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Es el enlace covalente que se forma entre el grupo α – amino de un aminoácido y el grupo α – carboxílico de otro aminoácido. NH3 + R1 H O O - + NH3 + R2 H COO - NH3 + R1 H O NH R2 H CH3 Dipéptido En ejemplo, se obtuvo una cadena peptídica denominada dipéptido, ya que está formada por dos aminoácidos. Si el péptido se forma a partir de la unión de tres aminoácidos se obtiene un tripéptido, una cadena peptídica con cuatro aminoácidos es conocida como tetrapéptido, y así sucesivamente. Se llama oligopéptido a la cadena peptídica obtenida a partir de la unión de más de 20 y menos de 50 aminoácidos, mientras que polipéptido es el péptido formado por más de 100 aminoácidos. NH3 + R1 H O O - + NH3 + R2 H O O - + NH3 + R3 H O O - + NH3 + R4 H O O - + NH3 + R5 H O O - NH3 + R1 H O NH R2 H O NH R3 H O NH R4 H O NH R5 H O O - Pentapéptido También es común utilizar la palabra “residuo” para referirse al aminoácido obtenido después de la hidrólisis del mismo, es decir, a cada uno de los aminoácidos unidos en una cadena peptídica. Nomenclatura: Para nombrar a una cadena peptídica, se señala a todos y cada uno de los residuos, reemplazando las terminaciones ina, ano o ato por il, y se termina con la para péptido. 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑜𝟏𝑖𝑙 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑜𝟐𝑖𝑙 … 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑜𝒏𝑖𝑙 𝒑é𝒑𝒕𝒊𝒅𝒐 NH3 + H O O - CH3 CH3 + NH3 + H O O - NH3 + + NH3 + H O O - SH + NH3 + H O O - OH + NH3 + H O O - N H NH3 + H O NH CH3 CH3 H O NH NH3 + H O NH SH H O NH OH H O O - N H 𝑉𝑎𝑙𝑖𝑙 𝐿𝑖𝑠𝑖𝑙 𝐶𝑖𝑠𝑡𝑒𝑖𝑙 𝑇𝑖𝑟𝑜𝑠𝑖𝑙 𝑇𝑟𝑖𝑝𝑡𝑜𝑓𝑖𝑙 𝑃é𝑝𝑡𝑖𝑑𝑜 Esta nomenclatura es muy utilizada cuando el numero de residuos es menos a cinco. Sin embargo, son más comunes los péptidos formados a partir de más de cinco aminoácidos, y para éstos se utiliza la nomenclatura de tres o de una letra, nombrando a cada uno de los aminoácidos que forman parte del péptido, separados por un guión de manera que se pueda identificarlos: 𝑁𝐻3 +1 − 𝑽𝒂𝒍 − 𝑳𝒚𝒔 − 𝑪𝒚𝒔 − 𝑻𝒚𝒓 − 𝑻𝒓𝒑 − 𝐶𝑂𝑂−1 𝑁𝐻3 +1 − 𝑽 − 𝑲 − 𝑪 − 𝒀 − 𝑾 − 𝐶𝑂𝑂−1 Por convención, se comienza a nombrar a los aminoácidos desde el grupo amino al grupo carboxi. A pesar de que se sobreentiende que el primer residuo de la cadena tienen su grupo α – amino, y que el último aminoácido de la cadena conserva su grupo α – carboxi, se acostumbra a señalarlos dentro de la nomenclatura para saber por dónde se comienza a nombrarlos. Como existen polipéptidos con más de cien aminoácidos, se acostumbra a numerar a los residuos. Dicha numeración comienza por el residuo unido al grupo amino, y termina con el residuo correspondiente al grupo carboxílico. 