RESUMO P1 BIOQUIMICA

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Alumna: Fernanda Aurora de Rezende Bortolassi RA:60732 
Profesora: Viviana 
CUESTIONARIO DE PROTEÍNAS 22/03/2021 
1. Conceptos de estructuras: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria 
ESTRUCTURA PRIMARIA: 
Esta estructura es la secuencia de aminoácidos de la proteína. Nos indica los aminoácidos 
que componen la cadena polipeptídica y el orden en que se encuentran. La secuencia de la 
proteína se escribe enumerando los aminoácidos desde el extremo –N (grupo amino 
terminal) hasta el extremo -C (grupo carboxilo terminal). 
Esta estructura constituye una secuencia de planos articulados que constituyen los enlaces 
peptídicos, que no pueden girar, y los átomos de carbono, nitrógeno y oxígeno que 
participan en ellos se sitúan en el mismo plano. 
Como consecuencia del establecimiento de enlaces peptídicos entre los distintos AA que 
forman la proteína se origina una cadena principal o "esqueleto" a partir del cual emergen 
las cadenas laterales de los aminoácidos. 
 
ESTRUCTURA SECUNDARIA: 
Se trata de la disposición de la cadena polipeptídica en el espacio. Existe una conformación 
más estable que ninguna otra que es la que se mantiene. Los tipos básicos de la estructura 
secundaria son: 
• α-hélice: plegamiento en espiral de la cadena polipeptídica sobre sí misma. Se 
mantiene estable por medio de puentes de hidrógeno que entre los grupos -NH- y –C=O. Si 
estos enlaces se rompen, la estructura secundaria se pierde. 
Existen tres modelos de alfa hélice: 
- El primero muestra solo al carbono alfa de cada aminoácido. 
- El segundo muestra todos los átomos que forman la columna vertebral del 
polipéptido . 
- El tercero y mas completo modelo, muestra todos los puentes hidrógeno que 
mantienen la alfa-hélice. Las hélices generalmente están formadas por aminoácidos 
hidrófobos, en razón que son, generalmente, la máxima atracción posible entre 
dichos aminoácidos. Las hélices se observan, en variada extensión, prácticamente 
en todas las proteínas. 
 
• Lámina plegada: el plegamiento no origina una estructura helicoidal sino una lámina 
plegada en zig-zag. La estabilidad de esta estructura también se consigue mediante puentes 
de hidrógeno, pero en este caso son transversales. 
 
 
• Hélice de colágeno: se trata de una hélice mas extendida debido a la abundancia de 
determinados aminoácidos que no pueden formar puentes de hidrógeno. La estabilidad de 
esta estructura se debe a la asociación de tres hélices unidas mediante enlaces covalentes 
y enlaces débiles. 
 
ESTRUCTURA TERCIARIA: 
- Nos informa sobre la disposición de la estructura secundaria de un polipéptido al plegarse 
sobre sí mismo originando una conformación globular. Dicha conformación globular en 
las proteínas facilita su solubilidad en agua y esto les permite realizar funciones de 
transporte, enzimáticas, hormonales, etc, (proteínas globulares). 
- Las proteínas que no llegan a formar estas estructuras terciarias mantienen su estructura 
secundaria alargada (proteínas filamentosas o fibrilares). Son insolubles en agua y en 
disoluciones salinas, por lo que presentan funciones esqueléticas (Ej: tejido conjuntivo, 
colágeno de los huesos...) 
- De la estructura terciaria depende por lo tanto la función de la proteína, por lo que 
cualquier cambio que se produzca en la disposición de esta estructura puede provocar la 
pérdida de su actividad biológica, proceso que conocemos con el nombre de 
desnaturalización. 
La estructura terciaria, constituye un conjunto de plegamientos que se originan por la unión 
entre determinadas zonas de la cadena polipeptídica. Estas uniones se realizan por medio 
de enlaces entre las cadenas laterales de los aminoácidos, y pueden ser de los siguientes 
tipos: 
• Puentes disulfuro: son enlaces fuertes covalentes entre los grupos –SH de los 
aminoácidos cisteína. 
• Fuerzas electrostáticas: se trata de enlaces tipo iónico entre los grupos de cargas 
eléctricas opuestas. Se producen entre grupos radicales de aminoácidos ácidos y 
aminoácidos básicos. 
• Puentes de hidrógeno 
• Fuerzas de Van der Waals: son uniones débiles que se producen entes los 
aminoácidos apolares. 
 
- La diferencia de la estructura secundaria, la estrtuctura terciaria de la mayor parte de las 
proteínas es específica de cada molécula, además, determina su función. 
- EL plegamiento terciario no es inmediato, primero se agrupan conjuntos de estructuras 
denominadas dominios que luego se articulan para formar la estructura terciaria 
definitiva. Este plegamiento está facilitado por uniones denominadas puentes disulfuro, 
-S-S- que se establecen entre los átomos de azufre del aminoácido cisteína. 
Existen, sin embargo dos tipos de estructuras terciarias básicas: 
• PROTEÍNAS FIBROSAS, insolubles en agua, como la alfa queratina o el colágeno y 
• PROTEÍNAS GLOBULARES, solubles en agua. 
 
ESTRUCTURA CUATERNARIA: 
Informa de la unión de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria para formar 
un complejo proteico. Cada una de estas cadenas polipeptídicas recibe el nombre de 
protómero o subunidad proteica. Según el número de subunidades que se asocian, las 
proteínas que tienen estructura cuaternaria se denominan: 
- Dímeros: ej. enzima hexoquinasa 
- Tetrámeros: ej. hemoglobina 
- Pentámeros: ej. enzima ARN-polimerasa 
- Polímeros: ej. actina, miosina y cápsida del virus de la polio (este posee 60 
subunidades proteicas). 
 
