2. Aminoácido
• Los aminoácidos son los monómeros de las
proteínas.
• Los aminoácidos están formados por:
– Un carbono unido a un grupo carboxilo.
– Un grupo amino
– Un hidrógeno y
– Una cadena R de composición variable
• En los aminoácidos naturales, el grupo amino y el
grupo carboxil se unen al mismo carbono que recibe
el nombre de alfa asimétrico.
• Existen unos 20 aminoácidos distintos componiendo
las proteínas.
• Técnicamente hablando, se les denomina alfa-
aminoácidos, debido a que el grupo amino (–NH2) se
encuentra a un átomo de distancia del grupo
carboxilo (–COOH).
5. Aminoácidos estándar
• Hay veinte α-aminoácidos, denominados
aminoácidos estándar, que prácticamente se
encuentran en todas las proteínas
• Los aminoácidos estándar difieren unos de otros
en la estructura de las cadenas laterales
enlazadas a los átomos de carbono α.
6.
7.
8. •
Clasificación de AA
Existen muchas formas de clasificar los aminoácidos.
– Según las propiedades de su cadena. (características químicas)
– Según su obtención.
SEGÚN LA CADENA
•
•
•
•
•
Neutros polares, polares o hidrófilos : Serina (Ser,S), Treonina (Thr,T),
Cisteína (Cys,C), Asparagina (Asn,N), Glutamina (Gln,Q) y Tirosina
(Tyr,Y).
Neutros no polares, apolares o hidrófobos: Glicina (Gly,G), Alanina
(Ala,A), Valina (Val,V), Leucina (Leu,L), Isoleucina (Ile,I), Metionina
(Met,M), Prolina (Pro,P), Fenilalanina (Phe,F) y Triptófano (Trp,W).
Con carga negativa, o ácidos: Ácido aspártico (Asp,D) y Ácido
glutámico (Glu,E).
Con carga positiva, o básicos: Lisina (Lys,K), Arginina (Arg,R) e
Histidina (His,H).
Aromáticos: Fenilalanina (Phe,F), Tirosina (Tyr,Y) y Triptofano (Trp,W)
(ya incluidos en los grupos neutros polares y neutros no polares).
9. 9
aa
CON N BÁSICO
CLASIFICACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS. 1
ALIFÁTICOS
NO POLARES
AROMÁTICOS
POLARES SIN CARGA
CON GRUPOS ÁCIDOS
POLARES CON CARGA
10. No polares alifáticos
H2N CH C OH
O
H2N CH C OH
O
H2N CH C OH
O
H2N CH C
CH2
OH
CH3
CH
CH3
H
GLICINA
Gli
O
CH3
VALINA
Val
LEUCINA
Leu
H2N CH C
CH
OH
CH3
ALANINA Ala
O
CH3
CH2
CH3
ISOLEUCINA
Ile
10
HN
C OH
CH
CH3
O
PROLINA
Pro
11. H2N CH C
CH2
OH
O
H2N CH C
CH2
OH
No polares aromáticos
O
H2N CH C OH
O
FENILALANINA
Phe OH
TIROSINA
Tyr
11
CH2
HN
TRIPTOFANO
Trp
12. 12
H2N CH C OH
O
CH2
OH
H2N CH C OH
Polares sin carga
O
CH
CH3
H2N CH C OH
O
CH2
SH
H2N CH C
CH2
OH
O
CH2
C
NH2
H2N CH C
CH2
OH
O
C
NH2
O
SERINA
Ser
OH
TREONINA
Tre
CISTEÍNA
Cys
O
GLUTAMINA
Gln
ASPARRAGINA
Asn
H2N CH C
CH2
OH
O
CH2
S
CH3
METIONINA
Met
13. 13
Con carga
H2N CH C OH
O
H2N CH C OH
O
CH2
CH2
CH2
NH
C
NH2
NH
H2N CH C OH
O
CH2
CH2
CH2
CH2
NH2
LISINA
Lis ARGININA
Arg
CH2
N
NH
HISTIDINA
Hys
H2N CH C OH
O
H2N CH C OH
O
CH2
C O
OH
ACIDO GLUTÁMICO
Glu
CH2
CH2
C O
OH
ÁCIDO ASPÁRTICO
Asp
BÁSICOS (O CARGADOS +) ÁCIDOS (O CARGADOS -)
14. Según su obtención
• No pueden ser obtenidos por biotransformacion propia.
