Sin t

1
14. Estructura de proteínas, 1
2
Niveles estructurales en las proteínas
Estructura primaria Secuencia de
aminoácidos Estructura secundaria Plegamiento
básico de la cadena debido a enlaces de hidrógeno
entre grupos -CO- y -NH- de la unión peptídica
hélices, láminas y giros Estructura terciaria
Estructura tridimensional de la
proteína Estructura cuaternaria Asociación de
distintas subunidades, siendo cada una un
polipéptido.
3
Estructura primaria
5-AAGGGTACCCAACATTTAGTT-3 3-TTCCCATGGGTTGTAAATC
AA-5
DNA
RNA
5-AAGGGUACCCAACAUUUAGUU-3
N Lys.Gly.Ser.Gln.His.Leu.Val C
Proteína
4
Estructura primaria de la insulina
5
Oxidación de puentes disulfuro
6
Reducción y alquilación de puentes disulfuro
7
Determinación del N-término por la reacción de
Sanger
8
Tripsina
---.---.---.Lys.---.---.---
---.---.---.Arg.---.---.---
Rotura enzimática de polipéptidos
---.---.---.Phe.---.---.---
---.---.---.Tyr.---.---.---
---.---.---.Trp.---.---.---
---.---.---.Leu.---.---.---
Quimotripsina
9
Rotura de un péptido por bromuro de cianógeno
10
Degradación secuencial de Edman
Feniltioisocianato
Péptido (n)
PTC-péptido
Ácido diluído
Péptido (n-1)
PTH-aminoácido
11
Hoy día, la mayor parte de estructuras primarias
de proteínas se determina a partir de la
secuencia de nucleótidos en el genoma. Técnicamen
te la secuenciación de ácidos nucleicos (en
particular, la de DNA) es mucho más sencilla y
barata que la de proteínas, estando al alcance
de cualquier laboratorio.
12
Estructura primaria de la aldolasa A
humana SWISS-PROT http//www.expasy.ch
13
Cálculos a partir de estructura primaria
- Número, porcentaje y fracción molar de
aminoácidos - Fórmula molecular y peso
molecular - pI (punto isoeléctrico) teórico -
Absorbancia molar teórica - Vida media
teórica - Índices de inestabilidad e
hidrofobicidad
14
ProtParam, 1 http//www.expasy.ch
15
ProtParam, 2 http//www.expasy.ch
16
ProtParam, 3 http//www.expasy.ch
17
Predicciones a partir de estructura primaria, 1
- Hidrofobicidad - Estructura secundaria -
Retención cromatográfica en HPLC - Residuos
accesibles y ocultos - Mutabilidad
18
PYQYPALTPEQKKELSDIAH
Valor de hidrofobicidad para la posición n (en
este caso, 8)
-10.5
Escala de hidrofobicidad (según Kyte y Doolittle)
19
Cálculo predictivo de hidrofobicidad (Kyte
Doolittle)
20
Predicciones a partir de estructura primaria, 2
Homologías
21
Dependiendo del grado de homología en su
estructura primaria, las proteínas se agrupan
en - Superfamilias homología en torno a 30
- Familias homología superior a un 50 y
la misma función, por lo general. Además,
hay pequeños tractos de secuencias comunes a
proteínas muy diversas, y que corresponden a
ciertos aspectos funcionales (como p.e.