- El tipo de unión que predomina en este tipo de estructura son los enlaces débiles. 
- Solo está presente si hay mas de una cadena polipeptídica. Con varias cadenas 
polipeptídicas, la estructura cuaternaria representa su interconexión y organización. 
 
 
2. Estructura secundaria: Formas regulares de plegar la cadena polipeptídica 
(descripciones teóricas de las estructuras polipeptídicas regulares ) 
Los principios necesarios para las posibles conformaciones regulares de la cadena 
polipeptidica son las seguientes: 
- Los atomos no pueden acercarse el un al otro a una distancia menor de la que permite los 
radios de Van der Waals. 
- El grupo amida debe permanecer en un plano y en la configuracion trans. 
- Es preciso algun tipo de enlace no covalente para estabilizar el plegado regular. 
- Las longitudes y angulos de enlaces debe ser lo menos posibles desviadas. 
La estructura secundaria es el plegamiento que la cadena polipeptídica adopta gracias a la 
formación de puentes de hidrógeno entre los átomos que forman el enlace peptídico. Los 
puentes de hidrógeno se establecen entre los grupos -CO- y -NH- del enlace peptídico (el 
primero como aceptor de H, y el segundo como donador de H). De esta forma, la cadena 
polipeptídica es capaz de adoptar conformaciones de menor energía libre, y por tanto, más 
estables. 
Se pueden distinguir varios tipos de conformaciones que determinan la estructura 
secundaria de una proteína: 
a. CONFORMACIÓN AL AZAR 
b. HÉLICE a 
c. HOJA b 
d. GIROS b 
e. CONFORMACIÓN DEL COLÁGENO 
f. ESTRUCTURAS SUPERSECUNDARIAS 
 
3. Proteínas fibrosas: Materiales estructurales de las células y los tejidos. 
Las proteínas fibrosas se diferencian de las proteínas globulares por su forma filamento-- 
sa, o alargada. La mayoría de ellas desempeña funciones estructurales en las células y los 
tejidos animales: mantienen las cosas juntas. Las proteínas fibrosas comprenden las prin- 
cipales proteínas de la piel, del tejido conjuntivo y de las fibras animales como el pelo y la 
seda. La secuencia de aminoácidos de cada una de estas proteínas favorece un tipo 
concre-to de estructura secundaria, que a su vez, confiere un conjunto concreto de 
propiedades mecánicas adecuadas a la sustancia. 
Las proteínas fibrosas son moléculas alargadas con estructuras secundarias bien definidas. 
Suelen desempeñar funciones estructurales en las células. (Mathews) 
 
