Tampones al pH fisiológico:
➢ En el citoplasma de las células (pH 6,9 a 7,4): Iones fosfato e histidina, proteínas, péptidos, lípidos, ácidos nucleicos, y moléculas orgánicas pequeñas.
➢ En la sangre (pH 7,4): Bicarbonato / ác. Carbónico, y proteínas-péptidos.
➢ En la orina (pH 5,5 a 7,0): Amonio
Transtornos equilibrio ác-base:
Acidosis: Resp) Enfermedad obstructiva crónica de vías resp., parada cardíaca
Baja en pH sanguíneo
↑ en la presión parcial de CO2
↓ en la [bicarbonato]
(metabólica) ↑ H+ DM, acido láctico, falla renal, diarrea, pérdida de HCO3
Alcalosis: Resp) hiperventilación, anemia, intoxicación por salicitato
↓ en Presión parcial de CO2
↑ [bicarbonato]
(metabólica) ↓ H+, Vómitos, aspiracion nasograstrica, hipopotasemia, admnistracion intravenos de HCO3
AminoAcidos
La prolina es la única excepción, posee un grupo amino secundario, es un alfa-iminoácido.
Caracteristicas
-Presentan 2 a 3 grupos ionizables.
-Varían en estructura, tamaño y carga eléctrica debido a la cadena lateral R.
-R varía en estructura, tamaño y carga eléctrica.
-R define la solubilidad en H2O
Clasificación: – Óptica (carbono quiral). – Polaridad de la cadena lateral (-R). – Esencialidad.
- No polar/alifático : R sin carga, baja rx. Poseen cadenas hidrocabonatadas (apolares), excepto glicina. En prote. globulares están al interior de la estructura (como micelas)
- Aromático : No polares x anillo de hidrocarburos, Tirosina es hidrofílica (por grupo OH). absorve radiacion UV
- Polar sin carga: Hidrofílicos
- Polar con carga +: Hidrofílicos
- Polar con carga -: hidrofilicos, proveen a las proteínas de superficies anionicas de cationes
Enlace peptídico
➢ Rígido y plano (ángulos de rotación restringidos).
➢ Configuración trans.
➢ Polar sin carga.
➢ Presenta características de doble enlace parcial (resonancia).
Las proteínas conjugadas
consisten en proteínas simples combinadas con algún componente no proteico.
➢ Los grupos no proteicos se llaman grupos prostéticos.
➢ Ejemplos: glicoproteínas , lipoproteínas , metaloproteínas
Estructura Proteínas:
Primaria : La función de una proteína depende de su secuencia de aminoácidos.
Es el número, naturaleza y secuencia de los aminoácidos en la cadena peptídica. Hay tmb enlaces de disulfuto
Secundarias:
Hay P. de H en enlaces peptídicos
➢ Hélice alfa (α)
se enrrolla, Los grupos R se ubican hacia el lado externo de la hélice.(intracatenarias). Se estabiliza x puentes de H entre grupo N-H con C-O
Una Vuelta = 3.6 Residuos = 5.4 Å 7 puentes de hidrógeno por vuelta
Cada Aa (n) forma 2 puentes de hidrógeno con su enlace peptídico y el enlace peptídico del Aa en (n+4) y en (n-4).
Desestabilizan
✓ Aa con la misma carga (lisina, arginina, glutamato, etc).
✓ El tamaño y cercanía de residuos muy voluminosos (Asn, Ser, Thr, Cys).
✓ Prolina introduce una desviación e interrumpe la hélice-α.
La alanina muestra mayor tendencia a formar estructura hélice α
➢ Hojas o conformación beta (β).
zigzag
grupos R sobresalen de la estructura en direcciones opuestas y alternantes.(bajo o sobre el plano)
Se forman puentes de hidrogeno intercatenarios entre los enlaces péptidicos de las cadenas polipeptídicas adyacentes.
No existen puentes de hidrogenos intracadena.
- Paralelo: Dirección de cadenas identica
- Antiparelelo: Dirección de las cadenas opuestas
- Estabilizan la estructura β
✓ Puente de hidrógeno entre el H unido al N de un enlace peptídico y el O del grupo carbonilo de un enlace peptídico de cadenas adyacentes (principal estabilizador).
Desestabilizan la estructura β
✓ Aa con la misma carga (lisina, arginina, glutamato, etc).
✓ El tamaño y cercanía de residuos muy voluminosos (Asn, Ser, Thr, Cys).
➢ Giro o bucles β.:
por tramos rectos de estructura secundaria repetitiva, unidas por hebras que cambian bruscamente de dirección
cuatro restos sucesivos donde hay un cambio de 180º
estabilizados por puentes de hidrógeno intracatenarios.
A menudo se observan residuos de prolina y de glicina.
Estructura Terciaria
Se estabiliza por interacciones y enlaces entre grupos R de los residuos que la componen.
Puentes de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas, interacciones iónicas y puentes disulfuros.
Los puentes disulfuros pueden ser:
➢ Intracatenario (en la misma cadena).
