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1 von 69
14. Estructura de 
proteínas, 1
Niveles estructurales en las proteínas 
Estructura primaria: Secuencia de aminoácidos 
Estructura secundaria: Plegamiento básico de la cadena 
debido a enlaces de hidrógeno entre grupos -CO- y -NH-de 
la unión peptídica: hélices, láminas y giros 
Estructura terciaria: Estructura tridimensional de la proteína 
Estructura cuaternaria: Asociación de distintas subunidades, 
siendo cada una un polipéptido.
5’-AAGGGTACCCAACATTTAGTT-3’ 
3’-TTCCCATGGGTTGTAAATCAA-5’ 
5’-AAGGGUACCCAACAUUUAGUU-3’ 
N Lys.Gly.Ser.Gln.His.Leu.Val C 
DNA 
RNA 
Proteína 
Estructura primaria
Estructura primaria de la insulina 
S S 
GIVEQCCASVCSLYQLENYCN 
S 
S 
S 
S 
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKA
Oxidación de puentes disulfuro 
H O 
H 
C 
C 
CH2 
S 
S 
CH2 
C 
N 
N C 
H 
H O 
H O 
H 
C 
C 
CH2 
N 
SO3H 
SO3H 
CH2 
C 
N H 
C 
H O 
HCO3H
H O 
H 
C 
C 
CH2 
S 
S 
CH2 
C 
N 
N C 
H 
H O 
H O 
H 
C 
C 
CH2 
N 
DTT SH 
ICH2 COOH 
SH 
CH2 
C 
N H 
C 
H O 
H O 
C 
C 
CH2 
N 
S 
CH2 
COO-H 
COO-Reducción 
CH2 
S 
CH2 
C 
N H 
C 
H O 
y alquilación de puentes disulfuro
O2N 
Determinación del N-término por la reacción de Sanger 
F + H 2N C 
NO2 
N C 
N 
R1 
O 
H 
R2 
O 
H 
R3 
O 
O2N 
HN C 
NO2 
N C 
N 
R1 
O 
H 
R2 
O 
H 
R3 
O 
O2N 
HN 
NO2 
R1 
COOH 
R2 COOH 
H2N COOH 
R3 
H2N 
+ +
Tripsina 
---.---.---.Lys.---.---.--- 
---.---.---.Arg.---.---.--- 
---.---.---.Phe.---.---.--- 
---.---.---.Tyr.---.---.--- 
---.---.---.Trp.---.---.--- 
---.---.---.Leu.---.---.--- 
Quimotripsina 
Rotura enzimática 
de polipéptidos
Rotura de un péptido por bromuro de cianógeno 
O 
N C 
N C 
N C 
N 
CH2 
H 
R 
O 
H 
R 
O 
C C 
N C 
N 
N C 
H 
O 
R 
H 
O 
R 
H 
H 
R 
O 
H 
R 
O 
CH2 
S 
CH3 
N 
N C 
N C 
H 
O 
R 
H 
O 
R 
H 
O 
O 
C 
N C 
N 
R 
O 
H 
R 
O 
C 
N C 
H 
R 
O 
H 
R 
O 
BrCN 
H2N
Degradación secuencial de Edman 
N C 
N C 
O 
H 
R4 
O 
N C 
C 
H 
O 
R2 
H 
O 
R1 R3 
N C S + H2N 
S 
N C 
N C 
N C 
O 
H 
R4 
O 
N C 
C 
H 
O 
R2 
H 
O 
R1 R3 
H 
N 
N C 
N C 
O 
H 
R4 
O 
Ácido diluído 
H2N C 
H 
O 
R2 
R3 
N 
NH 
S 
O 
R1 
H 
+ 
Feniltioisocianato 
PTC-péptido 
PTH-aminoácido 
Péptido (n) 
Péptido (n-1)
Hoy día, la mayor parte de estructuras primarias de proteínas 
se determina a partir de la secuencia de nucleótidos en el genoma. 
Técnicamente la secuenciación de ácidos nucleicos (en particular, 
la de DNA) es mucho más sencilla y barata que la de proteínas, 
estando al alcance de cualquier laboratorio.
