estructura_y_funcion_de_las_proteinas

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO 
PROGRAMA DE POSGRADO EN CIENCIAS BIOLÓGICAS 
 
Denominación de la actividad académica (completa):ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS PROTEÍNAS 
Clave: 
 
Semestre: 
2018-2) 
 
Campo de conocimiento: 
BIOLOGÍA EXPERIMENTAL, 
BIOMEDICINA 
 
Número de Créditos: 
64 
 
Carácter 
OPTATIVA) 
 
Horas Horas por semana Horas por semestre 
Teóricas 
4 
Prácticas 4 
 
64 
 
Modalidad 
CURSO 
 
Duración del curso 
SEMESTRAL 
 
Seriación indicativa u obligatoria antecedente, si es el caso: 
LLEVAR BIOQUÍMICA ANTES 
 
 
Seriación indicativa u obligatoria subsecuente, si es el caso: 
NO APLICA 
 
 
Objetivo general: 
Comprender los diferentes tipos de estructura tridimensional de las proteínas (tanto solubles como hidrofóbicas), los 
métodos más recientes empleados para cristalizarlas (o conocer su estructura tridimensional) así como la manera de 
clasificar los diferentes tipos de dominios tridimensionales y las posibles aplicaciones de estas metodologías. 
 
 
Objetivos específicos: (en si caso) 
1. Analizar la asociación entre la función, composición y organización molecular de las proteínas por medio del 
estudio de diferentes tipos de proteínas. 
2. Conocer los métodos para el aislamiento, cristalización y estudio de proteínas. 
3. Analizar y discutir información en artículos científicos y bases de datos. 
Temario 
 
Horas 
Teóricas Prácticas 
Unidad 1 
rincipios básicos estructurales: 
Dr. Jorge Eduardo Campos 
 
1.1 Las proteínas son cadenas polipeptídicas. Aminoácidos, tipos y la influencia de 
ciertos aminoácidos en la estructura de las proteínas. 
1.2 Motivos estructurales: hélices alfa, hojas beta, estructuras alfa/beta, etc. 
Formación de dominios estructurales. 
1.3 Flexibilidad y plegamiento de las proteínas, ejemplos. 
12 
 
1.4 Estructura de proteínas en internet: conocimiento de los bancos de datos de 
proteínas cristalizadas (Protein Data Bank, CATH, SCOP, MEROPS, Expasy, etc.). 
Uso de programas de computación como el SPDBV (Swiss PDB Viewer) para 
observar la estructura tridimensional de proteínas. 
 
Actividad: Los alumnos aprenderán a usar bases de datos de proteínas así como 
programas de software para visualizarlas (como el Swiss-ODB Viewer). Leerán y 
discutirán artículos: 
 
Unidad 2 
Serin proteasas: un ejemplo de proteínas con actividad catalítica. 
Dr. Luis Arturo Baiza Gutman 
 
2.1 Familias funcionales de las proteinasas, 
2.2 Dominio catalítico y mecanismo de corte de las serin proteasas. 
2.3 Familia de las serin proteasas, evolución y convergencia. 
2.4 Estructura de la quimotripsina, relación estructura-función. 
2.5 Estudio de mutantes en el sitio catalítico. 
2.6 El sistema de activación del plasminógeno: ejemplo de una cascada 
proteolítica involucrada en la fibrinólisis y remodelación tisular y como es regulada 
por la estructura e interacción entre sus componentes. 
 
Actividad: clase frente a grupo, seminarios y revisión de artículos, empleo de la 
base de datos de proteasas, MEROPS y Degradome. 
 
12 
Unidad 3 
Proteínas de membrana. 
Dra. Emma Berta Gutiérrez-Cirlos Madrid 
 
3.1 Problemas para cristalizar a las proteínas de membrana. Algunos métodos de 
cristalización. 
3.2 Perfiles de hidropatía así como estrategias para determinar segmentos 
hidrofóbicos de las proteínas de membrana. 
3.3 Influencia de los lípidos en la función de proteínas de membrana. 
3.4 Ejemplos de proteínas de membrana de una sola cadena polipeptídica. 
Análisis del contenido de aminoácidos, relación con la membrana, etc. 
3.5 Proteínas de membrana multiméricas: el caso de los complejos respiratorios 
mitocondriales y sus contrapartes bacterianos. 
12 
 
 
 
Actividad: clase frente a grupo, revisión y análisis de artículos. 
 