➢ Intercatenario (distintas cadenas).
Mioglobina: proteína que une O2 en las células musculares (ballena, foca).
Cadena polipeptídica plegada en 3D. Grupos R hidrofóbicos hacia el interior de la proteína. Interior compacto (4 moléculas de H2O) característico de proteínas globulares.
Estructura cuaternaria:
Asociación tridimensional de subunidades de cadenas polipeptídicas.
Existen como dímeros (2), tetrámeros (4) u oligómeros (más 4 subunidades).
➢ Homo: sub. idénticas.
➢ Hetero: sub. diferentes.
Hemoglobina: proteína tetramérica que se encuentra en elevada concentración en los glóbulos rojos. Cada una formada por cuatro subunidades: dos de tipo alfa y dos de tipo beta, y cada subunidad puede unir una molécula de oxígeno a través de su grupo hemo
Desnaturalización :
se desenrollan
Cambio o variación de la estructura tridimensional y perdida de la funcionalidad biológica.
Se produce por cualquier factor que desestabilice los enlaces no covalentes que estabilizan la estructura nativa de la proteína.
pH El exceso de iones H+ y OH– en el medio cambia la distribución de cargas de los R y desestabiliza las interacciones de la proteína. Puede ser reversible en algunos casos, y en otros irreversible.
Temperatura Los aumentos de temperatura provocan un aumento de los movimientos moleculares que afectan los puentes de hidrógeno y enlaces no covalentes.
Sustancias químicas Las sustancias polares en altas concentraciones como la urea desestabilizan los puentes de hidrógeno. Los detergentes desestabilizan las interacciones hidrofóbicas.
Agentes reductores β-mercaptoetanol y ditiotreitol (DTT) reducen puentes disulfuro y desestabilizan la estructura terciaria o cuaternaria
Cofactor
: componente no proteico, termoestable y de baja masa molecular, necesario para la acción de una enzima. Generalmente de origen inorgánico.
Coenzima
: componente no proteico, termoestable y de baja masa molecular, necesario para la acción de una enzima. Generalmente de origen orgánico.
Grupo prostético
: cofactor o coenzima unido covalentemente a la enzima.
Holoenzima
: enzima catalíticamente activa unida a su cofactor o coenzima
Apoenzima
: parte proteica de la enzima sin cofactor o coenzima.
Ruptura y formación de enlaces
Catálisis General Ácido-Base Intermediarios cargados inestables pueden ser estabilizados por transferencia de H+ por moléculas distintas del H2O.
Catálisis Covalente Formación de una unión covalente transiente entre la E-S, E tiene un grupo nucleofílico X: (grupo enzima)
Catálisis Ion-Metálica Formación de una unión covalente transiente entre la E-S, E tiene como grupo nucleofílico al ion metálico.
Catalisis: Reacción química
Existen interacciones intermoleculares especificas entre aminoácidos del sitio activo y el sustrato
Sitio Activo – Residuos no esenciales. – Residuos esenciales. * Estructurales * Unión * Catalíticos
Residuos Catalíticos Aa con R químicamente activos: * Cis (SH) * Tir (OH aromático) * Ser (OH) * Lis (NH2 ) * Glu (COOH) * Arg (guanidino) * Asp (COOH) * His (imidazol)
1ª Ley termodinámica:
La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.
Entalpía (H): contenido o cantidad de energía en el sistema de reacción (energía en forma de calor)
Reacción Exotérmica: sistema LIBERA calor hacia los alrededores.ΔH: –
H = HP – HR < 0
Reacción Endotérmica: sistema GANA calor desde los alrededores.ΔH: +
H = HP – HR > 0
2ª Ley:
Si un proceso ocurre espontáneamente (por si misma) la Entropía (S) del sistema debe aumentar, y es máximo cuando el sistema se acerca al equilibrio.
Energía Libre de Gibbs (G): Máxima cantidad de energía obtenida capaz de hacer trabajo durante una reacción /energía que sobra, liberada por la rx, se puede utiliza para generar trabajo
A Tº y P constante: ΔG = ΔH – T ΔS
Si ΔG < 0 reacción espontánea, exergónica. Además de generar productos libera energía
G > 0 reacción no espontánea, endergónica. No sucede por si misma, se debe aportar energía al proceso
G = 0 no hay cambio neto, sistema en el equilibrio.
Moléculas que transfieren energía química
ATP
Fosfocreatina: es más energética que el ATP al hidrolizarse
REDOX
Reacciones donde existe movimiento de electrones desde una sustancia que cede electrones (reductor) a una sustancia que capta electrones (oxidante).
Metabolismo
Conjunto de reacciones y procesos físico-químicos que ocurren en una célula. Se divide en dos procesos conjugados:
Catabolismo: ➢ Conjunto de vías degradativas. ➢ Oxidativo. ➢ Se obtiene energía. ➢ Convergente.
Anabolismo: ➢ Conjunto de vías biosintéticas. ➢ Es reductivo. ➢ Se requiere energía. ➢ Divergente.