Deben ser ingeridos.
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Para humanos, los aminoácidos esenciales son:
Valina (Val)
Leucina (Leu)
Treonina (Thr)
Lisina (Lys)
Triptófano (Trp)
Histidina (His)
Fenilalanina (Phe)
Isoleucina (Ile)
Arginina (Arg) (Requerida en niños y tal vez ancianos)
Metionina (Met)
15. Valor biologico de las proteinas
• El grado de utilidad de una proteína no sólo depende de su
digestión y absorción, sino de su uso después de la absorción. Una
medida común de evaluar las proteínas es en base a su Valor
Biológico (VB). La fórmula es:
•
•
VB= N consumido - (N fecal +N urinario) X 100
N consumido- N fecal
• N=nitrógeno
• El valor biológico se define como el porcentaje de Nitrógeno (N)
absorbido en el tubo digestivo, y que se halla disponible para las
funciones corporales relacionadas con la producción. Los números
más próximos a 100, indican un mayor valor biológico
• Determinación: Se mide el consumo total de Nitrógeno (N), y se
mide la excreción del N tanto en la orina como en el excremento.
• Existen otras medidas menos usuales de la calidad de una
proteína y son la Relación de eficiencia proteínica (REP),
Aprovechamiento neto de la proteína (ANP), y el valor proteico neto
16. •
Aminoácidos no proteicos
Son derivados de otros aminoácidos, es decir, se incorporan a la proteína
como uno de los aminoácidos proteicos y, después de haber sido formada
la proteína, se modifican químicamente; por ejemplo, la hidroxiprolina.
17. •
•
Serotonina.
La serotonina (5-hidroxitriptamina o 5-HT) es una monoamina
neurotransmisora sintetizada en las neuronas serotoninérgicas del
sistema nervioso central (SNC) y en las células enterocromafines del
tracto gastrointestinal de animales. La serotonina también se
encuentra en varias setas y plantas.
Entre las principales funciones de la serotonina está la de regular el
apetito mediante la saciedad, equilibrar el deseo sexual, controlar la
temperatura corporal, la actividad motora y las funciones perceptivas
y cognitivas.
18. Carboxiglutamato
• Principal componente de la
protrombina
• Contiene 6 residuos de g-
carboxiglutamato en la región
aminoterminal, a los que se unen
iones calcio para facilitar la unión de
la proteína a su complejo de
activación sobre la membrana de la
célula en los sitios lesionados.
• La protrombina se encuentra en
plasma circulante en forma de
grános de zimógeno protrombínico,
una proteína de contiene 582
residuos de aminoácidos. También
se la denomina factor II de la
19. Tipos de proteinas
•Proteinas simples. solo están compuestas de
aminoácidos
•Composición: C= 50%, O=23%, N=16%, H=7%,
S=3%.
•Ejplo. Gluten.
•Analisis de Kjeldhal. P = Np(100/16)
• Proteinas conjugadas. Ej. hemoglobina
20. PROPIEDADES DE AMINOACIDOS
• Ácido-básicas.
– Cualquier aminoácido puede comportarse como ácido y
como base, se denominan sustancias anfóteras.
– Cuando una molécula presenta carga neta cero está en
su punto isoeléctrico.
– Se comportan como sustancias tampón.
• Ópticas.
– Todos los aminoácidos excepto la glicina, tienen el
carbono alfa asimétrico lo que les confiere actividad
óptica.
• Químicas.
– Las que afectan al grupo carboxilo (descarboxilación).
– Las que afectan al grupo amino (desaminación).
– Las que afectan al grupo R.
21. • En medio acido, los aminoácidos están totalmente
protonados y tienen carga positiva (forma catiónica).