1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 
| | | | | | 
P Y Q Y P A L T P E Q K K E L S D I A H R I V A P G K G I L A A D E S T G S I A K R L Q S I G T E N T E E N R R F Y R Q 
7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 
| | | | | | 
L L L T A D D R V N P C I G G V I L F H E T L Y Q K A D D G R P F P Q V I K S K G G V V G I K V D K G V V P L A G T N G 
1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 
| | | | | | 
E T T T Q G L D G L S E R C A Q Y K K D G A D F A K W R C V L K I G E H T P S A L A I M E N A N V L A R Y A S I C Q Q N 
1 9 0 2 0 0 2 1 0 2 2 0 2 3 0 2 4 0 
| | | | | | 
G I V P I V E P E I L P D G D H D L K R C Q Y V T E K V L A A V Y K A L S D H H I Y L E G T L L K P N M V T P G H A C T 
2 5 0 2 6 0 2 7 0 2 8 0 2 9 0 3 0 0 
| | | | | | 
Q K F S H E E I A M A T V T A L R R T V P P A V T G I T F L S G G Q S E E E A S I N L N A I N K C P L L K P W A L T F S 
3 1 0 3 2 0 3 3 0 3 4 0 3 5 0 3 6 0 
| | | | | | 
Y G R A L Q A S A L K A W G G K K E N L K A A Q E E Y V K R A L A N S L A C Q G K Y T P S G Q A G A A A S E S L F V S N 
H A Y Estructura primaria de la aldolasa A humana 
SWISS-PROT http://www.expasy.ch
Cálculos a partir de estructura primaria 
- Número, porcentaje y fracción molar de aminoácidos 
- Fórmula molecular y peso molecular 
- pI (punto isoeléctrico) teórico 
- Absorbancia molar teórica 
- Vida media teórica 
- Índices de inestabilidad e hidrofobicidad
A m i n o a c i d c o m p o s i t i o n : 
A l a ( A ) 4 2 1 1 . 6 % 
A r g ( R ) 1 5 4 . 1 % 
A s n ( N ) 1 4 3 . 9 % 
A s p ( D ) 1 4 3 . 9 % 
C y s ( C ) 8 2 . 2 % 
G l n ( Q ) 1 7 4 . 7 % 
G l u ( E ) 2 4 6 . 6 % 
G l y ( G ) 3 0 8 . 3 % 
H i s ( H ) 9 2 . 5 % 
I l e ( I ) 2 0 5 . 5 % 
L e u ( L ) 3 4 9 . 4 % 
L y s ( K ) 2 6 7 . 2 % 
M e t ( M ) 3 0 . 8 % 
P h e ( F ) 8 2 . 2 % 
P r o ( P ) 1 9 5 . 2 % 
S e r ( S ) 2 0 5 . 5 % 
T h r ( T ) 2 2 6 . 1 % 
T r p ( W ) 3 0 . 8 % 
T y r ( Y ) 1 3 3 . 6 % 
V a l ( V ) 2 2 6 . 1 % 
A s x ( B ) 0 0 . 0 % 
G l x ( Z ) 0 0 . 0 % 
X a a ( X ) 0 0 . 0 % 
A t o m i c c o m p o s i t i o n : 
C a r b o n C 1 7 4 1 
H y d r o g e n H 2 7 8 0 
N i t r o g e n N 4 8 6 
O x y g e n O 5 2 6 
S u l f u r S 1 1 
F o r m u l a : C 1 7 4 1H 2 7 8 0 N 4 8 6O 5 2 6 S 1 1 
T o t a l n u m b e r o f a t o m s : 5 5 4 4 
M o l e c u l a r w e i g h t : 3 9 2 8 8 . 8 
ProtParam, 1 
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T o t a l n u m b e r o f n e g a t i v e l y c h a r g e d r e s i d u e s ( A s p + G l u ) : 3 8 
T o t a l n u m b e r o f p o s i t i v e l y c h a r g e d r e s i d u e s ( A r g + L y s ) : 4 1 
T h e o r e t i c a l p I : 8 . 3 9 
E x t i n c t i o n c o e f f i c i e n t s : 
C o n d i t i o n s : 6 . 0 M g u a n i d i u m h y d r o c h l o r i d e 
0 . 0 2 M p h o s p h a t e b u f f e r 
p H 6 . 5 
E x t i n c t i o n c o e f f i c i e n t s a r e i n u n i t s o f M - 1 c m - 1 . 
T h e f i r s t t a b l e l i s t s v a l u e s c o m p u t e d a s s u m i n g A L L C y s 
r e s i d u e s a p p e a r a s h a l f c y s t i n e s , w h e r e a s t h e s e c o n d t a b l e 
a s s u m e s t h a t N O N E d o . 