4.Queratina: 
Dos clases importantes de proteínas que tienen secuencias de aminoácidos y funciones 
biológicas similares son las α- y β-queratinas. 
Las α -queratinas son las proteínas más importantes del pelo y las uñas y forman una parte 
importante de la piel animal. Las a-queratinas son miembros de un gran grupo de proteínas 
filamentosas intermedias, que desempeñan funciones estructurales importantes en los 
núcleos, los citoplasmas y las superficies de muchas células. Todas las proteínas 
filamentosas intermedias tienen predominantemente una estructura de hélice α; en 
realidad, fue el patrón característico de difracción de rayos X de la a-queratina el que 
Pauling y sus colaboradores buscaron para explicar su modelo de hélice α. 
• La α-queratina se construye sobre una estructura de hélice a de ovillo enrollado. 
Las β-queratinas, como indica su nombre, contienen mucha más estructura de lámi-na β. 
De hecho, constituyeron la segunda clase estructural más importante descrita por Pauling 
y sus colaboradores. Las β-queratinas se encuentran principalmente en las aves y en los 
reptiles, en estructuras como las plumas y las escamas. (Mathews) 
5. Colágeno 
Dado que realiza una variedad de funciones tan amplia, el colágeno es la proteína más 
abundante en la mayoría de los vertebrados. En los animales grandes, puede llegar a un 
tercio de la masa total de proteínas. Las fibras de colágeno forman la matriz de los huesos, 
sobre la que precipitan los constituyentes minerales; estas fibras constituyen la mayor parte 
de los tendones, y una red de fibras de colágeno es un constituyente impor-tante de la piel. 
Básicamente, el colágeno mantiene unidos a la mayoría de los animales. 
Estructura del colágeno : 
La unidad básica de la fibra de colágeno es la molécula de tropocolágeno, una triple hélice 
de tres cadenas polipeptídicas, cada una de ellas con aproximadamente 1000 residuos. 
Cualquier cadena lateral distinta de -H sería demasiado voluminosa. 
La formación de las hélices individuales del tipo colá-geno también está favorecida por la 
presencia de prolina o hidroxiprolina en la molécula de tropocolágeno. Un conjunto que 
se repite en la secuencia es la forma Gly— X— Y, donde X suele ser prolina e Y, prolina o 
hidroxiprolina (véase la Tabla 6.3). Sin embargo, en ocasiones se toleran otros residuos en 
estas posiciones. Como la fibroma de la seda, el colageno es un buen ejemplo de cómo un 
tipo concreto de secuencia repetitiva determina una estructura espec ífica. Para realizar 
adecuadamente sus muchas funciones, el colágeno se presenta en un gran número de 
variantes genéticas en los organismos superiores. 
El colágeno también es excepcional en su extensa modificación de prolina a hidroxi- prolina. 
La mayoría de los enlaces de hidrógeno entre las cadenas en la triple hélice se establecen 
entre protones amidas y oxígenos carbonilo, aunque los grupos — OH de la hidroxiprolina 
también parecen participar en la estabilización de la estructura. 
Tam-bién se produce la hidroxilación de los residuos de lisina en el colágeno, pero es mucho 
menos frecuente. Desempeña una función distinta, ya que sirve para formar lugares de 
unión para los polisacáridos. 
Las enzimas que catalizan la hidroxilación de los residuos de prolina y lisina necesitan 
vitamina C, ácido ascórbico. Un síntoma de carencia grave de vitamina C, que se denomina 
escorbuto, consiste en el debilitamiento de las fi-bras de colágeno producido por el fallo de 
la hidroxilación de estas cadenas laterales, que ocasiona una reducción de los enlaces de 
hidrógeno entre las cadenas. Las consecuencias son las que podr ían esperarse: aparecen 
lesiones en la piel y las encías, y se debilitan los vasos sanguíneos. El trastorno mejora 
rápidamente al administrar vitamina C. 
Las moléculas individuales de tropocolágeno se empaquetan juntas formando una fibra de 
colágeno de una manera específica. Cada molécula tiene una longitud de aproximadamente 
300 nm y se solapa con su vecina en, aproximadamen-te, 64 nm, produciendo el aspecto 
característico de bandas de las fibras. Esta estructura proporciona una resistencia notable: 
las fibras de colágeno de los tendones tienen una resistencia comparable a la del cable de 
cobre de alta resistencia. 
Parte de la dureza del colágeno se debe al entrecruzamiento de las moléculas de tro- 
pocolágeno mediante una reacción que utiliza las cadenas laterales de la lisina. Algunas de 
las cadenas laterales de la lisina se oxidan para dar lugar a derivados aldehídicos, que, a 
continuación, pueden reaccionar con un residuo de lisina o bien, unos con otros median-te 
una reacción que utiliza las cadenas laterales de la lisina. Algunas de las cadenas laterales 
de la lisina se oxidan para dar lugar a derivados aldehídicos, que, a continuación, pueden 
reaccionar con un residuo de lisina o bien, unos con otros median- te una condensación 
aldólica y deshidratación, para dar lugar a un entrecruzamiento. 
Este proceso sigue a lo largo de la vida, y los entrecruzamientos que se acumulan ha-cen 
que el colágeno sea cada vez menos elástico y más quebradizo. Como consecuencia, los 
huesos y los tendones de las personas mayores pueden romperse con mayor facilidad y la 
piel pierde gran parte de su elasticidad. Muchos signos que asociamos con el enveje- 
cimiento son consecuencias de este sencillo proceso de entrecruzamiento. 
Síntesis de colágeno: 
Como ya habrá deducido en estos momentos, el colágeno es una proteína que experimen- 
ta una modificación importante. De hecho, puede considerarse un ejemplo casi completo 
de las rutas de modificación posteriores a la traducción. 
La triple hélice de tropocolágeno, que acaba entrecruzada en una fibra de colágeno 
extracelular, es muy diferente de la que se sintetiza inicialmente en un ribosoma. 
Presentan los pasos de esta transformación, que empieza con: 
- la tra-ducción (paso 1). 
- El polipéptido recién traducido se hidroxila (paso 2) y, 
- a continuación, se unen los azúcares a algunas de las cadenas laterales de lisina 
hidroxilada (paso 3) 
- para dar procolágeno (paso 4). El procolágeno contiene alrededor de 1500 residuos, 
de los cuales aproximadamente 500 están en las regiones N-terminal y C-terminal, 
que no tienen la secuencia característica de la fibra de colágeno descrita 
previamente. Tres moléculas de procolágeno enrollan sus regiones centrales 
formando una triple hélice, mientras que las regiones N-terminal y C-terminal se 
pliegan formando estructuras proteicas globula-res. 
- Las triples hélices de procolágeno se exportan, a continuación, al espacio 
extracelular (paso 5); 
- en este punto las regiones N-terminal y C-terminal se separan mediante protea-sas 
específicas, dejando solo la hélice triple de tropocolágeno, con aproximadamente 
1000 residuos (paso 6). 
A continuación, estas moléculas se ensamblan dando lugar a las forma-ciones escalonadas. 
Finalmente, los entrecruzamientos pegan juntas las moléculas formando una fibra dura de 
colágeno. (Mathews) 
 
6. Resumen: 
Esta breve visión general de unas cuantas proteínas estructurales pone de manifiesto va- 
rios puntos. En primer lugar, las proteínas pueden evolucionar para realizar una diversi- dad 
de funciones casi infinita. En segundo lugar, las proteínas fibrosas estructurales ha- cen esto 
aprovechando la propensión de las secuencias repetitivas concretas de residuos de 
aminoácidos para favorecer un tipo u otro de estructura secundaria. Finalmente, la 
modificación posterior a la traducción de las proteínas, incluyendo los entrecruzamien- tos, 
es un elemento accesorio importante para ajustar una proteína a su función. En el Capítulo 
28 hablaremos más sobre los lugares celulares de estas modificaciones,cuando se 
considere detalladamente el proceso completo de la síntesis de proteínas. 
Estos pocos ejemplos no agotan la lista de proteínas estructurales. Existen otras im- 
portantes, como la actina y la miosina del músculo y la tubulina de los microtúbulos. Pero 
estas proteínas se forman de un modo muy distinto y se describen en el Capítulo 8. 
(Mathews) 
 