• En Solución casi neutra, los aminoácidos existen como
iones dipolares. estos iones también se conocen como
zwitteriones.
• Para pH altos, los aminoácidos se cargan negativamente
(forma aniónica) porque los iones hidróxido sacan los H+
de las moléculas.
1.- Propiedades ionicas
23. Curva de valoración de la glicina
El pH controla la carga de la
glicina: catiónica por debajo
de pH = 2.3; aniónica por
encima de pH = 9.6 y
zwitteriónica entre pH = 2.3
y 9.6. El pH isoeléctrico es
6.0.
El punto isoeléctrico es el
pH al que el aminoácido se
encuentra en equilibrio
entre las dos formas, como
el zwitterión dipolar con
una carga neta de cero.
24. Ejemplo, la valina:
• a pH 1: carboxilo como -COOH y amino como
-NH3+. El aminoácido tiene carga positiva neta.
• A pH 7, el carboxilo se disocia (-COO-) y el amino
sigue protonado (-NH3+); (zwitterion).
• A pH 13, el carboxilo sigue disociado (-COO-) y el
amino pierde el protón ( -NH2); el aminoácido queda
con una carga negativa.
25. H +A
pKa
•Es una forma simplificada de observar la constante de
equilibrio K
•La ecuación de Henderson-Hasselbach rige la disociación de
cualquier ácido o base débil a un pH determinado.
•La ecuación implica el uso de las concentraciones de
equilibrio del ácido y su base conjugada. Para el cálculo del
pH en soluciones buffer.
Donde, HA + - Ka = [ H+][A-]
[HA]
pH = -log [ H+]
26.
27. Punto isoelectrico
• pH en el cual un aminoácido tiende a adoptar una forma
dipolar neutra.
• La solubilidad en agua de un aminoácido es mínima
en su punto isoeléctrico.
30. Los aminoácidos se pueden unir por enlaces
peptídicos
Dos aminoácidos
Eliminación de una
molécula de agua
... Formación del
enlace CO--‐NH
Enlace peptidico
Extremo amino
Extremo carboxilo
31. Reacciones del grupo amino
• La ninhidrina reacciona con el grupo amino, lo oxida y
libera amonio el cual se condensa con la ninhidrina
reducida, y con otra molécula de ninhidrina libre, para
producir un producto púrpura.
32. reacción de la ninhidrina
• Es una de la reacciones más importantes, la cual se ha
utilizado durante muchos años para detectar y
cuantificar a.a. en cantidades del orden del microgramo.
• La ninhidrina descarboxila por oxidación los -a.a. a CO2
y un aldehído, formándose un complejo de color azul-
púrpura (l : 570 nm).
• Los a.a. Como la, prolina e hidroxiprolina, producen un
color amarillo con ninhidrina.
33. Otras reacciones
• Prolina e hidroxiprolina, producen color amarillo con
ninhidrina.
• REACCION CON DINITROFLUOROBENCENO.
• Principal aplicación. Determinación del residuo N-terminal
de cadenas peptidicas.
• El complejo formado es el dinitrofenil (DNP) de color
amarillo.
• REACCION CON FENILISOTIOCIANATO.
• Reacción de Edman. Con cloruro de dansilo.
• Aplicación principal: determinar la secuencia de cadenas
peptídicas desde el extremo N-terminal.
34. Reacciones del grupo COO-
•Con bromohidruro de litio.
•REACCIONES DEL GRUPO R.
•Reacciones específicas:
•Reacción de Millon.(mercurio en acido nítrico fumante)
Tirosina- rosado
•Reacción de Sullivan.(cianuro sódico al 5%). Cisteina- rojo
•Reacción de Folin.(1,2-naftoquinon-4-sulfonato sódico al
0,2%, hidróxido sódico al 10%). Metionina. Rojo.