modificación postraduccional) son los motivos
secuenciales
22
Algunos motivos secuenciales en las proteínas
23
Predicciones a partir de estructura primaria, 3
Filogenia y Taxonomía
Invariantes en citocromo c
24
Sustituciones conservadoras en citocromo c
25
Sustituciones radicales en citocromo c
26
Distancias filogenéticas en citocromo c
27
F
Y
Ángulos de conformación
28
Representación de Ramachandran
29
(No Transcript)
30
(No Transcript)
31
a-Hélice
F -57º Y -47º
Paso de rosca 0.54 nm Traslación por residuo
0.15 nm Residuos por vuelta 3.6 Enlaces H n a
n3
32
Hélice 310
F -49º Y -26º
Paso de rosca 0.59 nm Traslación por residuo
0.19 Residuos por vuelta 3
33
Mioglobina
C
Proteína globular con alto contenido en a-hélice
N
34
Fibrinógeno
Proteína fibrosa con alto contenido en a-hélice
35
Propensión estructural hacia a-hélices (Chou y
Fasman)
Estabilizan Ala 1.420 Gln 1.110 Glu
1.510 Leu 1.210 Lys 1.160 Met 1.450
Phe 1.130
Indiferentes Arg 0.980 Asp1.010 His
1.000 Ile 1.080 Trp 1.080 Val 1.060
Desestabilizan Asn 0.670 Cys 0.700 Gly
0.570 Pro 0.570 Ser 0.770 Thr 0.830
Tyr 0.690
36
Prolina y a-hélices
37
Hélice de poliprolina
38
Colágeno
39
Estructura b
F -119 Y 113
40
Lámina b paralela
41
Lámina b paralela
42
Barril b paralelo
43
Lámina b antiparalela
44
Lámina b antiparalela
45
Lámina antiparalela
46
Propensión estructural hacia estructuras b (Chou
y Fasman)
Estabilizan Ile 1.600 Cys 1.190 Gln
1.100 Leu 1.300 Phe 1.380 Thr 1.190
Trp 1.370 Tyr 1.470 Val 1.700
Indiferentes Arg 0.930 Met 1.050
Desestabilizan Ala 0.830 Asn 0.890 Asp
0.540 Glu 0.370 Gly 0.750 His 0.870
Lys 0.740 Pro 0.550 Ser 0.750
47
Proteína fibrosa con estructura b Fibroína
48
Proteína globular con estructura b Concanavalina
A
49
Giro b
50
Propensión estructural hacia giros b
Estabilizan Asn 1.560 Asp 1.460 Cys
1.190 Gly 1.560 Pro 1.520 Ser 1.430
Indiferentes Arg 0.950 Gln 0.980 His
0.950 Lys 1.010 Thr 0.960 Trp 0.960
Tyr 1.140
Desestabilizan Ala 0.660 Glu 0.740 Ile
0.470 Leu 0.590 Met 0.600 Phe 0.600
Val 0.500
51
1ntr Proteína regulatoria
52
Estructuras suprasecundarias -
Hélice-vuelta-hélice - Siete hélices
transmembrana y hélice anfipática - Cremallera
de leucina - Unidad bab - Meandro b - Dedo de
Zn - Mano EF
53
Hélice-vuelta-hélice
C
N
54
Siete hélices transmembrana (bacteriorrodopsina)
55
a-hélice anfipática
Lado hidrofóbico
Lado polar
56
Cremallera de leucina
57
Motivo bab
58
Meandro b
59
Dedo de Zn
60
Mano EF
61
Determinación experimental de la estructura
secundaria
1. Métodos físicos Cristalografía Rayos X,
Resonancia Magnética Nuclear (RMN, NMR) en tanto
en cuanto resuelven la estructura terciaria Otra
s técnicas dicroísmo circular 2. Métodos
predictivos a partir de la estructura primaria
62
Propensión de un aminoácido hacia una estructura
dada
1. A partir de un conjunto de proteínas de
estructura 3D conocida, se forma la siguiente
tabla Total
a-hélice Estr. b Giro b Glutamato
282 132 29
43 Aminoácidos 5507 1715 1555
1121 (Se ha puesto el Glutamato como
ejemplo esta tabla se prepara para todos los
aminoácidos)
63
2. A partir de la tabla anterior, se calculan las
frecuencias relativas de aparición de dicho
aminoácido en las tres estructuras
a-hélice Estr. b Giro
b Glutamato 0.470 0.104
0.151 Aminoácidos 0.311
0.282 0.204 3. Se calcula entonces la
propensión de cada aminoácido hacia
una estructura dada por el cociente de dividir la
frecuencia relativa de cada estructura por la
frecuencia relativa media de todos los
amino- ácidos. En el caso del glutamato, Pa
0.470/0.311 1.511 Pb
0.104/0.282 0.370
Pg 0.151/0.202 0.748
64
PYQYPALTPEQKKELSDIAH
Valor de propensión hacia a-hélice para la
posición n (en este caso, 8)
9.07
Escala de propensiones hacia a-hélice (según Chou
y Fasman)
65
(No Transcript)
66
PYQYPALTPEQKKELSDIAH
Valor de propensión hacia estructura b para la
posición n (en este caso, 8)
8.1
Escala de propensiones hacia estructura b (según
Chou y Fasman)
67
(No Transcript)
68
PYQYPALTPEQKKELSDIAH
Valor de propensión hacia giro b para la posición
n (en este caso, 8)
9.12
Escala de propensiones hacia giro b (según Chou
y Fasman)
69
(No Transcript)