Péptidos Y Estructura Primaria

Tema 4 Péptidos y estructura primaria de proteínas
Péptidos: Es el conjunto de aa unido entre sí mediante un enlace covalente y amida llamado enlace peptídico. Estos péptidos se clasifican según el número de aa que contenga. Dipéptido, tri, oligo, polipéptido. Tienen un sentido NC, liberándose H2O en la formación del enlace. Normalmente son lineares pero podemos encontrar oligopéptidos cíclicos.
Nomenclatura, se van citando en el nombre, ej:
H3N+-Tyr-Ala-Cys-Gly-COO- Tirosilalanilasteiniglicina
Las proteínas formadas pueden ser una cadena (monómera) o varias (dimérica, trimérica, tretramérica) también si son de la misma composición homodimérica o heterodimérica.
Naturaleza del enlace peptídico


Cuando dos aa se relacionan el grupo amino libre del Segundo se relaciona con el grupo carboxilo libre del primero dando lugar a agua. Una vez formada la cadena hablamos de residuos de aa.
Características del enlace peptídico
Su hidrólisis es una reacción exergónica. Es un enlace covalente, fuerte. Los electrones del grupo amino resuenan con los del grupo carboxilo. Hablamos de resonancia cuando los e- que se comparten no están determinados sino que existe una nube con flujo entre ambas capas de valencia.
Los electrones de la capa den N del grupo amino entran en resonancia con los del C del grupo carboxilo. Por eso se dice que C-N tiene cierto carácter de doble enlace porque no puede rotar. Sin embargo esta limitación hace que las estructuras de proteínas varíen mientras que el enlace peptídico siempre se encuentra en el mismo plano.
Los grupos Cα del enlace pueden estar en dos posiciones:


La configuración que hay alrededor del enlace peptídico es del tipo trans porque es más estable porque las R de los Cα tienen distintas extensiones y no interfieren entre sí.
El enlace peptídico es covalente, rígido, plano y con carácter parcial de doble enlace
La reacción de formación de un enlace peptídico tiene una ΛG=+21kj/mol. Decimos que no es favorable, no son enlaces que se desarrollan de forma espontánea, requieren energía que proviene de la hidrólisis de ATP y otros.
Son enlaces muy fuertes y hace falta métodos muy drásticos para romperlos como calentar el HCl 6M o mediante hidrólisis alcalina. Si queremos una hidrólisis selectiva se utilizan las proteasas específicas.
Propiedades químicas
Propiedades ácido base
Son características de los grupos funcionales.
Las proteínas con carga neta son en las que el nº de residuos positivos es igual al de residuos negativos. En los péptidos diferenciamos dos extremos, el N-terminal y el C-terminal que determinarán el pH.
Para estimar el pK o su pH en disolución tenemos que averiguar que aa se encuentra en N-terminal y la naturaleza química de todas las cadenas laterales. Se toman como referencia porque pueden ionizarse y determinar el pH.
En el caso de los péptidos podemos obtener curvas de titulación ya que cada aa tiene una distinta. A medida que aumenta el pH, los grupos ionizables cambia su estado, por tanto, la curva tendrá tantas mesetas como aa lo compongan.
El pI es el pH para el cual la carga neta es 0. En estas condiciones el péptido no es soluble porque la capacidad de esta mol para interaccionar está reducida. También se reduce la capacidad de desplazarse. Estas propiedades se utilizan para separar péptidos en base al pH.
Estructura de las proteínas
Hablamos de secuencia al conjunto de aa que forman un péptido diciendo cuales son y su orden. La composición es el tipo de aa que tiene. La secuencia determina la estructura y la función que depende de la estructura. Si tenemos la secuencia podemos obtener la función y posible estructura.
Cuanto más parecidas son las secuencias más próximas estarán en la evolución.
Cuando se comparan las secuencias de distintos s.v. se alinean para hacer coincidir el N-termi y observar residuos variables, invariables y modificaciones.
Los residuos invariables son los aa que están en todas las secuencias en la misma posición, son los básicos para determinar la función.
Los residuos variables son los aa que no se conservan en todas las secuencias, en la misma posición.
Las sustituciones conservadoras son cuando una posición para todas las cadenas hay distintos aa pero de la misma naturaleza.
Cuanto mayor es la similitud mayor es la homología. Un árbol filogenético representa distintos s.v. en función de la homología del citocromo C.
Determinación De La Posición De Los Aminoácidos
Se hace una hidrólisis total para obtener los aa libres. A la prot se añade una disolución de HCl 6M y el pH queda cercano al 1. Además se calienta 100ºC durante 10min y 20horas. Esto hace que se rompan los enlaces y se obtengan libres pero no podemos saber el orden. Las más usada es la HPLC porque es la que mejor separación ofrece. La más usada es la que tiene como f.e. gel de sílice y como f.m. disolventes de polaridad decreciente.
Para determinar que tubos contienen aa se utiliza ninhidrina. Con esto podemos determinar la concentración (desprende color azul según la [] de aa libres.)
Después se mide la absorvancia de cada tubo en un espectofotómetro.
Para averiguar que aa son:
Medir la absorvancia a 280nm estos son absorbidos por los aa aromáticos.
La fluorescencia: se manipula mediante la unión de compuestos fluorescentes, uno por cada aa.
Secuencia de un péptido
1-Primero hay que romper los enlaces disulfuro mediante_
La oxidación de la prot con ác perfómico
La reducción llevada a cabo por la β-mercaproetanol o ditiotreitol para obtener dos cadenas separadas generando grupos sulfhidrilos.
2- El siguiente paso es la determinación de N-terminal. Se utiliza el Método de Sanger. Se basa en la utilización de un compuesto químico con la capacidad de emitir luz fluorescente y reaccionar con el grupo amino del primer aa. Es el 1-fluoro-2,4-dinhidrobenceno. El anillo de benceno se une al grupo amino del primer aa y rompe el enlace peptídico. Este método sólo determina el primer aa y actualmente se utilizan otros compuestos como el cloruro de densillo y el cloruro de dapsilo.
También nos interesa saber cuál es el último aa el C-terminal. Para ello se utilizan enzimas, carboxipeptidasas (AyB) que se unen al último aa y lo separan.
La del tipo A se une y separa aa de naturaleza aromática y la del tipo B en el resto de los casos y funciona cuando el último aa es de naturaleza básica.
3- El siguiente es rompe en fragmentos la cadena polipeptídica, para ello se utilizan enzimas que rompen la cadena en fragmentos llamados secuencias diana. Si tratamos una proteína con distintas enzimas obtenemos fragmentos. Una vez tenemos los fragmentos intentamos obtener la secuencia de cada uno de los fragmentos. Observando los fragmentos podemos deducir donde se solapan.
Tyr-Leu-Ile-Val-Ala-Met-
Val-Ala-Met
Met-Tyr-Leu-Ile
La cadena complete sería Met-Tyr-Leu-Ile-val-Ala-Met
Siempre es aconsejable utilizar como referencia los fragmentos más grandes.
Tabla sobre La Rotura Específica De Aminoácidos
Para fragmentos de menos de 50aa se utiliza la degradación de Edran. El Fenilisociotianato se une a los aa y rompe el enlace peptídico. Si además está en medio ácido se rompe el enlace peptídico y se obtiene un compuesto llamado Fenilisolial+ aminoación.
Lo que tenemos es una cadena de reacciones sucesivas que separan uno a uno cada aa desde el extremo N-terminal para obtener cada aa y con un detector de fluorescencia, determinar la secuencia. Es más fácil y eficaz que el otro método.
Péptidos De Interés Biológico
Oxitocina, hormona de naturaleza proteica que se sintetiza en la hipófisis. Se encarga de promover la producción de leche y las contracciones del parto. Influye en el comportamiento sexual, maternal y social.
Bradiquinina y sustancia P inhibe la inflamación de los tejidos.
NeuropéptidoY y Galanina promueven la sensación de hambre.
Colecistoquitina y hormona Estimulante de los Melanocitos α encargados de sintetizar la melanina. Inhiben el apetito.
Vasopresina y Factor Natriurético Auricular: controlan la cantidad de H2O en sangre.
 Encefalinas. Met-encefmina y leu-encefalina: hormonas neurotransmisores que se encargan de la sensación de dolor y producir la de placer.
Amantina, veneno de las setas que bloquea todos los mecanismos de neurotransmisión del cuerpo.
Glutatión, γ-glutami, L-cisteinilglicina, regula la síntesis de prot y ác nucleicos y protege las cel. de la oxidación.