•Reacción de Sakaguchi: (arginina)
•El grupo guanidino del aminoácido arginina se condensa
con el alfa-naftol del reactivo, y luego forma un complejo
coloreado con el hipoclorito de sodio
35. •
•
•
•
•
•
•
Reacción de los aminoácidos azufrados
Se basa en la separación mediante un álcali, del azufre de los
aminoácidos, el cual al reaccionar con una solución de acetato de
plomo, forma el sulfuro de plomo (negro).
Técnica:
Poner en tubo de ensayo de 2 a 3ml de albúmina de huevo (clara).
Añadir 2ml de solución de hidróxido sódico al 20%.
Añadir 10 gotas de solución de acetato de plomo al 5%.
Calentar el tubo hasta ebullición.
Si se forma un precipitado de color negruzco nos indica que se ha
formado sulfuro de plomo, utilizándose el azufre de los aminoácidos, lo
que nos sirve para identificar proteínas que tienen en su composición
aminoácidos con azufre.
36. Estereoismerismo de aminoácidos
• Isómeros: dos o mas compuestos que tienen el mismo
numero, clase de átomos y PM.
• Isomería estructural.
• Estereoisomería.
– Isómeros geométricos. Cis- trans.
– Enantiomeros. Isómeros ópticos. L. D
37. Enantiomeros
• Los aminoácidos que tienen un centro asimétrico en el carbono
alfa pueden existir en dos formas, (D y L), las cuales son
imágenes al espejo una de la otra.
• Las dos formas enantiómeras tienen las mismas propiedades
físicas excepto la interacción con la luz polarizada en un plano:
un isómero desvía el plano de polarización hacia la derecha,
mientras el otro isómero lo desvía en la dirección contraria.
• Las dos formas en cada par son denominadas estereoisómeros,
isómeros ópticos o enantiómeros.
• Todos los aminoácidos que se encuentran en las proteínas
son de configuración L.
• No obstante los aminoácidos de configuración D son
encontrados en algunos antibióticos y en paredes de células
bacterianas.
38. Aminoacidos D
• Un grupo de científicos de la Universidad de Harvard, con
la colaboración de investigadores del Centro Biología
Molecular Severo Ochoa del Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC), ha descubierto que las
bacterias liberan D-aminoácidos, que son capaces de
modular la biosíntesis del peptidoglicano --principal
componente de la pared celular bacteriana-- para
adaptarse a los cambios ambientales y a "condiciones
adversas".
• Los priones tienen aminoacidos DEXTROGIROS, y estan
presentes en los hongos Streptomyces y Actinomyces,
tambien en las bacterias llamadas Bacillus esporulados.
40. Determinacion espectrometrica
• La espectroscopia ultravioleta-visible o espectrofotometría
ultravioleta-visible (UV/VIS) es una espectroscopia de
emisión de fotones y una espectrofotometría.
• Utiliza radiación electromagnética (luz) de las regiones
visible, ultravioleta cercana (UV) e infrarroja cercana (NIR)
del espectro electromagnético, es decir, una longitud de
onda entre 380nm y 780nm.
• La radiación absorbida por las moléculas desde esta región
del espectro provoca transiciones electrónicas que pueden
ser cuantificadas.
• Deben formarse complejos con ninhidrina, etc.
41. SEPARACION DE AMINOACIDOS
• Destrucción de proteínas.
• Los a.a. son liberados de las proteínas mediante una
hidrólisis, obtenido por cocción con HCl 6N.
Cromatografía:
• En todas las separaciones cromatográficas, las
moléculas son separadas dentro de una fase
estacionaria y una móvil.
• Dependiéndo del tipo de fase estacionaria podemos
distinguir: cromatografía en papel, cromatografía en
capa fina, o cromatografía en columna.
• La separación depende de la tendencia relativa de las
moléculas en la mezcla de asociarse con más fuerza
a una o a otra fase.
42. Cromatografía en papel
• Las muestras se aplican en un punto marcado aprox. A
5 cm del extremo de una tira de papel filtro, y ésta se
suspende en un recipiente sellado que contiene el
solvente cromatográfico (para a.a. son mezclas de agua,
alcoholes y ácidos o bases, constituyendo la fase móvil).
