Biochem 1

• La composición molecular de una célula es: 70% agua, proteínas, ácidos nucleicos, DNA, RNA, polisacáridos, lípidos, monómeros e intermediarios, iones inorgánicos
• Estructura nativa


  Estructura 3D más estable porque maximiza las interacciones intra e intermoleculares, interacciones NO covalentes (débiles), 4 tipos de interacciones, muchos puntos de interacción generan efecto acumulativo
• Proteínas


  Contienen carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y casi todas poseen azufre. Están formadas por aminoácidos, de los cuales existen 20 especies
• Aminoácidos


  Poseen un grupo ácido carboxilo (-COOH) y un grupo básico amina (-NH2) unido a un carbono alfa. R corresponde a la cadena lateral, diferente para cada uno de los 20 aminoácidos distintos que se obtienen por hidrólisis

  
• Isómeros


  Compuestos diferentes con la misma fórmula molecular. Contienen igual número y clase de átomos, pero unidos entre sí de manera distinta
• Carbono asimétrico


  Cuando cada una de las valencias está saturada por elementos o grupos atómicos diferentes, la molécula es asimétrica
• Aminoácidos L y D

  Los grupos unidos al carbono asimétrico central pueden ser dispuestos en el espacio de dos maneras diferentes, cada una de las cuales es la imagen en el espejo de la otra. Los aminoácidos L son incorporados a proteínas y presentan mayor interés

  
• Clasificación de aminoácidos


  • Polares sin carga: Serina, Asparagina, Glutamina, Treonina y Cisteína
  • Polares con carga positiva: Lisina, histidina, arginina
  • Polares con carga negativa: aspartato y glutamato
  • No polares alifáticos: glicina, alanina, prolina, valina, leucina, isoleucina y metionina
  • No polares aromáticos: fenilalanina, tirosina y triptófano

  
• Aminoácidos no polares


  Son hidrofóbicos y no reactivos (o poco). Van a ubicarse en el interior de la proteína a diferencia de los polares que se encuentran en contacto con el medio (muy reactivos)

  
• Cisteína


  Es el único aminoácido capaz de formar puentes disulfuro, y por lo tanto, es determinante en la formación de la estructura tridimensional de la proteína

  
• Glicina


  Es el aminoácido más pequeño. Es capaz de adaptarse tanto a medios hidrofóbicos como hidrófilos

  
• Prolina


  Presenta una cadena lateral que está unida tanto al carbono alfa como al NH3+ formando un anillo. Esto lo vuelve particularmente resistente y a su vez esto lo hace una fuerte influencia en la estructura de la proteína

  
• Aminoácidos con carga


  Son los más hidrofílicos
• Aminoácidos ionizables


  Aspartato, glutamato, histidina, lisina, cisteína, tirosina y arginina. Son los únicos capaces de interactuar formando uniones iónicas

  
• Punto isoeléctrico


  Valor de pH característico para cada aminoácido, en el cual la disociación de cargas positivas y negativas se iguala, y por lo tanto la carga total del aminoácido es nula
• Enlace peptídico


  Los aminoácidos pueden establecer enlaces covalentes entre el grupo carboxilo de uno y el nitrógeno del grupo alfa-amina de otro. Esta unión se denomina enlace peptídico, es de tipo amida y se produce con pérdida de agua. Requiere ATP

  
• Extremo amino-terminal o N-terminal


  Extremo de la cadena polipeptídica en el cual queda un aminoácido con su grupo alfa-amina libre

  
• Extremo carboxilo-terminal o C-terminal


  Extremo de la cadena polipeptídica que posee un grupo carboxilo unido al carbono alfa

  
• Puente de hidrógeno


  Fuerza eminentemente electrostática atractiva entre un átomo electronegativo y un átomo de hidrógeno unido covalentemente a otro átomo electronegativo
• Uniones peptídicas


  Presentan estabilidad en resonancia, es decir, tienen un carácter de doble unión. Esto evita que se produzcan rotaciones en el péptido (limita el movimiento) y vuelve plana la estructura del esqueleto peptídico
• Configuración trans y cis

  La configuración trans es energéticamente más favorable y es la que se encuentra en las proteínas. La configuración cis produce repulsiones electrostáticas entre los átomos por estar todos orientados hacia el mismo lado

  
• Estructura primaria de las proteínas

  Consiste en la secuencia de aminoácidos de la cadena polipeptídica. Es única para cada proteína y es la que determina la estructura tridimensional y la función de la misma

