Tema 4: Proteïnes i Aminoàcids

Tema 4: Proteïnes

• Les proteïnes són macromolècules formades per C, H, O i N (i S i Se).
• Són les molècules més abundants a les cèl·lules.
• Hi ha moltes proteïnes diferents amb funcions diferents.
• Estan formades per 20 aminoàcids (subunitats).
• Les proteïnes són cadenes llargues d'aminoàcids.
• S'intetitzen als ribosomes a partir de la informació del DNA a través del mRNA.
• Transmeten la informació genètica.

Aminoàcids (AÀ)

• Són les unitats bàsiques de les proteïnes, unides per enllaç covalent.
• Hi ha 20 aminoàcids.
• La combinació dels 20 AÀ crea una gran varietat de proteïnes.
• Constitueixen aproximadament el 15% del pes sec d'una cèl·lula.
• Format per un grup carboxílic (-COOH), un grup amino (-NH2) i una cadena lateral (grup R).
• El grup R varia entre els diferents aminoàcids, donant propietats químiques diferencials.
• Els AÀ s'escriuen amb un codi de tres lletres i una d'única.

Isomeria

• Tots els aminoàcids, excepte la glicina, tenen un carboni asimètric (quiral).
• Els aminoàcids que formen part de les proteïnes són del tipus L.
• Els enzimés tenen estereoespecificitat, és a dir, només reconeixen un tipus d'isòmer.
• Algunes formes D formen part de la paret bacteriana, sent dianes d'antibiòtics.

Classificació dels 20 AÀ

• Es classifiquen depenent del grup R a pH fisiològic (7,4).

• 5 grups:

  • Apolars alifàtics (hidrofòbics).
  • Polars sense càrrega neta.
  • Polars amb càrrega positiva.
  • Polars amb càrrega negativa.
  • Apolars aromàtics (hidrofòbics).

• Hi ha AÀ amb cadenes laterals apolars alifàtiques i aromàtiques.

• R hidrocarbonada (Alanina, Valina, Leucina, Isoleucina).

• R aromàtica (Prolina, Fenilalanina, triptòfan).

• R Tioèter (Metionina).

Aminoàcids Modificats

• Els AÀ modificats es diferencien dels 20 AÀ estàndards.
• Resulten de modificacions químiques dels 20 AÀ primaris.
• Exemples:
  • 4-Hidroxiprolina, important en el col·lagen i en alguns teixits vegetals.
  • 5-Hidroxi-lisina, present en el col·lagen.
  • 6-N-metillisina, present en la miosina.
  • Selenocisteïna, present en algunes proteïnes.

Enllaç peptídic

• Enllaç covalent entre el grup carboxil d'un aminoàcid i el grup amino d'un altre.
• S'allibera una molècula d'aigua.
• Condueix a la formació de pèptids.

Pèptids

• Polímers lineals d'aminoàcids units per enllaç peptídic.
• Oligopèptids: Menys de 40 residus.
• Polipèptids: Més de 40 residus.
• N-terminal: Extrem amino.
• C-terminal: Extrem carboxil.

Pèptids d'Interès Biològic

• Molts pèptids tenen funcions biològiques.
• Exemples:
  • Aspartam (edulcorant)
  • Glutatió (reacció metabòlica)
  • Oxitocina (contraccions uterines)
  • Vasopressina (activitat hormonal)
  • Tirocidina i Valinomicina (antibiòtics)
  • Insulina (metabolisme de carbohidrats).

Proteïnes

• Classificació segons composició:
  • Proteïnes simples (holoproteïnes) Només aminoàcids.
  • Proteïnes conjugades (heteroproteïnes) Combinació d'aminoàcids + grup prostètic.
• Classificació segons la forma i estructura:
  • Proteïnes fibroses (estructurals, insolubles). Cadenes no plegades.
  • Proteïnes globulars (solubles, funcionals). Cadenes polipeptídiques plegades.
• Classificació segons el nombre de cadenes polipeptídiques:
  • Monomèriques (1 cadena).
  • Oligomèriques (més d'una cadena).

Electroforesi

• Tècnica per separar proteïnes basat en la seva càrrega i mida.
• Tècnica emprada en el gel de poliacrilamida.

Nivells d'estructuració de les proteïnes

• Seqüència d'aminoàcids (estructura primària).
• Disposició regular dels aminoàcids (estructura secundària).
• Estructura tridimensional d'una única cadena polipeptídica (estructura terciària).
• Estructura resultant de la interacció de diverses cadenes polipeptídiques (estructura quaternària).

Desnaturalització

• En condicions no normals (pH, T, detergents) la proteïna perd la seva estructura i funció.
• El procés pot ser reversible (renaturalització) en alguns casos.

Corba de Titulació

• Caracterització d'un aminoàcid en base a el seu comportament en dissolvent aquós.

Dades Moleculars sobre proteïnes

• Presentacions de dades experimentals relacionades amb proteïnes d'interès.