• La fase movil asciende por capilaridad. Cuando ha
avanzado hasta el otro extremo, la tira se seca y se trata
para permitir la visualización de las moléculas de interés
(ej.: para a.a. se trata con ninhidrina al 0.5% en acetona,
seguida de calentamiento de 90-100° C durante unos
minutos).
43. • La relación entre la
distancia recorrida por un
a.a. con la distancia que
viaja el solvente, medidas
ambas desde el sitio
marcado para la aplicación
de la mezcla de a.a., se
asigna como valor Rf
(movilidad relativa con el
sustrato) de ese a.a.
• La movilidad puede
expresarse en relación a
la de un estandar
44. Rf: La relación entre las distancias recorridas por incompuesto dado y el
frente de la fase móvil, desde el origen del cromatograma se conoce
como Rf (rate factor), y tiene un valor constante para cada sustancia
en unas condiciones cromatográficas dadas (temperatura,
composición de fase móvil, tamaño de la cubeta...etc). El cálculo del
Rf se realiza según:
45. •
Fundamento
Los a.a. con grandes cadenas laterales no polares (Leu, Ileu, Fen,
Trip, Val, Met, Tir) migran más que que aquellos con cadenas
laterales mas cortas no polares (Pro, Ala, Gli) o con cadenas laterales
polares (Thr, Glu, Ser, Arg, Asp, His, Lis, Cis).
• Esto refleja la mayor solubilidad relativa de las moléculas polares en la
fase estacionaria hidrofílica, y de las moléculas no polares en
solventes orgánicos.
46. Cromatografía en capa fina
Es muy similar a la
cromatografía en papel,
pero se utiliza como fase
estacionaria unos
soportes adsorbentes
como celulosa
pulverizada o gel de
sílica, incorporados en
capa fina sobre una
placa de vidrio.
La cromatografía en capa
fina de adsorción se
aplica a sustancias
apolares, como lípidos,
no así a a.a. ni la
mayoría de los péptidos.
47. Cromatografía de intercambio iónico
• La columna cromatográfica consiste en un tubo largo relleno
de partículas de una resina sintética, que contiene grupos
cargados fijos; las que contienen grupos aniónicos se
denominan resinas de intercambio catiónico (ej.: resina con
grupos –SO3-) y las que contienen grupos catiónicos, resinas
de intercambio aniónico.
• La afinidad de cada a.a. por la resina está afectada por el pH
(que determinará el estado de ionización de la molécula) y la
concentración de iones salinos, que pueda competir con la
resina por asociación con el a.a.
• Se puede, por lo tanto, conseguir la separación óptima de los
a.a. mediante un cambio gradual del pH o de la concentración
salina de la solución que se pase a través de la columna, de
manera que se cree un gradiente de pH o de sal.
• Una mejora moderna de ésta y otras técnicas
cromatográficas se denomina cromatografía líquida de alta
resolución (HPLC).
48.
49.
50.
51. Electroforesis
Cuando una mezcla de
moléculas ionizadas y con
carga neta son colocadas
en un campo eléctrico,
estas experimentan una
fuerza de atracción hacia
el polo que posee carga
opuesta
Dejando transcurrir cierto
tiempo las moléculas
cargadas positivamente se
desplazaran hacia el
cátodo (el polo negativo) y
aquellas cargadas
negativamente se
desplazaran hacia el
ánodo (el polo positivo).
52. Separación electroforética.
Representación
simplificada de la
separación
electroforética de la
alanina, lisina y ácido
aspártico a pH = 6.
La lisina catiónica es
atraída hacia el
cátodo, el ácido
aspártico aniónico es
atraído hacia el
ánodo y la alanina se
encuentra en su
punto isoeléctrico,
por lo que no se
mueve
54. Determinación de la composición de los
aminoácidos.
En el analizador de
aminoácidos, el
hidrolizado pasa a través
de una columna de
intercambio iónico. La
solución que emerge de la
columna se trata con
ninhidrina y su
absorbancia se registra en
función del tiempo. Cada
aminoácido se identifica
por el tiempo de retención
necesario para pasar a
través de la columna.