7. Proteínas globulares: estructura terciaria y diversidad funcional (plegados distintos 
para funciones diferentes) 
Las proteínas estructurales, aun siendo tan abundantes y esenciales en cualquier or--
ganismo, solo constituyen una pequeña parte de las clases de proteínas que poseen. La 
mayor parte del trabajo químico de la célula (de síntesis, de transporte y metabólico) se 
lleva a cabo con la ayuda de una clase enorme de proteínas globulares. Estas proteínas 
reciben este nombre debido a que sus cadenas polipeptídicas se pliegan en estructuras 
compactas muy distintas de las formas filamentosas y extendidas de las proteínas fi- brosas. 
La mioglobina es una proteína globular característica. Con solo una ojeada a su estructura 
tridimensional, comparándola con la de, por ejemplo, el colágeno, se ve inmediatamente 
esta diferencia cualitativa. 
Dentro de la molécula proteica, la cadena polipeptídica está plegada localmente, for- 
mando alguna de las estructuras secundarias (hélice α, lámina β, y otras), que ya hemos 
explicado. Pero para que la estructura sea globular y compacta, estas regiones también 
deben plegarse unas sobre otras. Este plegado se denomina estructura terciaria de la 
proteína; es este plegado el que da a la molécula su forma tridimensional total. 
La distinción entre las estructuras secundaria y terciaria puede apreciarse claramente, por 
ejemplo, en la estructura de la mioglobina. Aproximadamente, el 70 % de la mioglo-bina es 
una hélice α y las ocho hélices de la mioglobina se juntan unas con otras para formar una 
molécula compacta. 
Un hueco dentro de esta estructura contiene un grupo prostético, el hemo. Muchas 
proteínas globulares llevan grupos prostéticos, moléculas pequeñas que pueden estar 
enlazadas de modo covalente o no covalente a la proteína y capacitarla para que cumpla 
funciones especiales. En este caso, el grupo hemo unido de modo no covalente contiene el 
lugar de unión del oxígeno de la mioglobina. 
A primera vista, puede parecer que existe un número casi infinito de maneras en las que 
pueden doblarse las proteínas globulares. Si examinamos todos los detalles posibles de 
plegado, esto es cierto. Sin embargo, cuando se analiza un gran número de las estruc-turas 
conocidas, se encuentran determinados motivos y principios comunes. 
El primer principio es que la mayoría de las proteínas están formadas por más de un 
dominio. Un dominio es una región compacta, plegada localmente, de la estructura 
terciaria. Los dominios están conectados entre sí mediante la cadena polipeptidica que 
transcurre a lo largo de toda la molécula. Los dominios múltiples son especialmente 
comunes en las proteínas globulares más grandes, mientras que las en proteínas muy 
pequeñas, como el BPTI, tienden a ser dominios plegados únicos. 
los distintos dominios suelen realizar funciones diferentes y en ocasiones, un tipo deter- 
minado de dominio puede reconocerse en varias proteínas diferentes. 
Las mayoría de las estructuras de las proteínas globulares puede clasificarse en general 
como: «principalmente α», «principalmente β» y «α + β». Un número pequeño de proteínas 
globulares tiene poca estructura secundaria α o β. 
Entre las variedades de dominio, se han clasificado y organizado en bases de datos donde 
pueden consultarse online varios cientos de motivos estructurales diferentes. Estas bases 
de datos permiten la identificación de posibles relaciones funcionales y evolutivas entre las 
proteínas que comparten dominios estructurales seme-jantes. 
Para ilustrar la variación estructural inmensa de las proteínas globulares, podemos 
considerar las ~1300 estructuras de dominio diferentes, que se emplean para clasificar las 
—130 000 entradas de dominios proteicos en la base de datos CATH (Clase, Arqui-tectura, 
Topología y «Superfamilia Homologa»). 
Afortunadamente, para los estudiantes de Bioquímica, el análisis de las estructuras de miles 
de proteínas globulares ha conducido a formular algunas reglas generales que rigen el 
plegado terciario: 
• Todas las proteínas globulares poseen un interior y un exterior definidos. Si se analizan las 
secuencias de aminoácidos de las proteínas globulares, no se observa un patrón de 
distribución concreto de los residuos hidrófobos o hidrófilos. Pero cuando observamos las 
posiciones de los aminoácidos en la estructura tridimensio-nal, invariablemente se 
encuentra que la estructura terciaria hace que los residuos hidrófobos se sitúen 
principalmente en el interior, mientras que los residuos hidrófilos están en la superficie, en 
contacto con el agua. 
• Las láminas están generalmente enrolladas, o envueltas en estructuras cilindricas. Es 
probable que la estructura de la fibroína de la seda no sea exactamente plana, como se re- 
presenta, sino ligeramente enrollada. 
• La cadena polipeptídica puede doblar las esquinas de diversas maneras, para ir desde un 
segmento o una hélice a al siguiente. Una clase de giro compacto se denomi-na giro β. 
Existen distintas variedades de giro β, y cada una de ellas puede lograr una inversión 
completa de la dirección de la cadena polipeptidica en solo cuatro residuos; en cada caso, 
el carbonilo del residuo i está unido por enlace de hidrógeno al hidrógeno amida del residuo 
i + 3. En el giro y, que es incluso más estrecho, el enlace es con el residuo i + 2. 
La prolina suele participar en los giros, y también como fragmentador de hélices a, dado 
que este residuo no puede acomodarse en la hélice. Las vueltas y los giros se producen con 
mayor frecuencia en la superficie de las proteínas. 
• No todas las partes de las proteínas globulares pueden clasificarse convenientemente 
como hélice, lámina β o giros. Por ejemplo, el examen de la Figura 6.19 revela, en las 
cadenas, muchos pliegues y bucles de contorno extraño (las regiones que aparecen de color 
fucsia). En ocasiones se las ha denominado regiones de «ovillo aleatorio», aunque este 
término es inadecuado, puesto que tales secciones de la cadena no son flexibles, del mismo 
modo que lo es un verdadero ovillo aleatorio (véase la pági- na 108). Más bien, los datos de 
difracción de rayos X y la RMN indican que esas regiones, en realidad, tienen un plegado 
bien definido. Podríamos denominarlas regiones estructuradas irregularmente. Algunas 
proteínas también presentan regio-nes intrínsecamente desestructuradas, una 
característica que es especialmente im-portante en una clase de proteínas de señalización 
