Determinación de la secuencia de aminoácidos en proteínas

Determinación de la secuencia de aminoácidos en proteínas

Samuel Esteban Prieto Teresa Fernández Pérez-Vico Alejandra Fernández Sánchez

30 de Marzo de 2023

Grado en Bioquímica

Índice

1.

2.1.1.

Proteínas

Método de Sanger

1.1.

2.1.2.

Método de Edman

Aminoácidos

1.2.

2.1.3.

Péptidos

Método de la dansilación

Determinación de la secuencia de aminoácidos

3.

2.

Conclusiones

4.

Bibliografía

Determinación del extremo N-terminal

2.1.

1. Proteínas

Proteínas

Cadenas lineales o polímeros de aminoácidos diferentes. Su estructura primaria viene dada por la secuencia de aminoácidos sintetizados en el proceso de traducción del ARN mensajero en los ribosomas.

Figura 1: Proceso de síntesis de aminoácidos

1.1. Aminoácidos

Aminoácidos

Ácidos carboxílicos sustituidos en el carbono α por un grupo amino. - Grupo amino básico (NH2): A pH fisiológico en forma sal de amonio. - Grupo carboxilo ácido (COOH): A pH fisiológico en forma de carboxilato. - Átomo de H - Cadena lateral (R)

Figura 2.: Estructura de un aminoácido

Se conocen más de 20 aminoácidos diferentes. Se clasifican según sus cadenas laterales: - Tamaño - Características electrónicas, propiedades ácido-base y capacidad de acoplarse en enlaces iónicos, covalentes, puentes de hidrógeno y fuerzas de Van der Waals.

1.1. Aminoácidos

Clasificación de los aminoácidos

Dependiendo de la cadena lateral R unida al aminoácido, se clasifican en:

Aminoácidos polares sin carga

Aminoácidos básicos con carga positiva

Aminoácidos ácidos con carga negativa

Aminoácidos no polares

- Cadenas laterales hidrofóbicas - No ionizables a pH fisiológico - Interacciones débiles

- Neutros a pH fisiológico - Puentes de hidrógeno - Orientados hacia la superficie de las proteínas

- Muy polares- Orientados hacia la superficie de las proteínas - Grupo NH2

- Polares - Interacciones iónicas - Orientados hacia la superficie de proteínas

1.2. Péptidos

Péptidos

Enlace peptídico: enlace amida entre el grupo amino de un aminoácido y el carboxilo de otro.

Direccionalidad en la secuencia

La secuencia se dirige desde el grupo amino libre hacia el ácido libre. - Aminoácido N-terminal: grupo NH2 libre - Aminoácido C-terminal: grupo COOH libre

Figura 3.: Enlace peptídico entre dos aminoácidos

Figura 3.1.: Direccionalidad de la secuencia

1.2. Péptidos

Propiedades del enlace peptídico

• Estructura plana, polarizada y muy estable

• Configuración trans
• Puentes de hidrógeno

• Rigidez
• Deslocalización del par de electrones del enlace N-C.
• Equilibrio resonante: carácter parcial de doble enlace
• Interacciones supramoleculares

Figura 3.2. a.: Híbrido de resonancia ideado por Pauling en los 50's

Figura 3.2. b.: Configuración trans del enlace peptídico

2. Determinación de la secuencia de aminoácidos

Determinación de la secuencia de aminoácidos

La secuenciación de un péptido o proteína proporciona el orden de unión de los aminoácidos que forman la cadena completa. La estrategia básica para su determinación consiste en:  - Determinar qué aminoácidos hay, y en qué relación molar.  - Romper el péptido en pequeños fragmentos, separarlos y determinar su composición en aminoácidos.  - Identificar el aminoácido N-terminal y el C-terminal en el péptido original y en cada fragmento.  - Organizar la información para que los fragmentos puedan unirse y revelar la secuencia completa.

Determinación del extremo amino terminal

- Nucleofilia del extremo N-terminal. - Grupos 𝛂-amino formando enlaces amida.

2.1. Determinación del extremo N-terminal

Método de Sanger

• ¿Qué es?
• Mecanismo
• Limitaciones

Figura 4.: Mecanismo de reacción con 1-fluoro-2,4-dinitrobenceno (reactivo de Sanger)

2.1. Determinación del extremo N-terminal

Método de Edman

• ¿Qué es?
• Mecanismo
• Limitaciones

Figura 5.: Mecanismo de reacción de Edman

2.1. Determinación del extremo N-terminal

Método de Dansilación

• ¿Qué es?
• Mecanismo
• Limitaciones

Figura 6.: Estructura del cloruro de dansilo

Figura 7.: Reacción de dansilación

3. Conclusiones

Conclusiones

fenil isotiocianato

1-dimetilamino-5-sulfonilnaftaleno

1-fluoro-2,4-dinitrobenceno

Método de Sanger

Método de Edman

Reacción de dansilación

Fue el primero en utilizarse, y su principal problema es la gran energía requerida para la determinación de los aminoácidos.

Puede ser automatizado, pero falla si la cadena de aminoácidos es muy larga y si el amino terminal se encuentra bloqueado.

No le afecta tanto el tamaño de la cadena, sin embargo falla si los aminoácidos tienen grupos amino en sus cadenas laterales, además si el amino terminal se encuentra bloqueado, también falla.

4. Bibliografía

• Química orgánica

 Carey, F. A., Giuliano, R. M., Álvarez Manzo, R., & Doria Serrano, M. d. C. (2014). Química orgánica (9a. ed. -- .). México D. F:: Mc Graw-HiIl

Referencias bibliográficas

• Basic principles of Organic Chemistry

 John D. Robert and Marjorie C. Caserio (1977) Basic Principles of Organic Chemistry, second edition. W. A. Benjamin, Inc. , Menlo Park, CA. ISBN 0-8053-8329-8.

• Química

 Atkins, Peter W. Química. 3ra edición. Omega SA, 1998

• Química General, enlace químico y estructura de la materia

 Petrucci, Ralph. Química general, enlace químico y estructura de la materia. 8va edición. Pearson educación SA, 2005

• Principios de Bioquímica

 Lehninger, A. Principios de Bioquímica. Cuarta edición. Editorial Omega

 · Apuntes asignatura ‘‘Estructura y función de macromoléculas’’. ‘‘Aminoácidos y péptidos’’. Universidad de Castilla-La Mancha.  · https://www.quimica.es/enciclopedia/Degradaci%C3%B3n_de_Edman.html ·   https://es.khanacademy.org/science/high-school-biology/hs-molecular-genetics/hs-rn ·  https://www.quimica.es/enciclopedia/N-terminal.html

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