Les proteïnes: estructura, propietats i classificació en Biologia

Les proteïnes: Introducció

Biologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes 4 Les proteïnes

Esquema de continguts

Recursos i Internet

ESQUEMA RECURSOS INTERNETBiologią 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Estructura i funcions

Esquema de continguts Les proteïnes Els aminoacids Estructura de les proteïnes Propietats de les proteïnes Classificació de les proteïnes Funcions de les proteïnes

Propietats i classificació

Propietats Estructura primària Classificació

Estructura secundària

Estructura secundària: a-hèlix Els vint aminoacids proteics Estructura secundària: col·lagen, conformació p

Enllaç peptídic i estructura terciària

L'enllaç peptídic Estructura terciària Dominis estructurals Estructura quaternàriaBiologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Recursos per a l'explicació de la unitat

Aminoàcids: propietats i classificació

Recursos per a l'explicació de la unitat Els aminoacids: propietats Els aminoacids: classificació Els vint aminoacids proteics

Estructura primària i enllaç peptídic

Estructura primària de les proteïnes Classificació no polars o Makokexs: O H H 1 A 123 120 C 53 4 114° 1,32 A 1.63 114 120 N C Hidrogen Desen enllaç peptidic enllaç peptidic 1.23 A H en aminoacich ....... O O Enllaç peptidic. Model de boles.

Estructura secundària: alfa-hèlix i col·lagen

Estructura secundaria. a-hèlix Estructura secundaria: col·lagen i conformació-

Estructura terciària i quaternària

Estructura terciària Estructura terciària: dominis estructurals Estructura quaternària grups hemo cadena B cadena $ naponbirfb H Sectors amb estructura secundaria en a-helix H cadena q cadena u Hemoglobina

Propietats, classificació i funcions

Propietats de les proteïnes Classificació de les proteïnes Funcions de les proteïnes ,cadenes polipeptidiques ponts disulfur Proteïna en estat normal desnaturalització renaturalització glúcids (oligosacarids) Proteïna desnaturalitzada Esquema d'una immunoglobulina. Colzes sens estriamura 7 a-héli slov waq abiaconims a.t 1,52 A 120" 1.53 A N 110 Aminoacids Carboni Aliments rics en prateines i, per tant, L'enllaç peptídic I Pokxs spree C Esquema tridimensional de la mioglobina.Biologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Composició de les proteïnes: els aminoàcids

1.Composició de les proteïnes: els aminoacids PROTEINBiologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Elements constituents i polímers

1.Composició de les proteïnes: els aminoacids Constituïdes por C, H, O, N (i S). Poden presentar altres elements com P, Fe, Mg, Cu, etc. Son polímers d'aminoacids Aliments rics en proteïnes i, per tant, en aminoàcids.Biologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Estructura dels aminoàcids

1.1.L'estructura dels aminoacids Els AA son molecules organiques que presenten un radical amino (NH ) i un radical acid o carboxil (COOH). Existeixen mes de cent a la natura. H O H H N C C H O Amino R Àcid Radical (és diferent en cada aminoacid)Biologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Propietats dels aminoàcids

1.2.Les propietats dels aminoacids Dels 20 aminoacids primaris, alguns no els podem sintetitzar i, per tant, s'han d'ingerir. Són:

• Arginina (en nens, no en adults): Arg
• Histidina: Hys
• Isoleucina. Ile
• Leucina. Leu
• Lisina: Lys
• Metionina: Met
• Fenilalanina: Phe
• Treonina: Thr
• Triptofan: Trp
• Valina: ValBiologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Propietats físiques dels aminoàcids

1.2.Les propietats dels aminoacids Les propietats físiques dels aminoacids

1. Son compostos solids
2. Cristal.lins
3. Punt de fusió elevat
4. Solubles en aigua

Tots els aa excepte la Glicina tenenel C assimètric aBiologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Propietats químiques dels aminoàcids

1.2.Les propietats dels aminoacids Les propietats químiques dels aminoacids En dissolució aquosa els aa es poden comportar com a acids o com a bases és a dir son substancies amfoteres i per tant tenen efecte amortidor o tampó. El pH al qual un aa queda amb carega neutra (igual núm. de carregues - i +) es diu punt isoelectric (i és diferent en cada AA, depenent del grup R). pH àcid PH neutre pH basic pH <7 pH >7 +H3N-CH-COOH +H3N-CH-COO- H2N-CH-COO- I R H+ I R H+ I R Captació de protons ZWITTERIÓ Alliberació de protons Grup COOH Grup NH2 àcid L'AA es comporta com a BASE bàsic L'AA es comporta com a ACID En solució hi ha una barreja de les 3 formes de l'AA.Biologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Esteroisomeria dels aminoàcids