que se unen a distintas dianas. 
En algunas proteínas el plegado está dominado por la necesidad de unir un grupo 
pros-tético. La mioglobina es un ejemplo de ello. A pesar de que la mioglobina pue-de 
describirse aproximadamente como un manojo de hélice α, la estructura terciaria de esta 
proteína se ha distorsionado para formar un hueco hidrófobo alrededor del grupo hemo. 
8. Factores que determinan las estructuras secundarias y terciarias (información para el 
plegado protéico) 
¿Qué es lo que en último término determina la compleja mezcla de plegado secundario y 
terciario que caracteriza a cada proteína globular? Muchos indicios señalan que la mayoría 
de la información que determina la estructura tridimensional de una prote ína la lleva la 
se-cuencia de aminoácidos de esaproteína. 
Esto puede demostrarse mediante experimentos en los que la estructura tridimensional 
nativa, o natural, se rompe al cambiarlas condiciones ambientales. Si elevamos lo suficiente 
la temperatura, o hacemos que el pH sea fuertemente ácido o alcalino, o bien añadimos al 
disolvente algunos tipos de moléculas orgánicas, como alcoholes o urea, se despliega la 
estructura de la proteína. Como en los ácidos nucleicos, este proceso se llama 
desnaturalización, porque se ha perdido la estructura na-tural de la proteína, junto con la 
mayoría de sus propiedades funcionales específicas. En muchos casos, el estado 
desplegado de una proteína es un conjunto dinámico de conformaciones extendidas y en 
gran medida, desestructuradas; sin embargo, incluso en el estado «desplegado», pueden 
persistir regiones con estructura. 
En el experimento clásico de Chris Anfinsen, y reconocido con el premio Nobel en 1972, la 
enzima ribonucleasa A (RNasa A) se desna-turalizó al añadir urea y los cuatro enlaces 
disulfuro nativos se redujeron al añadir p-mer- captoetanol (BME). La RNasa A cataliza la 
hidrólisis de los ácidos ribonucleicos. Cuando la ribonucleasa A se desnaturaliza, se pierden 
sus estructuras terciaria y secundaria, y ya no puede catalizar la rotura del RNA. 
El proceso de desnaturalización puede seguirse me-diante varias medidas físicas. 
Notablemente, Anfinsen comprobó que la desorganización total de la estructura de la 
ribonucleasa A es comple-tamente reversible. Si se elimina la urea mediante diálisis, la 
RNasa reducida espontánea-mente se repliega a su estructura nativa. La oxidación de la 
proteína replegada en el aire restablece los enlaces disulfuro nativos y la completa actividad 
enzimática. La oxidación de la RNasa A desnaturalizada por la urea, seguida de la 
eliminación de la urea proporcio-na una mezcla de moléculas proteicas con enlaces 
disulfuro formados al azar. Esta mezcla tiene ~ 1 % de la actividad enzimática original, lo 
que sugiere que las moléculas con los enlaces disulfuro nativos representan ~ 1 % de la 
mezcla. La formación aleatoria de cuatro disulfuros a partir de las ocho cisternas predice 
105 combinaciones diferentes posibles, una de las cuales es la correspondiente a los enlaces 
disulfuro nativos (1/105 » 1 %). 
El trabajo de Anfinsen mostró que una proteína puede autoensamblarse a su confor-mación 
funcional y no es necesaria información para guiarla distinta a la que contiene su secuencia. 
Experimentalmente se ha observado el mismo fenómeno en muchas otras proteínas; por 
consiguiente, puede esperarse que un polipéptido recién sintetizado en una célula se 
pliegue espontáneamente a su conformación adecuada. Para evitar un mal plegamiento o 
la agregación, algunas proteínas interaccionan con la maquinaria ce-lular que guía el 
proceso de plegado. No obstante, el principio básico de autoensamblaje de las estructuras 
secundaria y terciaria parece ser la norma general. 
En condiciones fisiológicas el plegado de una proteína globular es un proceso claramente 
favorecido termodinámicamente. En otras palabras, el cambio de energ ía libre global que 
se produce con el plegado debe ser negativo. Este cambio de energ ía libre negativo se 
consigue mediante el equilibrio de varios factores termodinámicos, que se describirán a 
continuación. 
- ENTROPÍA DE CONFORMACIÓN 
El proceso de plegado, que comporta el paso desde una multitud de conformaciones de 
«ovillo aleatorio» a una única estructura plegada^ implica una disminución de la alea- 
toriedad y en consecuencia, una disminución de la entropía. Este cambio se denomina 
entropía de conformación del plegado. 
La disminución de la entropía de conformación cuando se pliega una proteína desfavorece 
el plegado, que se compensa, en parte, por la estabilización energética a través de los 
enlaces Internos no covalentes. 
- INTERACCIONES CARGA-CARGA 
Las interacciones carga-carga pueden producirse entre grupos de las cadenas laterales 
cargados positiva y negativamente. Por ejemplo, un grupo e-amino de la cadena lateral de 
la lisina puede situarse cerca del grupo y-carboxilo de algún residuo de ácido glutámico. 
A pH neutro, un grupo se cargará positivamente y el otro, negativamente, de modo que 
existe una fuerza electrostática de atracción entre ellos. Podemos decir que un par de estas 
características forma un tipo de sal en el interior de la molécula protei-ca; 
consecuentemente, estas interacciones se denominan algunas veces puentes salinos. Estos 
enlaces iónicos se rompen cuando la proteína se lleva a valores de pH lo suficiente- mente 
bajos o elevados para que una u otra de las cadenas laterales pierda su carga. Esta pérdida 
de puentes salinos explica, en parte, la desnaturalización ácida o básica de las proteínas. La 
repulsión mutua entre pares de los numerosos grupos de carga similar, que se encuentran 
en las proteínas en disoluciones muy ácidas o básicas, también contribuye a la inestabilidad 
de la estructura plegada en estas condiciones. 
- Enlaces de hidrógeno internos 
Muchas de las cadenas laterales de los aminoácidos llevan grupos que son buenos 
do-nadores de enlaces de hidrógeno o buenos aceptores, como por ejemplo, los grupos 
hidroxilos de la serina o de la treonina, los grupos amino y los oxígenos carbonilo de la 
asparagina o la glutamina, y los nitrógenos del anillo de la histidina. Además, si los pro- 
tones amida o los carbonilos del armazón polipeptídico no toman parte en la formación de 
la estructura secundaria, son posibles candidatos para interactuar con los grupos de las 
cadenas laterales. Como he-mos visto antes, los enlaces de hidrógeno son relativamente 