𝑁𝐻3 +1 − 𝑽𝟏 − 𝑲𝟐 − 𝑪𝟑 − 𝒀𝟒 − 𝑾𝟓 − 𝐶𝑂𝑂 −1 Por más obvio que sea, anotar a los grupos amino y carboxílico dentro del nombre de la cadena. Como se vio anteriormente, la carga neta es una definición muy importante. En un péptido, la carga neta viene dada por el aporte de cada uno de los residuos, recordando que ahora ya no se tienen grupos α – amino y grupos α - carboxílicos en cada uno de los residuos, sino únicamente en los residuos inicial y final. Por tanto, la carga de los residuos intermedios se verá influida únicamente por la carga del grupo R, si éste se puede disociar. • Sea el aminoácido: 𝐻3 +𝑁 − 𝐶𝑦𝑠 − 𝑉𝑎𝑙 − 𝐴𝑟𝑔 − 𝐿𝑦𝑠 − 𝐶𝑂𝑂−, calcular la carga neta de la solución a un pH de 2, 5, 7, 10 y 12. NH3 + H O NH SH H O NH H O NH H O O - CH3 CH3 NH NH2 NH2 + NH3 + Los pkas del grupo α – amino de la valina, del grupo α – carboxílico de la lisina y de los grupos laterales de cada aminoácido son: Aminoácido Grupo pka Cisteína α - amino 10,7 Lateral 8,4 Valina Lateral – Arginina Lateral 12,5 Lisina Lateral 10,5 α - carboxílico 2,2 Entonces, la carga neta de loa solución de este péptido a los diferentes pHs será: NH3 + H O NH SH H O NH H O NH H O O - CH3 CH3 NH NH2 NH2 + NH3 + pH 10,7 8,4 – 12,5 10,5 2,2 Carga Neta 𝐻3 +𝑁 𝐶𝑦𝑠 𝑉𝑎𝑙 𝐴𝑟𝑔 𝐿𝑦𝑠 𝐶𝑂𝑂− 2 +1 0 0 +1 +1 0,5( –1) + 0,5(0) –0,5 2,5 5 +1 0 0 +1 +1 –1 2 7 +1 0 0 +1 +1 –1 2 10 +1 –1 0 +1 0,5(+1) + 0,5(0) +0,5 –1 +0,5 12 0 –1 0 0,5(+1) + 0,5(0) +0,5 0 –1 –1,5 ↓ La valina no se disocia. Por tanto, la carga de la cadena lateral será la misma a cualquier pH Se observa que en este péptido predominan las cargas negativas. Se recordará que el punto isoeléctrico es el pH en el que la solución presenta una carga neta igual a cero. En el caso de un aminoácido libre era fácil calcular el punto isoeléctrico, solo bastaba ver en intervalo en el que la carga neta es cero. En el caso de un péptido, el punto isoeléctrico también se calcula mediante el promedio de dos pkas, sólo que se debe buscar los pkas que permitirán que la carga neta sea cero. 𝑝𝐼 = 𝑝𝑘𝑎1 + 𝑝𝑘𝑎2 2 Estos pkas se obtienen a partir del análisis de la carga neta de la solución a diferentes pH. Una vez que se ha hecho dicho análisis, se busca el intervalo de pH en el que la carga neta pasa de positiva a negativa. Entonces se busca los dos pkas más cercanos a dicho intervalo de phs, y se los promedia obteniendo así el punto Isoeléctrico. En ejemplo se observa que la carga neta cambia de +0,5 a −1,5 en un rango de pHs de 10 a 12. Los pkas más cercanos a este intervalo son el pka de la cadena lateral de la lisina (10,5) y el pka de la cadena