1.2.Les propietats dels aminoacids Les propietats químiques dels aminoacids Esteroisomeria COOH COOH I H-C NH2 NH2 -C-H I R R Forma D Forma L carboni a Depenent d'on quedi el grup NH, es dirà D (dreta) o L (esquerra). Amb activitat optica dextrògira (desvia la llum polaritzada cap a la dreta) o levògira (cap a l'esquerra) independentment si són D o L.Biologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Classificació dels aminoàcids

1.3.La classificació dels aminoacids

• No polars o hidrofòbics : alanina R = cadena hidrocarbonada
• Polars amb càrrega positiva: lisina Aminoàci ds R té un grup amino (-NH2)
• Polars sense càrrega: glicina i cisteïna R = cadena amb radicals que formen ponts d'H amb l'aigua.
• Polars amb càrrega negativa: àcid aspartic R té un grup àcid (-COOH)Biologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Aminoàcids apolars

1.3.La classificació dels aminoacids APOLARS Alanina (Ala) Metionina (Met) Valina (Val) Fenilalanina (Phe) Leucina (Leu) Isoleucina (Ile) Prolina (Pro) Triptòfan (Trp) COOH - COOH H-C-NH2 COOH - H-C-NH2 COOH N-C-NH2 COOH - H-C-NH2 COOH H-C-NH2 C H2C NH CH- 1 1 HỌC -CH N H

Aminoàcids polars sense càrrega

POLARS SENSE CÀRREGA Glicina (Gly) Serina (Ser) Treonina (Thr) Cisteïna (Cys) Asparagina (Asn) Glutamina (Gin) Tirosina (Tyr) COOH N-C-NH2 COOH N-C-NH2 COOH - H-C-NH2 COOH H-C-NH2 COOH 1 H-C-NH2 COOH H-Ç-NH, COOH T H-C-NH, H CH2 OH HO-C-H CH3 CH T SH CH2 1 C=0 NH- CH2 1 CH2 C= 0 NH2 OH

Aminoàcids polars amb càrrega

POLARS - Àcid aspàrtic (Asp) Acid glutàmic (Glu) COOH H-C-NH2 COOH T H-C-NH2 COOH 1 H-C-NH2 COOH H-C-NH2 CH C HN CH 1 1 CH2 NH NH2 N2H-C = 'NH2 POLARS + Lisina (Lys) Arginina (Arg) Histidina (His) COOH H-C-NH2 CH COOH CH, CHz COOH CH2 T CH2 CH2 CH2 CH2 CH, CH2 - CH3 CH H3C CH3 COOH H COOH N-C-NH2 - CH3 CH CH CH2 CH CH - CH3 - HỌC CH3 CH3 N-C-NH2 CH2 CH2 1 S CH2 HC = +NHBiologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

L'enllaç peptídic

2.L'enllaç peptídicBiologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Formació de l'enllaç peptídic

2.L'enllaç peptídic Formación del enlace peptídicoBiologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Estructura de l'enllaç peptídic

2.L'enllaç peptídic H R' 1 1 HN-C- COOH + H H N-C-COOH 1 I R H Aminoacid 1 Aminoacid 2 Enllaç peptídic H R' 1 H2N-C-CO -NH-C-COOH 1 I + H2O I R H Dipeptid R H H R H 120° IN 110° 1149 110° 114° IN 110° 120/ H Carbono O enlaces peptídicosBiologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Tipus de pèptids

2.L'enllaç peptídic · Dipeptid: unió de 2 aa · Tripèptid: unió de 3 aa Dipéptido Tripeptid o Tetrapeptid o Pentapéptido Hexapeptid o Heptapéptido Alanina Glicina Tirosina Ácido Glutámico Valina Serina OH OH 1 C-0 CH CH OH CH H CH CH CH-CH CH HN-C-C-N-C-C-N-C-C-N-C-C-N-C-C-N-C-C-OH 1 1 1 1 HOHHOHHOHHOHHOHHO Grupo Amino Terminal Grupo Carboxilo Terminal HN Phe Val Leu Ala Asn Tyr Glu GIn Val Leu His Leu Val 30 amino acids Cys His Glu Cys Arg S Gly S Gly Gly S Phe Tyr Cys Asn Glu Thr Glu Tyr Chain A Ser Leu 21 amino acids Thr Ile Gin Cys Pro Tyr Leu Lys O Thr O Insulina humana Cys Val Gin Phe S S Ser · Oligopeptid: unió de menys de 10 aa · Polipeptid: unió de més de 10 aa S Asn Cvs lle Ser Chain B Leu GlyBiologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