  
• Estructura secundaria de las proteínas


  Refiere a cualquier segmento específico de una cadena polipeptídica y describe la distribución espacial local de los átomos de su cadena principal (esqueleto) sin tener en cuenta las cadenas laterales ni su relación con otros segmentos

  
• Estructuras secundarias


  • Hélice alfa, lámina plegada beta y enrollamiento al azar. Se mantienen estables gracias a los puentes de hidrógeno que se forman entre NH y CO (grupo amino y carboxilo)

  
• Hélice alfa


  Enrollamiento sobre un eje central, una vuelta completa de la hélice cubre una distancia de 0,54 nm a lo largo del eje y requiere 3,6 restos aminoacídicos. Se mantiene mediante puentes de hidrógeno entre el hidrógeno unido al N de un resto amina y el oxígeno de un grupo carbonilo
• La presencia de prolina es incompatible con la formación de hélice alfa. La presencia de restos voluminosos con carga localizados próximos entre sí originan fuerzas electroestáticas que afectan la disposición espacial de la cadena e impiden la formación de hélices alfa

  
• La alanina es el residuo con mayor tendencia intrínseca a formar hélice alfa

  
• Giro de la hélice

  1. Se hace en sentido de las agujas del reloj

  2. Se denomina hélice dextrógira o derecha
• Puentes de hidrógeno


  Enlaces que se establecen entre dos átomos electronegativos
• Formación de la hélice alfa

  1. La estructura primaria debe cumplir ciertas condiciones

  2. La presencia de prolina es incompatible

  3. La presencia de restos voluminosos con carga localizados próximos entre sí origina fuerzas electroestáticas que afectan la disposición espacial de la cadena e impiden la formación de hélices alfa
• Alanina


  Residuo con mayor tendencia intrínseca a formar hélices alfa

  
• Glicina y prolina


  Residuos menos proclives a formar hélices alfa

  
• Posición de un residuo aminoácido


  • Las interacciones entre los R de dos aa pueden estabilizar o desestabilizar la estructura
  • Los residuos localizados cerca de los extremos de la hélice también pueden estabilizar o desestabilizar la estructura de acuerdo a su identidad

  
• Lámina beta

  • La cadena polipeptídica se encuentra más extendida que en la hélice alfa
  • Cada resto aminoácido cubre un espacio de 0,35 nm en lugar de 0,15 nm como en la hélice alfa
  • Cuando dos o más cadenas así extendidas se aparean pueden establecerse entre ellas puentes de H entre grupos =NH de una con grupos =CO de otra
  • Si las cadenas apareadas tienen el mismo sentido se las llama paralelas, si marchan en direcciones opuestas son antiparalelas

  
• ENROLLAMIENTO  AL  AZAR 

  No significa que la cadena siga una disposición aleatoria, en general, ​se tiende a adoptar la disposición espacial termodinámicamente más favorables​.
• Las ​proteínas globulares presentan segmentos en hélice, en lámina y al azar​. Las proteínas ​fibrosas ​presentan exclusivamente estructuras en hélice o en lámina
• ANEMIA  FALCIFORME  


  Patología  de  la  ​Hb​,  autosómica recesiva, ​se  sintetiza mal la cadena beta​, se cambia el aminoácido glutamato negativo por uno sin carga (valina 6), la Hb se pliega de manera tal de esconder esos aa hidrofóbicos, y al plegarse de esta forma pierde su función​. Como consecuencia hemólisis – hipoxia. Se diagnostica por electroforesis. Los heterocigotas de anemia falciforme son resistentes a la malaria
• OSTEOGÉNESIS IMPERFECTA


  Defecto transcripcional del colágeno​, ​se reemplaza una glicina por otro aa, suele ser serina o arginina que son más grandes, se pliega mal y no puede formas hélice alfa, por lo tanto, tampoco la triple hélice alfa, ni las fibrillas del colágeno y tiene rigidez​. 
• EHLERS  DANLOS 


  Mutación  del  colágeno que altera el tejido conectivo, ​la cadena de aminoácidos es  normal pero se produce una falla en la enzima que hidroliza la lisina que es la 5hidroxilasa. Alteración postraduccional.
• ESCORBUTO 


  Mutación del colágeno​, debido a la ​deficiencia de vitamina C, no se produce hidroxilación de la prolina en la posición 4, generando degeneración del tejido conjuntivo. El defecto está en mantener el hierro en estado ferroso ​(dado por una reacción de vit C) que es necesario para la hidroxiprolina.