débiles en disolución acuosa, pero su gran número puede añadir una contribución 
considerable a la estabilidad. 
- Interacciones de van der Waals 
Las interacciones débiles dipolo inducido-dipolo inducido entre los grupos no polares 
también pueden aportar contribuciones impor-tantes a la estabilidad de la proteína ya que 
en la proteína plegada estos grupos es-tán densamente empaquetados y establecen una 
gran número de contactos de van der Waals. El análisis detallado de las estructuras 
proteicas nativas demuestra que el interior apolar de una proteína globular está realmente 
muy apretado, permitiendo el contacto máximo entre los átomos de las cadenas laterales. 
La contribución de cualquiera de estas interacciones a la entalpia negativa del ple-gado 
disminuye por el hecho de que, cuando una molécula proteica se pliega desde un ovillo 
aleatorio muy solvatado y expandido, tiene que abandonar algunas interacciones 
favorables con el agua. Una hélice a. desplegada forma enlaces de hidrógeno con el agua 
en lugar de formar enlaces internos. No está claro en qué medida este cambio modifica el 
valor global de AH; sin embargo, sabemos que si no se forman los enlaces de hidrógeno 
internos cuando quedan enterrados por el plegado los donadores o aceptores de enlaces 
de hidrógeno, se produce una diferencia de energía sustancial en favor del estado 
desplegado. 
El cambio de entalpia del plegado, AHD_ P, está dominado por las diferencias de las 
interacciones por enlaces no covalentes entre los estados desplegado y plegado. 
Donde el estado desplegado está caracterizado por las interacciones no covalentes entre la 
cadena proteica extendida y las moléculas del disolvente agua y el estado plegado incluye 
en su lugar muchas menos interacciones con el disolvente y muchas más interacciones 
intramoleculares. Típicamente los únicos enlaces covalentesnuevos que se forman tras el 
plegado son los enlaces disulfuro (sin embargo, obsérvese que la mayoría de las proteínas 
no contienen enlaces disulfuro). La formación de disulfuros contribuirá al AH; sin em-bargo, 
los efectos entrópicos de los disulfuros sobre la estabilidad proteica son, probablemente, 
más significativos que sus efectos entálpicos.Cada interacción individual solo puede contribuir en una pequeña cantidad (como máximo, 
solo unos pocos kilojulios) a la entalpia de interacción negativa global. Pero la suma de las 
contribuciones de muchas interacciones puede dar una poderosa estabili -zación a la 
estructura plegada. 
- EFECTO HIDRÓFOBO 
Hay otro factor que realiza una contribución importante a la estabilidad termodinámica de 
muchas proteínas globulares. Recuérdese del Capítulo 2 que las sustancias hidrófobas en 
contacto con el disolvente agua hacen que las moléculas de agua formen estructuras pare- 
cidas a jaulas o clatratos alrededor de ellas. Esta ordenación corresponde a una pérdida de 
aleatoriedad en el sistema; así, disminuye la entropía del disolvente. Supongamos que una 
proteína contiene, en su secuencia de aminoácidos, un número sustancial de residuos con 
ca- denas laterales hidrófobas (por ejemplo, leucina, isoleucina y fenilalanina). Cuando la 
cadena polipeptidica se encuentra desplegada, estos residuos están en contacto con el agua 
y produ- cen la ordenación de la estructura del agua circundante en clatratos. Pero, cuando 
se pliega la cadena formando una estructura globular, los residuos hidrófobos quedan 
enterrados den- tro de la molécula (véase la Figura 6.20b), y las moléculas de agua que se 
ordenaron alrededor de las superficies hidrófobas del estado desnaturalizado de la proteína 
expuestas al disolvente, están ahora liberadas, ganando libertad de movimiento. En 
consecuencia, la internalización de los grupos hidrófobos a través del plegado aumenta la 
aleatoriedad del disolvente. 
En resumen, la estabilidad de la estructura plegada de una proteína globular depen-de de 
la interacción de tres factores: 
1. El cambio de entropía de conformación desfavorable, que favorece el estado des- 
plegado. 
2. La contribución de entalpia favorable de las interacciones intramoleculares. 
3. El cambio de entropía favorable del enterramiento de los grupos hidrófobos en el 
interior de la molécula. 
Así, el factor 1 va en contra del plegado, mientras que el 2 y el 3 favorecen el ple-gado. 
(Mathews) 
9. Hablar del método de Edman y Sanger. 
• METODO DE EDMAN 
Degradação de Edman é uma metodologia desenvolvida por Pehr Edman para 
sequenciamento de aminoácidos de um peptídeo. 
Neste método, o resíduo amino-terminal é marcado e clivado em em peptideo sem afetar 
as ligações peptídicas entre outros resíduos de aminoácidos. 
Fenilisotiocianato reage com um grupo amino-terminal não carregado, sob condições 
levemente alcalinas, para formar um derivado cíclico do feniltiocarbamoil. 
Então, sob condições ácidas, este derivado é clivado como um derivado da tiazolinona. 
O aminoácido derivado de tiazolinona é então extraído seletivamente usando solventes 
orgânicos e posteriormente tratado com ácido para formar o derivado mais estável 
feniltiohidantoína (PTH) - substância que pode ser identificada por meio de cromatografia 
ou de eletroforese. 
Este procedimento pode ser repetido mais uma vez para identificar o aminoácido seguinte. 
Um grande inconveniente desta técnica é que os peptídeos a serem sequenciados desta 
forma não pode ter mais de 50 a 60 resíduos (e, na prática, inferior a 30). 
O comprimento do peptideo é limitado, devido à derivação cíclica nem sempre poder ser 
completada. 
O problema da derivatização pode ser resolvido clivando grandes peptídeos em peptideos 
menores antes de prosseguir com a reação. 
É possível sequenciar com precisão até 30 aminoácidos com máquinas, com mais de 99% 
de eficiência por aminoácido. 
Uma vantagem da degradação de Edman é que ela utiliza apenas 10-100 pico-moles de 
peptideo para o processo de sequenciação. 
Não é possível sequenciar peptídeos cuja extremidade N-terminal esteja bloqueada 
(acetilado, formilado, etc.) Cerca de 50% das proteínas tem a extremidade bloqueada, quer 
naturalmente ou durante a preparação da amostra, onde as substâncias contidas em 
tampões são capazes de reagir com este grupo. Outra limitação da degradação de Edman é 
que do desempenho não é de 100% em muitos casos, por conseguinte, quando os 
acontecimentos levar muitos ciclos (mais do que 50 aminoácidos analisados ) são obtidos 
muitos erros. 
 