2 7 6 2 7 8 2 7 9 2 8 0 2 8 2 
n m n m n m n m n m 
E x t . c o e f f i c i e n t 3 5 6 3 0 3 5 5 0 8 3 4 9 4 5 3 4 1 9 0 3 2 8 8 0 
A b s 0 . 1 % ( = 1 g / l ) 0 . 9 0 7 0 . 9 0 4 0 . 8 8 9 0 . 8 7 0 0 . 8 3 7 
2 7 6 2 7 8 2 7 9 2 8 0 2 8 2 
n m n m n m n m n m 
E x t . c o e f f i c i e n t 3 5 0 5 0 3 5 0 0 0 3 4 4 6 5 3 3 7 1 0 3 2 4 0 0 
A b s 0 . 1 % ( = 1 g / l ) 0 . 8 9 2 0 . 8 9 1 0 . 8 7 7 0 . 8 5 8 0 . 8 2 5 
ProtParam, 2 
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E s t i m a t e d h a l f - l i f e : 
T h e N - t e r m i n a l o f t h e s e q u e n c e c o n s i d e r e d i s P ( P r o ) . 
T h e e s t i m a t e d h a l f - l i f e i s : > 2 0 h o u r s ( m a m m a l i a n r e t i c u l o c y t e s , i n v i t r o ) . 
> 2 0 h o u r s ( y e a s t , i n v i v o ) . 
? ( E s c h e r i c h i a c o l i , i n v i v o ) . 
I n s t a b i l i t y i n d e x : 
T h e i n s t a b i l i t y i n d e x ( I I ) i s c o m p u t e d t o b e 3 4 . 8 2 
T h i s c l a s s i f i e s t h e p r o t e i n a s s t a b l e . 
A l i p h a t i c i n d e x : 8 7 . 1 6 
G r a n d a v e r a g e o f h y d r o p a t h i c i t y ( G R A V Y ) : - 0 . 2 6 8 
ProtParam, 3 
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Predicciones a partir de estructura primaria, 1 
- Hidrofobicidad 
- Estructura secundaria 
- Retención cromatográfica en HPLC 
- Residuos accesibles y ocultos 
- Mutabilidad
A l a : 1 . 8 0 0 
A r g : - 4 . 5 0 0 
A s n : - 3 . 5 0 0 
A s p : - 3 . 5 0 0 
C y s : 2 . 5 0 0 
G l n : - 3 . 5 0 0 
G l u : - 3 . 5 0 0 
G l y : - 0 . 4 0 0 
H i s : - 3 . 2 0 0 
I l e : 4 . 5 0 0 
L e u : 3 . 8 0 0 
L y s : - 3 . 9 0 0 
M e t : 1 . 9 0 0 
P h e : 2 . 8 0 0 
P r o : - 1 . 6 0 0 
S e r : - 0 . 8 0 0 
T h r : - 0 . 7 0 0 
T r p : - 0 . 9 0 0 
T y r : - 1 . 3 0 0 
V a l : 4 . 2 0 0 
PYQYPALTPEQKKELSDIAH 
Valor de hidrofobicidad para la 
posición n (en este caso, 8): 
n+4 
bi = -10.5 
S 
i = n-4 
Escala de hidrofobicidad 
(según Kyte y Doolittle)
Cálculo predictivo de hidrofobicidad (Kyte & Doolittle)
Predicciones a partir de estructura primaria, 2: Homologías 
( C G 5 4 3 2 ) C G 5 4 3 2 P R O T E I N . [ D r o s o p h i l a m e l a n o g a s t e r ] 
3 7 6 A A 
S c o r e = 3 9 8 b i t s ( 1 0 1 1 ) , E x p e c t = e - 1 1 0 
I d e n t i t i e s = 1 9 7 / 3 5 5 ( 5 5 % ) , P o s i t i v e s = 2 4 5 / 3 5 5 ( 6 8 % ) , G a p s = 2 / 3 5 5 ( 0 % ) 
Q u e r y : 2 Y Q Y P A L T P E Q K K E L S D I A H R I V A P G K G I L A A D E S T G S I A K R L Q S I G T E N T E E N R R F Y R Q L 6 1 
+ Y P E + + E L I + + V A P G K G I L A A D E S + + K R Q I G E N T E E N R R Y R Q + 
S b j c t : 5 F Y Y P - - N K E L Q E E L I C I S K A L V A P G K G I L A A D E S S A V M G K R F Q L I G V E N T E E N R R L Y R Q M 6 2 
Q u e r y : 6 2 L L T A D D R V N P C I G G V I L F H E T L Y Q K A D D G R P F P Q X X X X X X X X X X X X X X X X X X P L A G T N G E 1 2 1 
L T D + + I G V I + H E T L + Q + D D G P F + P L G + E 
S b j c t : 6 3 L F T T D P K I A E N I S G V I F Y H E T L H Q R T D D G L P F V E A L R K K G I L T G I K V D K H F S P L F G S E D E 1 2 2 