Unidad 4: 
Reconocimiento de moléculas extrañas por el sistema inmune. 
Dra. Miriam Rodríguez Sosa 
 
4.1 La diversidad de los anticuerpos se genera por diferentes mecanismos, análisis 
de la estructura de las cadenas polipeptídicas de los anticuerpos. 
4.2 Estructura de los dominios de las inmunoglobulinas, estructura de hojas beta, 
región hipervariable. 
4.3 Análisis de la estructura de la región de unión al antígeno, regiones 
hipervariables de las cadenas pesadas y ligeras. 
4.4 Loops CDR. 
4.5 Estructura de las moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC), 
forma de reconocimiento del antígeno. 
4.6 Receptores de la célula T, regiones variables y conservadas 
 
Actividad: clase frente a grupo, revisión y análisis de artículos. 
 
12 
Unidad 5: 
Predicción, ingeniería y diseño de proteínas. 
Dra. Emma Berta Gutiérrez-Cirlos Madrid, Dr. Jorge Campos Contreras 
 
5.1 Las proteínas homólogas tienen estructuras y funciones similares. 
5.2 Predicción de la estructura de proteínas por medio de la comparación de 
secuencias de amino ácidos. 
5.3 Método de “hilado” (Threading) para determinar la estructura de una 
proteína. 
5.4 Análisis de la secuencia de aminoácidos para conocer los puntos de 
estabilidad de la proteína (contenido de puentes disulfuro, glicina y prolina, etc). 
5.5 Métodos para realizar ingeniería de proteínas (obtención de proteínas 
mínimas, DNA shuffling, etc). 
 
12 
 
Actividad: trabajo con proteínas de interés de los estudiantes en sitios de internet 
donde se predice la estructura de proteínas. 
Unidad 6: 
Determinación de la secuencia y estructura de proteínas: métodos 
Dr. Jorge Eduardo Campos 
 
6.1 Métodos para determinar la estructura de proteínas Cristalografía de rayos X, 
principios de cristalización, difracción de rayos X, etc. 
6.2 Modelaje de la proteína. 
6.3 Métodos de NMR (resonancia magnética nuclear) para proteínas que no se 
pueden cristalizar. 
6.4 Complementaridad entre los estudios bioquímicos y los estructurales para 
conocer el mecanismo de actividad de una proteína. 
6.5 Secuenciación de proteínas, espectroscopía de masas principio tipos de 
espectrofotómetros, análisis de resultados. 
6.6 Proteómica. 
 
Plática: Dra. Lilián Gonzáles Segura "Determinación de la estructura tridimensional 
de la betaína aldehído deshidrogenasa de Pseudomonas aeruginosa" 
 
4 
Total de horas teóricas 64 
Total de horas prácticas 0 
Suma total de horas 
(debe coincidir con el total de 
horas al semestre) 
64 
 
Bibliografía básica 
Branden, C y Tooze, J. 1999. Introduction to protein structure. 2n edition. Garland Pub. New York, E.U.A.410 p.p. 
 
Nelson, D.L. y Cox, M. M. 2009. Lehninger Principles of Biochemistry. Fifth Edition 
W.H. Freeman. N.Y., E.U.A. 1100 p.p. 
 
Sitios de internet: 
Protein Data Bank: http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do 
 
Expasy Proteomics Server: http://www.expasy.ch/ 
 
Comprehensive Enzyme Information System: http://www.brenda-enzymes.info/ 
 
CATH: Protein Structure Classification: http://www.cathdb.info/ 
 
SCOP: Structural Classification of Proteins: http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/ 
 
MEROPS:The Peptidase Database: http://merops.sanger.ac.uk/ 
 
 
 
Bibliografía complementaria 
Unidad 1: 
Eaton WA, Henry ER, Hofrichter J, Mozzarelli A. Is cooperative oxygen binding by hemoglobin really understood? Nat 
Struct Biol. 1999 Apr;6(4):351-8. 
 
True HL. The battle of the fold: chaperones take on prions. Trends Genet. 2006 Feb;22(2):110-7. 
 
Unidad 2: 
Hedstrom L. (2002): Serine protease mechanism and specificity. Chem Rev 102:4501-4524. 
 
Krem MM, Di Cera E. (2002): Evolution of enzyme cascades from embryonic development to blood coagulation. Trends 
Biochem Sci 27(1):67-74. 
 
López-Otín C, Bond JS. (2008): Proteases: multifunctional enzymes in life and disease. J Biol Chem 283(45):30433-7. 
 