DEGRADAÇÃO DE EDMAN → para sequências até 50 aminoácidos 
↳ Reagente: Isotiocianato de fenila 
Grupo N-terminal liberado adiciona-se ao isotiocianato --------Derivado da tiouréia 
 
Fonte: https://pt.linkfang.org/wiki/Degrada%C3%A7%C3%A3o_de_Edman 
 
• MÉTODO DE SEQUENCIAMENTO DE SANGER 
Sequenciamento de Sanger: o método de terminação da cadeia 
Regiões de DNA com até 900 pares de base de comprimento são rotineiramente 
sequenciados pelo chamado método Sanger de sequenciamento ou método de 
terminação da cadeia. O método Sanger foi desenvolvido pelo bioquímico britânico Fred 
Sanger e seus colaboradores, em 1977. 
No Projeto Genoma Humano, o método Sanger foi usado para determinar as sequencias de 
muitos fragmentos relativamente pequenos de DNA humano. (Esses fragmentos não 
tinham necessariamente 900 pb ou menos, mas os pesquisadores conseguiam "caminhar" 
ao longo de cada fragmento usando diversas rodadas de sequenciamento por Sanger.) Os 
fragmentos foram alinhados com base nas porções de sobreposição compondo sequencias 
de regiões mais longas de DNA e, eventualmente, os cromossomos inteiros. 
Embora os genomas sejam agora tipicamente sequenciados usando outros métodos mais 
rápidos e baratos, o método Sanger ainda é amplamente usado para o sequenciamento de 
fragmentos individuais de DNA, como fragmentos usados na Clonagem de DNA ou gerados 
pela Reação em Cadeia da Polimerase (PCR). 
Ingredientes para o sequenciamento de Sanger 
O método Sanger envolve a produção de muitas cópias de uma região alvo de DNA. Os 
ingredientes são similares àqueles usados para replicação de DNA em um organismo, ou 
para a reação em cadeia da polimerase (PCR), os quais fazem cópias de DNA in vitro. Eles 
incluem: 
• Uma enzima DNA polimerase 
• Um primer, que é um pequeno fragmento de DNA de fita simples que se liga ao DNA 
molde e atua como um "iniciador" para a polimerase 
• Os quatro nucleotídeos do DNA (dATP, dTTP, dCTP, dGTP) 
• O DNA molde a ser sequenciado 
Entretanto, uma reação de sequenciamento de Sanger contém um ingrediente único: 
• Versões Dideoxi, ou terminadores de cadeia, para os quatro nucleotídeos (ddATP, 
ddTTP, ddCTP, ddGTP), cada uma marcada com um corante de uma cor diferente 
 
