cortes de luz abril 2024 en la provincia de tungurahua
Proteinas
1. Proteínas
Fuentes de proteína
• Animal
• Vegetal
– Cereales
– Leguminosas
– Hojas (espinaca y
alfalfa)
• Microorganismos
– unicelular
• Fuente de nitrógeno orgánico
–
–
–
–
–
Regeneración y síntesis de tejidos
Enzimas
Anticuerpos
Hormonas
Membranas (transporte)
α-L-Aminoácidos
Proteínas
Unidades estructurales de proteínas
• Productos de alta calidad
carboxilo
– Nutricional
– Propiedades sensoriales
• Textura, geles, viscosidad, fibras, color
• Susceptibles a modificación física,
química y enzimática durante proceso
y almacén
α
amino
Cadena lateral
Enantiomeros
Lisina
Cadena lateral R
1
2. Clasificación de aminoácidos
•
Afinidad por el agua:
Hidrofóbicos
Hidrofílicos
•
Naturaleza del grupo R
–
–
–
–
–
–
alifáticos
aromáticos
hidroxilados
básicos
ácidos
azufrados
2
5. Enlace peptídico
Enlace peptídico
Enlace peptídico
Distancias en el enlace peptídico
40% carácter de doble enlace
Geometría plana
Configuración trans
Extremos de la cadena polopeptídica
N- terminal
Amino terminal
Grupos ionizables
C- terminal
Carbonilo terminal
5
6. Estructura secundaria
Hélice α
• Disposición espacial adoptada por la cadena
polipeptídica a lo largo de su eje
–
–
–
–
-NH-CO-
Hélice
Hoja plegada
Giros β
azar
Hélice α
Restos de
aa por vuelta
3.6
hélice 310
hélice π
3
4.4
Hélice γ (5.2 restos de aminoácidos)
Helice
derecha
Estabilizada por interacciones
Iónicas y puentes hidrogeno
6
7. Hoja plegada β
Giros β
Afinidad de los aminoácidos a divesas conformaciones secundarias
7
8. Estructura terciaria
Organización tridimensional de una cadena
polipetídica,
formada por regiones con estructuras
secundarias:
– Esféricas o Globulares
• Estructura compacta similar a una esfera,
• zonas hidrofóbicas plegadas en el centro
• Solubles en agua, sols. Salinas diluidas, ácidos y bases
débiles
– Tubulares o Fibrilares
• Insolubles en agua
• Unidas por un gran número de enlaces
• Forman tejidos (piel, músculo, tendones, etc)
Proteína globular
dominios
Estructura cuaternaria
• Asociación de dos o más unidades
proteicas o cadenas polipeptídicas
• Mediante interacciones no covalentes
8
9. Interacciones que estabilizan
estructura de proteínas
• Covalentes
– Peptídicos
– disulfuro
• Electrostática
– Iónicos
– Dipolo-dipolo
– Ión-dipolo
• van der Waals inducción de momentos dipolares en grupos apolares
• Puentes de hidrógeno (carbonil-amida, amida-hidroxilo,
hidroxilo-carbonilo)
• hidrofóbicas
Interacciones covalentes
-Cα
Interacciones electrostáticas
+
H3N_ Iónica
C-O O
_
C- N
H
O
Cα−
-S
S-
Peptídico
_
disulfuro
CH2OH
_
CH2OH
HOCH2_ Dipolo-dipolo
O
δ- δ+
O
C_
Ión - dipolo
9
10. Puentes de hidrógeno
N-H
O=C_ Carbonil-amida
_
N-H
H
O_ Amida-hidroxil
_
OH
O=C_ Hidroxil-carbonil
_
Interacciones proteína-agua
La conformación de proteínas depende
de la interacción con el solvente.
• Agua estructural:
atrapada dentro de cavidades
unida fuertemente a cadenas laterales
•
•
Agua de la monocapa o interfacial
Agua libre solvatación
Interacciónes proteína-agua
C-O O
_
_
_
_
Ión – dipolo
δ+
δ+
CH2-O-H
N-H
δ-
δ+
Dipolo
-
d
ipolo
δ+
– Homoproteínas
– Heteroproteínas o conjugadas
• Solubilidad:
• Función biológica:
δ-
Puente de hidrógeno
δδ+
Proteínas conjugadas
Clase
– Globulares
– fibrilares
• Composición:
δ-
C=O
Clasificación de proteínas
• Forma:
δ-
Grupo protético
–
–
–
–
–
Estructurales
Anticuerpos
Transporte
Enzimas
hormonas
Mioglobina
Grupo hemo
Ejemplo
Lipoproteínas
Lípidos
β-lipoproteína
Glucoproteínas
Carbohidratos
Inmonuglobulina
Fosfoproteínas
Grupos fosfato
Caseina
hemoproteínas
Grupo hemo
Hemoglobina
flavoproteínas
Flavin nucleotidos
Succinato deshidrogenasa
metaloproteínas
Hierro
Cinc
Calcio
Molibdeno
cobre
Ferritina
Alcohol deshidrogenasa
Calmodulina
Dinitrogenasa
plastocianina
Cadena polipeptídica
10
11. Clasificación de proteínas por solubilidad
• Albuminas
Desnaturalización
• Solubles en agua, coagulan por calor
• Globulinas
Pérdida o cambios en la estructura
secundaria y terciaria
• Insolubles en agua
• Solubles en soluciones salinas diluidas
• Histonas
• Elevado contenido re residuos básicos
• Solubles en ácidos
• Glutelinas
• Solubles en ácidos (pH 2) y bases fuertes (pH 12)
• Prolaminas
• Solubles en etanol al 50-80%
• Escleroproteínas
Proteína nativa