lateral de la arginina (12,5), considerando que con “cercano” se piensa en ±0,5. Por lo tanto, el punto isoeléctrico de una solución de ese péptido será: 𝑝𝐼 = 10,5 + 12 2 𝑝𝐼 = 11,3 Si dentro del intervalo de pHs en el que la carga neta de la solución pasa de positiva a negativa está el valor de más de dos pka, entonces es necesario analizar la carga neta de dicha solución en pH intermedios, hasta que en el rango entren únicamente dos valores de pka. pH 10,7 8,4 – 12,5 10,5 2,2 Carga Neta 𝐻3 +𝑁 𝐶𝑦𝑠 𝑉𝑎𝑙 𝐴𝑟𝑔 𝐿𝑦𝑠 𝐶𝑂𝑂− 11,3 0 −1 0 +1 +1 −1 0 Se procederá con otro ejemplo para entender completamente la determinación de la carga neta de una solución de un polipéptido: 𝐻3 +𝑁 − 𝐴𝑟𝑔 − 𝑇𝑟𝑝 − 𝐻𝑖𝑠 − 𝐻𝑖𝑠 − 𝐶𝑦𝑠 − 𝐺𝑙𝑦 − 𝐶𝑦𝑠 − 𝐺𝑙𝑢 − 𝐶𝑂𝑂− NH H NH3 + NH O H NH O H NH O H NH O H NH O H H NH O H NH O H O - O NH NH2 NH2 + N: N H N: N H SH SH COO - Aminoácido Grupo pka Arginina (Arg, R) α - amino 9,0 Lateral 12,5 Triptofan (Trp, W) Lateral - Histidina (His, H) Lateral 6,0 Histidina (His, H) Lateral 6,0 Cisteína (Cys, C) Lateral 8,4 Glicina (Gly, G) Lateral - Cisteína (Cys, C) Lateral 8,4 Glutamato (Glu, E) Lateral 4,1 Recordar que los dibujos están hechos a pH fisiológico, así que para pkas menores a 7, tener cuidado α - carboxílico 2,1 𝐻3 +𝑁 − 𝐴𝑟𝑔 − 𝑇𝑟𝑝 − 𝐻𝑖𝑠 − 𝐻𝑖𝑠 − 𝐶𝑦𝑠 − 𝐺𝑙𝑦 − 𝐶𝑦𝑠 − 𝐺𝑙𝑢 − 𝐶𝑂𝑂− pH 9,0 12,5 - 6,0 6,0 8,4 - 8,4 4,1 2,1 Carga Neta 𝐻3 +𝑁 𝐴𝑟𝑔 𝑇𝑟𝑝 𝐻𝑖𝑠 𝐻𝑖𝑠 𝐶𝑦𝑠 𝐺𝑙𝑦 𝐶𝑦𝑠 𝐺𝑙𝑢 𝐶𝑂𝑂− 2 +1 +1 0 +1 +1 0 0 0 0 - 0,5 +3,5 5 +1 +1 0 +1 +1 0 0 0 - 1 - 1 +2 7 +1 +1 0 0 0 0 0 0 - 1 - 1 0 10 0 +1 0 0 0 - 1 0 - 1 - 1 - 1 - 3 12 0 +0,5 0 0 0 - 1 0 - 1 - 1 - 1 - 3,5 Aunque de la tabla se obtuvo que a un pH de 7 la carga neta de la solución es 0, no es posible decir que es éste el punto isoeléctrico pues se están haciendo muchas aproximaciones. El punto isoeléctrico necesariamente se debe calcular con el promedio de los pkas más cercanos al intervalo en el que la carga neta de la solución cambia de positiva a negativa o, en este caso, los dos pkas más cercanos al pH de la solución que corresponde a una carga neta de aproximadamente 0. 𝑝𝐼 = 𝑝𝑘𝑎1 + 𝑝𝑘𝑎2 2 𝑝𝐼 = 6 + 8,4 2 → 𝑝𝐼 = 7,2 Las proteínas son polipéptidos que cumplen las siguientes condiciones: • Tienen una estructura tridimensional definida • Tienen actividad biológica, es decir, funciones definidas Estas funciones definenla estructura tridimensional de la proteína, que a su vez determina la función del polipéptido. Es como un círculo vicioso. Las proteínas presentan dos tipos de estructura: fibrilar y globular. Las proteínas son polipéptidos que tienen estructura tridimensional definida y actividad biológica.
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