Teorico 1 Biologica

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TEÓRICO N° 1 
AMINOÁCIDOS, PROTEÍNAS Y PÉPTIDOS 
 
 Las proteínas son moléculas complejas que ejercen distintas y variadas funciones. Los 
aminoácidos son sus principales constituyentes. 
 Funciones: 
● Estructurales: colágeno, queratina, elastina 
● Transportadoras: hemoglobina, citocromos 
● Almacenamiento: ovoalbúmina, caseína 
● Motoras: actina, miosina 
● Enzimas 
● Hormonas 
● Protectoras: anticuerpos, proteínas de la cascada de coagulación 
● Señalización intracelular: receptores 
 
 Aminoácidos 
Los aminoácidos se clasifican en no polares (con grupos R alifáticos), polares (con grupos R 
sin carga), aromáticos, básicos (cargados positivamente) y ácidos (cargados negativamente). 
 
● Aminoácidos no polares con grupo R alifático: Gly, Ala, Pro, Val, Leu, Ile, Met 
● Aminoácidos aromáticos: Phe, Tyr, Trp 
● Aminoácidos ácidos: Asp, Glu 
● Aminoácidos básicos: Lys, Arg, His 
● Aminoácidos polares: Ser, Thr, Cys, Asn, Gln 
 
Los aminoácidos aromáticos 
absorben luz UV (máximo de absorbancia 
UV de las proteínas en 275-280 nm). La 
absortividad molar del Trp es 5 veces 
mayor que Tyr y 50 veces mayor que Phe. 
Dos residuos de cisteína pueden 
unirse formando un puente disulfuro 
(modificación postraduccional). 
 
 Clasificación de Matthews-Van 
Holde: alifáticos, con O y S, cíclicos, 
aromáticos, básicos y ácidos con sus 
amidas. 
 
Hay 8 aminoácidos esenciales: Leu, 
Ile, Phe, Met, Lys, Thr, Trp, Val. 
 
 
Algunos residuos se pueden modificar transitoriamente para alterar la función de la 
proteína. La modificación más frecuente es la fosforilación de Tyr, Ser, Thr. 
 
Los aminoácidos son anfolitos. El PI se determina según PI = (pK1 + pK2)/2. En el caso de los 
aminoácidos ácidos, según PI = (pK1+pKR)/2 y en el caso de los aminoácidos básicos, según 
PI=(pKR+pK2)/2 
 
Péptidos 
La formación del enlace peptídico es una reacción de condensación. Los aminoácidos que 
forman parte de un péptido se llaman residuos, para indicar la pérdida de una molécula de agua. 
Las reacciones de cuantificación de proteínas son, en su mayoría, reacciones del enlace 
peptídico, el cual absorbe en el UV lejano (< 220 nm). 
Según la cantidad de residuos se los denomina: 
● Péptidos: con un número pequeño de aminoácidos. 
● Oligopéptido: con menos de 10 residuos 
● Polipéptido: con más de 10 residuos 
● Proteína: con más de 50 residuos. 
 
 En muchas proteínas, el N-term está bloqueado con grupos formilo o acetilo. 
 Para calcular el PI de un péptido, se saca el promedio entre los pKa más cercanos al punto 
donde su carga neta es 0 (no sé explicarlo). 
 
 Proteínas 
 La estructura primaria es la estructura covalente de las proteínas. Su secuencia es el orden 
definido en el que se presentan sus aminoácidos y cada proteína tiene una secuencia única. La 
gran variedad en las cadenas laterales de los aminoácidos permiten la diversidad estructural y 
funcional de las proteínas. Los entrecruzamientos en la cadena lineal debido a los puentes 
disulfuro son parte de la estructura primaria. Dichos puentes ocurren por la oxidación de pares de 
cisteínas, y adoptan una conformación plana que impone restricciones a la estructura proteica. 
Aportan gran estabilidad a la estructura y pueden ser inter o intracatenarios. 
 La secuencia le confiere identidad a la proteína, y la estructura 3D, que depende de su 
secuencia, le confiere la función específica. 
 Para conocer la estructura primaria se puede recurrir a la secuenciación de ADN o de 
proteínas (degradación secuencial de Edman (con fenilisotiocianato), microsecuenciación de 
proteínas por espectroscopía de masa). 
 Las proteínas tienen una composición característica de aminoácidos. Para conocer la 
misma, es necesario romper sus enlaces peptídicos, para lo que se utiliza HCl 6 N, 110° C, 24 hs. Se 
realiza la hidrólisis seguido de la separación y cuantificación. 
 