• insolubles
Susceptibilidad de la proteína a
la desnaturalización
Facilidad del agente para romper
interacciones que estabilizan
estructura
intensidad
tipo de proteína
Efectos de la
desnaturalización
Reducción de la solubilidad
reducción en la capacidad para fijar
agua
pérdida de actividad biológica
aumento de la susceptibilidad al
ataque de proteasas
aumento en la viscosidad intrínseca
incapacidad para cristalizar
Interacciones proteína-proteína
Tipo
E
kJ/mol
Distancia
(°A)
grupos
Proteína desnaturalizada
Desnaturalización
Disolventes que
perturban
330-380
1-2
Cistina-S-S
Reductores
Mercaptoetanol
Ditiotreitol
Puente
hidrógeno
8-40
2-3
-NH
C=O
-OH
Urea
Guanidina
detergentes
Hidrofóbicas
4-12
3-5
alifáticas
aromáticos
Detergentes
Disolventes orgánicos
Electrostáticas
42-84
2-3
COO
NH3+
Van der Waals
1-9
-
Energía libre
covalente
nativo
Barrera de activación
desnaturalizado
Soluciones salinas
pH´s extremos
Dipolos
permanentes o
inducidos
11
12. k1
PN
Proteína
nativa
k2
X1
k3
X2
microestados
PD
Factores de
desnaturalización
Agentes físicos
calor
congelación
tratamientos mecánicos
presión hidrostática
radiación
interfases
proteína
desnaturalizada
Energía de activación es elevada por ruptura
de:
•enlaces disulfuro,
•interacciones no covalentes de baja
energía
Factores de
desnaturalización
Agentes químicos
ácidos y álcalis
metales
disolventes orgánicos
soluciones salinas concentradas
Calor
Q10= 600
depende de:
naturaleza de proteína
pH, fuerza iónica
solubilidad
Desnaturalización: Fenómeno
en etapas
Temperatura
Efectos del tratamiento
térmico 60-85°C
ruptura de purntes de hidrógeno
Exposición grupos hidrofóbicos
Apertura de la cadena polipeptídica
precipitación
ruptura de enlaces disulfuro
liberación de sulfuro de hidrógeno
deshidratación
Efectos del tratamiento
térmico 80 a 100°C
reacción de Maillard
racemización de aa
desaminación de glutamina y asparagina
formación de nuevos enlaces covalentes o
intramoleculares
oxidación
12
13. Efectos del tratamiento
térmico 100 a 150°C
Caramelización
síntesis de enlaces iso-péptídicos
síntesis de lisinoalanina
Congelación
Interfases
sulfuros
disulfuros
mercaptanos
compuestos volátiles
a. difusión hacia la interfase
b. ruptura de enlaces aguaproteína
c. apertura
d. grupos hidrofóbos expuestos
hacia la fase no acuosa
e. orientación de grupos
hidrofílicos hacia las fase
acuosa
Ácidos y álcalis
I. Adsorción:
P*m + n(H2O)
II Desnaturalización
P*m + n(H2O)
cisteína
cistina
metionina
Interfases
Formación de agregados y precipitación
disociación de oligómeros
reorganización de sub-unidades
PN m(H2O) + (H2O)*
Desulfuración
pH´s extremos
incremento de repulsiones electrostáticas
entre grupos ionizados dentro de la
molécula
desplegamiento
PD
P* = proteína hidratada y activada
13
14. Influencia del pH sobre
Hidratación
pH vs pI
Carga neta
+
-
140
pH>pI
carga negativa
pH=pI
igual numero de cargas
positivas y negativas
120
+
pH
0
CRA
100
80
60
40
-
pH< pI
carga positiva
20
0
pH = pI
5
10
15
pH
Metales
Serie de Hofmeister
• Transición (Cu, Fe, Hg, Ag)
(PO4)3->(SO4)2-> Cl-> Br -> NO3->
(NH4)+ > K+ > Na+ >Mg 2+ > Ca 2+
ClO4
->
SCN-
Promueven
precipitación
Disolventes orgánicos
• Reducen la constante diélectrica del medio
• Modifican interacciones electrostáticas que
estabilizan la estructura de proteínas
reaccionan fácilmente con proteínas
forman complejos estables con grupos- tiol
• alcalino-terreos (Ca, Mg)
poco reactivos
Sales
Urea y sales de guanidina (4-8M)
rompen puentes de H
disminuyen interacciones hidrofóbicas
incrementan solubilidad de residuos hidrófobos
provoca grados variables de desnaturalización
• Penetran en regiones hidrofóbas
14
15. Agentes de superficie
Urea y mercaptoetanol
Dodecilsulfato de sodio (SDS)
actúa como intermediario de regiones hidrófoba e hidrofílicas
Aniónicos
incrementan la carga neta negativa
y las fuerzas de repulsión internas
producen desplegamiento de la estructura nativa
Efecto de altas presiones
• Cambios en las distancias:
– interatómicas
– interacciones intra e intermoléculares
Ruptura / pH , fuerza iónica, °C
• enlaces iónicos por electrostricción
• interacciones hidrofóbicas
De 100 a 200MPa
• Disociación de estructuras
oligoméricas
• parcial desnaturalización de las
estructuras monoméricas
• agregación proteica
15