L'estructura de les proteïnes

3.L'estructura de les proteïnes a-hélice ß-lámina plegadaBiologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Nivells d'estructura proteica

3.L'estructura de les proteïnes · Una proteïna és una cadena polipeptídica de mes de 50 aa amb un pes molecular elevat ( més de 5.000 Da). · Poden també estar unides a altres tipus de molecules o àtoms. · La seva estructura s'estudia en 4 nivells. estructura primaria estructura secundaria estructura terciària estructura quaternària Lys Lys Gly Gly Leu Val Ala His seqüència d'aminoàcids a-hèlix plegament tridimensional assemblatge de subunitatsBiologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Estructura primària de les proteïnes

3.1.L'estructura primaria És la sequencia d'aa units per enllaços peptídics. Extrem N-inicial Extrem C-terminal R1 H R3 H 1 1 1 1 HN-C-CO-HN-C-CO-HN-C-CO ...... HN-C-COOH - H R2 H R SH OH 1 CH H CH2 H I H C N 1 O /C 1 C N 1 C H 11 1 1 I 1 H H O CH2 H O H H 0 Glicina Alanina Cisteïna Glicina Serina S C CI o O C N C C N C C N C® c N C O O O C Hidrogen Oxigen Carboni Sofre Nitrogen H H 0= C H - Z O=0 /C 1 C N C N C 1 c N C 1Biologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Importància de l'estructura primària

3.1.L'estructura primària És l'estructura mes important de la molecula, determina la resta i un canvi pot ocasionar pertorbacions en l'estructura i funció de la proteïna. Es comença a sequenciar per l'extrem N-terminal extremo N-terminal H extremo C-terminal R R H H C C C D a ¥ C N C R H H H grupo planar . N C N C Estructura primaria. 1Biologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Estructura secundària de les proteïnes

3.2.L'estructura secundària És la disposició en l'espai de l'estructura primària. Hi ha tres conformacions: 1.a-Helix O 2.Helix de col lagen 3.Conformació ß R R 0 R R İ® R R Abundant en Prolina i Hidroxiprolina Aquestes estructures es mantenen per ponts d'H que s'estableixen entre els aa de la cadenaBiologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Estructura en alfa-hèlix

3.2.L'estructura secundaria Estructura en a-helix Ordenació helicoidal dels aminoacids, amb 3,6 aa/volta. L'hèlix queda com una escala de cargol, amb els radicals dels aminoacids orientats cap a fora L'estructura de la molecula es manté gràcies a ponts d'hidrogen (entre el grup NH d'un enllaç peptídic i el grup CO del 4t aa que li segueix). Els radicals R dels aa queden orientats cap a l'exterior. Les proteïnes amb aquesta configuració no poden tornar a replegar-se i adopten una forma allargada (proteïnes fibroses).Biologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Detalls de l'estructura alfa-hèlix

3.2.L'estructura secundaria Estructura en a-helix Ordenació helicoidal dels aminoacids, amb 3,6 aa/volta. L'hèlix queda com una escala de cargol, amb els radicals dels aminoacids orientats cap a fora L'estructura de la molecula es manté gràcies a ponts d'hidrogen (entre el grup NH d'un enllaç peptídic i el grup CO del 4t aa que li segueix). Els radicals R dels aa queden orientats cap a l'exterior. Les proteïnes amb aquesta configuració no poden tornar a replegar-se i adopten una forma allargada (proteïnes fibroses). H N C 0 H N C 0Biologia 1 BATXILLERAT Les proteïnes

Representació de l'alfa-hèlix

3.2.L'estructura secundaria Estructura en a-helix Ordenació helicoidal dels aminoacids, amb 3,6 aa/volta. L'hèlix queda com una escala de cargol, amb els radicals dels aminoacids orientats cap a fora L'estructura de la molecula es manté gràcies a ponts d'hidrogen (entre el grup NH d'un enllaç peptídic i el grup CO del 4t aa que li segueix). Els radicals R dels aa queden orientats cap a l'exterior. Les proteïnes amb aquesta configuració no poden tornar a replegar-se i adopten una forma allargada (proteïnes fibroses). H R N H c N H R R N c H N C R H R . c N H C N R H O . 5,4 Amstrong . N C H 3,6 residus d'aminoacids per volta C R H N N c R C Pont d'H