 Se denomina sustituciones conservadoras a aquellas modificaciones de la cadena que 
conservan la naturaleza de la cadena lateral (ej. Asp por Glu o Ile por Leu) y no conservadoras a 
aquellas que no presentan similitud. 
 
 La introducción de un hueco (gap) en la secuencia de una proteína puede permitir un mejor 
alineamiento de los residuos de aminoácidos. 
 La identidad de secuencia es una característica cuantitativa y se expresa en porcentaje. 
 
 Las mutaciones que afectan la secuencia codificante se clasifican en: 
● Silenciosas: Codifican para el mismo aminoácido 
● Con cambio de sentido 
● Sinónima: Cambia el aminoácido pero no se altera la función de la proteína (ej. Arg x Lys) 
● No sinónima: Se puede alterar la función de la proteína (ej. Phe x Ser). 
● Sin sentido: Altera gravemente la función de la proteína (ej. por UAG) 
● Cambio de marco de lectura: Alteran gravemente la función de la proteína. 
 
 Se denomina secuencia consenso a las bases más frecuentes encontradas en una posición 
determinada luego de comparar varias secuencias. 
 Comparar en cuanto diferen dos proteínas relacionadas permite establecer hace cuánto 
tiempo se separaron las especies. Las proteínas homólogas presentan similitudes en secuencia de 
aa y estructura 3D y comparten características estructurales y funcionales. La homología es una 
característica cualitativa, por lo que no se expresa en porcentaje. 
 Las secuencias homólogas pueden ser ortólogas si se separaron por un evento de 
separación de especies, o parálogas si se separaron por un evento de duplicación génica 
(generalmente pertenecen a la misma especie). Los parálogos habitualmente tienen función 
similar. 
 
 Secuenciación de proteínas 
 
Estrategia para secuenciar una proteína: 
● Tener a la proteína de interés pura 
● Determinar cuántas cadenas polipeptídicas componen la proteína: si hay más de una, 
separarlas 
● Desnaturalizarla 
● Romper los puentes disulfuro y bloquear los grupos SH 
● Determinar la composición en aminoácidos de cada cadena polipeptídica 
● Determinar los residuos N- y C-term de cada cadena 
● Determinar la secuencia de aa por reacción de Edman, proteólisis específicas, 
ordenamiento de los fragmentos y superposición 
● Localizar los puentes disulfuro. 
 
 Purificación de proteínas 
 Se realizan teniendo en cuenta diferencias de: 
● Solubilidad (precipitación por salado) 
● Tamaño (diálisis, ultracentrifugación, cromatografía de exclusión molecular, SDS-PAGE) 
● Carga eléctrica (intercambio iónico, electroforesis) 
● Polaridad (cromatografía de fase reversa, de adsorción) 
 
● Afinidad de unión (cromatografía de afinidad) 
 
 La desnaturalización de las proteínas implica la pérdida de la estructura secundaria y 
terciaria, pero no la primaria, ya que se rompen uniones débiles (puentes de hidrógeno, 
interacción electrostática, interacción hidrofóbica, fuerzas de van der Waals). 
 La proteína pierde su estructura y por lo tanto su actividad. 
Entre los distintos agentes desnaturalizantes se encuentran ácidos y bases, solventes 
orgánicos, calor, detergentes, urea y cloruro de guanidinio. 
 
Síntesis química de péptidos 
La reacción de formación de una amida (enlace peptídico) es sencilla pero mezclando dos 
aminoácidos puedo obtener 4 dímeros. 
Por lo tanto, se deben añadir los aminoácidos de a uno, se deben activar de algún modo 
para favorecer la reacción y, para evitar reacciones secundarias deben bloquearse todos los 
grupos reactivos distintos del amino y carboxilo que formarán el enlace peptídico.