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¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?
Regulación No Covalente
Alosterismo
4. Activación de GTPsas: Unión de GTP
Proteínas
inactivas
Proteínas
activas
GTPsa
inactiva
GTPsa
activa
GAP
RGS
GDI
GEF
GAP: proteína aceleradora de GTPasa
RGS: reguladora de señalización de la proteína G
GDI: inhibidora de la disociación de nucleótido de G
GEF: factor intercambiador de nucleótido G
Proteínas G Triméricas: α/bg
Proteínas G Monoméricas: Señalización: Ras
Tráfico Vesicular: Sar/Rab/Arf
Endocitosis: Arf/Dinamina
Movimiento celular: Rac/Rho
Transporte al núcleo: Ran
Regulación Alostérica
Positiva
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¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?
Regulación No Covalente
Alosterismo
5. Activación de proteína quinasa C (PKC): Unión a Lípidos y Ca2+
PLC
PKC
Inactiva
PKC
Inactiva
PKC
activa
Regulación Alostérica
Positiva
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¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?
Regulación Covalente
1. Fosforilación-Defosforilación
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¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?
Regulación Covalente
2. Lipidación/ubiquitización/acetilación/glucosilación
R
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n
Lipidación
•N-Miristoilación (Gli, Nt)
•S-N-O-Palmitoilación (Cis, Ct)
•GPI-ancla (Ct)
•S-Prenilación (Cis, Ct)
Glicosilación HO-Ser/ HO-Threo
O-Glicosilación
N2-Asn
N-Glicosilación
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¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?
Regulación Covalente
2. Lipidación/ubiquitización/acetilación/glucosilación
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ó
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¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?
Regulación Covalente
2. Lipidación/ubiquitización/acetilación/glucosilación
R
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ci
ó
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dimerización
¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?
Regulación Covalente-No covalente
Fosforilación-Alosterismo
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¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?¿Cómo funcionan las PROTEÍNAS y REGULAN su actividad?
Degradación-Clivaje Proteolítico
1. Degradación Proteasomal o Lisosomal
2. Clivaje Proteolítico
Procaspasa
inactiva
Caspasa
activa
R
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El plegamiento (forma) de una 
proteína está determinada en su 
Secuencia de aminoácidos
La función de una proteína depende 
de su estructura tridimensional
Forma = Función
Proteína
Macromolécula compuesta por una o más cadenas polipeptídicas, 
siendo cada una de ellas un polímero lineal de aminoácidos unidos 
entre sí por enlaces peptídicos.
Cada una de las cadenas se encuentra plegada en una forma 
(conformación) característica de su estado nativo, que es el estado 
biológicamente activo.
Niveles de 
Organización 
Estructural
Dominio
Motivo
Las proteínas se unen entre sí 
y con otras moléculas 
con alta especificidad.
Complementariedad Molecular
La actividad (­ o ¯) de las proteínas
es regulada por un 
Cambio en su forma. 
Alosterismo
Covalentes
Clivaje Reversible
Irreversible
¿Cómo se estudian las Proteínas en la célula?
Estimar
Cantidad
Cantidad total de 
proteínas 
en una muestra:
È
EspectrofotometríaMétodos 
Colorimétricos
Bradford
Lowry
etc
Buscar una proteína
Particular en una muestra:
È
Western blot
(SDS-Page + Inmunoblotting)
Microscopia
Inmuno cito-histoquímica
Inmuno fluorescencia
Aislar una proteína pura
de una muestra:
È
Electroforesis en gel,
Cromatografía
Líquida,
Centrifugación
Biosíntesis y 
Degradación
È
Marcación 
Isotópica
Metabolismo
Detectar y 
Caracterizar
Aislar y 
Purificar
Biología 
Estructural
È
Espectrometría 
de Masa
Secuenciación
Cristalografía 
de rayos X
Microscopía 
crioelectrónica
Microscopía 
de absorción 
atómica
Espctroscopía
por RMN
Análisis 
Estructural
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