Créditos da Imagem: "Sequenciamento de genoma: Figura 1," by OpenStax College, Biology (CC BY 4.0). 
Dideoxinucleotídeos são similares aos nucleotídeos comuns, ou deoxinucleotídeos, mas 
com uma diferença chave: falta um grupo hidroxila na posição 3' do carbono do anel de 
sacarose. Em um nucleotídeo comum, o grupo 3' hidroxila atua como um "gancho", 
permitindo que um novo nucleotídeo seja adicionado à cadeia existente. 
Uma vez que um dideoxinucleotídeo é adicionado à cadeia, não há hidroxila disponível e 
nenhum outro nucleotídeo pode ser adicionado. A cadeia termina com o 
dideoxinucleotídeo, o qual é marcado com um cor particular de corante dependendo da 
base (A, T, C or G) que carrega. 
Método Sanger de sequenciamento 
A amostra de DNA a ser sequenciada é combinada em um tubo com primer, DNA polimerase 
e nucleotídeos de DNA (dATP, dTTP, dGTP, and dCTP). 
Os quatro nucleotídeos terminadores de cadeia marcados com corantes são adicionados 
também, mas em concentração muito menor que a dos nucleotídeos comuns. 
A mistura é primeiro aquecida para a denaturação do DNA molde (separar as fitas), então 
resfriadas para que os primers possam se ligar ao molde de fita simples. Uma vez que o 
primer se ligou, a temperatura é aumentada novamente, permitindo que a DNA polimerase 
sintetize um novo DNA a partir do primer. A DNA polimerase continuará a adicionar 
nucleotídeos à cadeiaaté que aconteça a adição de um dideoxinucleotídeo ao invés de um 
normal. Nesse ponto, os nucleotídeos não podem mais ser adicionados, e portanto a fita 
terminará em um dideoxinucleotídeo. 
Este processo é repetido em um número de ciclos. Quando o ciclo se completa, é 
praticamente garantido que um dideóxinucleotídeo terá se incorporado em todas as 
posições do DNA alvo em pelo menos uma reação. Ou seja, o tubo irá conter fragmentos de 
diferentes comprimentos, terminando em cada uma das posições de nucleotídeos no DNA 
original. (veja a figura abaixo). As extremidades dos fragmentos serão rotuladas com 
corantes que indicam o nucleotídeo final. 
 
Imagem modificada de "Sanger sequencing," by Estevezj (CC BY-SA 3.0). The modified image is licensed 
under a (CC BY-SA 3.0) license. 
Depois que a reação é executada, os fragmentos são levados através de um longo e fino 
tubo contanto uma matriz de gel em um processo chamado de electroforese capilar em 
gel. Pequenos fragmentos movem-se rapidamente através dos poros do gel, enquanto 
longos fragmentos movem-se mais devagar. Assim que cada fragmento cruza a "linha de 
chegada" no final do tubo, ele é iluminado por um laser, permitindo que o corante anexado 
seja detectado. 
O menor fragmento (que termina apenas um nucleotídeo após o primer) atravessa a linha 
de chegada primeiro, seguido do próximo menor fragmento (terminando dois nucleotídeos 
após o primer), e assim por diante. Portanto, a partir das cores dos corantes registradas 
uma após a outra no detector, a sequência do pedaço original de DNA pode ser construída 
com um nucleotídeo por vez. Os dados registrados pelo detector consistem em uma série 
de picos em intensidade de fluorescência, como mostrado no cromatograma acima. A 
sequência de DNA é lida a partir dos picos no cromatograma. 
USOS E LIMITAÇÕES 
O método Sanger de sequenciamento promove sequências de alta qualidade para trechos 
relativamente longos (por volta de 900 pares de base). É tipicamente usado para sequenciar 
peças individuais de DNA, como plasmídeos bacterianos ou DNA copiado em PCR. 
Entretanto, o método Sanger de sequenciamento é caro e ineficiente para projetos de larga 
escala, como o sequenciamento de um genoma inteiro ou metagenoma (o "genoma 
coletivo" de uma comunidade microbiana). Para tarefas como essa, novas técnicas de 
sequenciamento de larga escala são mais rápidas e menos caras. 
SEQUENCIAMENTO DA NOVA GERAÇÃO 
O nome pode soar Star Trek, mas é realmente como é chamado! O mais recente conjunto 
de tecnologias de sequenciamento de DNA é coletivamente chamado de sequenciamento 
da nova geração. 
Existe uma variedade de técnicas de sequenciamento de nova geração que usam diferentes 
tecnologias. No entanto, a maioria tem algumas características em comum que as 
distinguem do sequenciamento Sanger: 
• Alto paralelismo: muitas reações de sequenciamento ocorrem ao mesmo tempo 
• Microescala: reações são pequenas e muitas podem ser realizadas de uma vez em 
um chip 
• Rapidez: pelas reações serem feitas em paralelo, resultados são obtidos muito mais 
rápido 
• Baixo custo: sequenciar um genoma é mais barato do que com o sequenciamento 
Sanger 
• Menor comprimento: leituras tipicamente variam entre 50 -700 nucleotídeos de 
comprimento 
Conceitualmente, o sequenciamento de nova geração é algo como conduzir um grande 
número de pequenas reações Sanger de sequenciamento em paralelo. Graças a essa 
paralelização e pequena escala, grandes quantidades de DNA podem ser sequenciadas de 
forma muito mais rápida e barata com métodos de próxima geração do que com 
sequenciamento Sanger. Por exemplo, em 2001, o custo de sequenciar o genoma humano 
era quase 100 milhoes de dólares. Em 2015, era apenas $1245! 
Por que um sequenciamento rápido e barato importa? A habilidade de sequenciar genomas 
rotineiramente abre novas possibilidades para pesquisa em biologia e aplicações 
biomédicas. Por exemplo, sequenciamento de baixo custo é um passo em direção à 
medicina personalizada – isso é, tratamento médico adaptado às necessidades de um 
indivíduo, baseado nas variante gênicas no seu genoma. 
O método de sequenciamento de DNA mais usado, até os dias de hoje, é o de Sanger. 
Também chamado de método didesoxi ou método de terminação de cadeia. 
Fonte:https://pt.khanacademy.org/science/biology/biotech-dna-technology/dna 
sequencing-pcr-electrophoresis/a/dna-sequencing