Page MJ, Di Cera E. (2008): Evolution of peptidase diversity. J Biol Chem 283(44):30010-30014. 
 
Pòlgar L. (2005): The catalytic triad of serine peptidases. Cell. Mol. Life Sci. 62 (2005) 2161–2172. 
 
Quesada V, Ordóñez GR, Sánchez LM, Puente XS, López-Otín, L. (2009): The Degradomedatabase: mammalian 
proteases and diseases of proteolysis. Nucleic Acids Res 37:D239-D243 
 
Rawlings ND, Morton FR, Kok CY, Kong J, Barrett AJ. (2008): MEROPS: the peptidase database. Nucleic Acids Res 
36(Database issue):D320-D325. 
 
Rijken, D. C., Lijnen H. R. (2009): New insights into the molecular mechanisms of the fibrinolytic system. J Thromb Haemost 
7:4-13. 
 
Tripathi LP, Sowdhamini R. (2008): Genome-wide survey of prokaryotic serine proteases: Analysis of distribution and 
domain architectures of five serine protease families in prokaryotes. BMC Genomics 9:549-577. 
 
Unidad 3: 
Newstead S, Hobbs J, Jordan D, Carpenter EP, Iwata S. (2008). Insights into outer membrane protein crystallization. Mol 
Membr Biol. 25(8):631-8. 
 
Xia D, Esser L, Elberry M, Zhou F, Yu L, Yu CA. 2008. The road to the crystal structure of the cytochrome bc1 complex 
from the anoxigenic, photosynthetic bacterium Rhodobacter sphaeroides. J Bioenerg Biomembr. 40(5):485-92. 
 
Veesler D, Blangy S, Cambillau C, Sciara G. (2008). There is a baby in the bath water: AcrB contamination is a major 
problem in membrane-protein crystallization. Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. 64(Pt 10):880-5. 
 
Mo Y, Lee BK, Ankner JF, Becker JM, Heller WT. (2008). Detergent-associated solution conformations of helical and beta-
barrel membrane proteins. J Phys Chem B. 112(42):13349-54 
 
Unidad 4: 
Bell JK, Botos I, Hall PR, Askins J, Shiloach J, Segal DM, Davies DR. (2005) The molecular structure of the Toll-like 
receptor 3 ligand-binding domain. Proc Natl Acad Sci U S A. 102(31):10976-80. 
 
Liu L, Botos I, Wang Y, Leonard JN, Shiloach J, Segal DM, Davies DR. (2008). Structural basis of toll-like receptor 3 
signaling with double-stranded RNA. Science. 320(5874):379-81. 
 
Parham P, Ohta T. (1996) Population biology of antigen presentation by MHC class I molecules. Science. 272(5258):67-
74. 
 
Libro: Male et al., Immunology 7th Ed. Capitulo 3. 
 
Libro: Murray et al., Medical Microbiology 5th Ed. p.p. 110-113. 
 
 
Libro: Abul K. Abbass et al., Cellular and Molecular Immunology 6th Ed. capitulo: anticuerpos 
 
Sugerencias didácticas: 
(marcar con una X la sugerencia didáctica que se 
utilizará para abordar los temas. Es importante tomar 
en cuenta que si la actividad tiene horas prácticas en las 
sugerencias deberá haber herramientas prácticas para 
el aprendizaje de los temas) 
 
__X_ Exposición oral 
__X_ Exposición audiovisual 
__X_ Ejercicios dentro de clase 
__X_ Ejercicios fuera del aula 
__X_ Seminarios 
__X_ Lecturas obligatorias 
__X_ Trabajos de investigación 
____ Prácticas de taller o laboratorio 
____ Prácticas de campo 
____ Otros (indicar cuáles) 
 
 
 
Mecanismos de evaluación del aprendizaje de los alumnos: 
(marcar con una X el mecanismo que se utilizará para evaluar 
el aprendizaje. Se recomienda que para la evaluación sean 
tomadas en cuenta las sugerencias didácticas señaladas) 
 
__X_ Exámenes parciales 
____ Examen final escrito 
_X__ Tareas y trabajos fuera del aula 
__X_ Exposición de seminarios por los alumnos 
__X_ Participación en clase 
__X_ Asistencia 
__X_ Seminario 
___ Otros (indicar cuáles) 
 
 
Línea de investigación: 
NO APLICA) 
 
Perfil profesiográfico 
 
Formación en Bioquímica, Estructura de Proteínas, Cristalografía, Proteómica, Análsis de estructuras cristalográficas.