Q u e r y : 1 2 2 T T T Q G L D G L S E R C A Q Y K K D G A D F A K W R C V L K I G E H T P S A L A I M E N A N V L A R Y A S I C Q Q N G 1 8 1 
T T Q G L D L + R C A Q Y K K + G F A K W R C + L K I + + T P S A I + E N A N V + A R Y A + I C Q 
S b j c t : 1 2 3 F T T Q G L D D L A N R C A Q Y K K E G C S F A K W R C I L K I T K N T P S P Q A I L E N A N V M A R Y A A I C Q S Q R 1 8 2 
Q u e r y : 1 8 2 I V P I V E P E I L P D G D H D L K R C Q Y V T E K V L A A V Y K A L S D H H I Y L E G T L L K P N M V T P G H A C T Q 2 4 1 
+ V P I + P E + L G D H D L R C Q V E + L A V Y K A L S D H H + + L E G T L L + P + M V P G + 
S b j c t : 1 8 3 L V P I I S P E V L A T G D H D L D R C Q K V N E I L L A G V Y K A L S D H H V F L E G T L L Q P S M V M P G L Q S N K 2 4 2 
Q u e r y : 2 4 2 K F S H E E I A M A T V T A L R R T V P P A V T G I T F L S G G Q S E E E A S I N L N A I N K C P L L K P W A L T F S Y 3 0 1 
+ I + A T V A + R R + V P P A V G + F G Q S E E E A + + + L N A I N P L K P W A + T F + + 
S b j c t : 2 4 3 N H P P A D I G V A T V L A I R R S V P P A V M G V L F C G G A Q S E E E A T V H L N A I N N V P L C K P W A M T F A F 3 0 2 
Q u e r y : 3 0 2 G R A L Q A S A L K A W G G K K E N L K A A Q E E Y V K R A L A N S L A C Q G K Y T P S G Q A G A A A S E S L 3 5 6 
R A L Q S L + W G G K K E + A Q E + K R A N L A G K Y + A A + E L 
S b j c t : 3 0 3 D R A L Q T S I L R T W G G K K E Q I S H A Q N E L I K R C R A N G L A S I G K Y V I G S V E S S A A T E R L 3 5 7
Dependiendo del grado de homología en su estructura 
primaria, las proteínas se agrupan en: 
- Superfamilias: homología en torno a 30 % 
- Familias: homología superior a un 50 % y 
la misma función, por lo general. 
Además, hay pequeños tractos de secuencias comunes 
a proteínas muy diversas, y que corresponden a ciertos 
aspectos funcionales (como p.e. modificación 
postraduccional): son los motivos secuenciales
Algunos motivos secuenciales en las proteínas 
N-Glicosilación N-{P}-[ST]-{P} 
Unión a glicosaminoglicano S-G-x-G 
Fosforilación dependiente de cAMP [RK]-(2)-[ST] 
Fosforilación, protein kinasa C [ST]-x(2)-[RK] 
Fosforilación, tirosin kinasa [RK]-x(2)-[DE]-x(3)-Y 
N-miristilación G- {EDRKHPFYW}-x(2)-[STAGCN]-{P} 
Amidación C-terminal x-G- [RK]-[RK] 
g-carboxilación de ácido glutámico x(12)-E-x(3)-E-x-C-x(6)-[DEN]-x-[LIVMFY] 
Prenilación C-{DENQ}-[LIVM]
Predicciones a partir de estructura 
primaria, 3: Filogenia y Taxonomía 
- 8 1 1 0 
_ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . G l y . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . G l y . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . P h e . 
2 0 
_ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . C y s . _ _ _ . _ _ _ . C y s . H i s . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . L y s . _ _ _ . 
3 0 4 0 
G l y . P r o. _ _ _ . L e u . _ _ _ . G l y . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . A r g . _ _ _ . _ _ _ .G l y . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . G l y . _ _ _ . 
5 0 6 0 
_ _ _ . T y r . _ _ _ . _ _ _ . A l a . A s n . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . T r p . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . 
7 0 8 0 
_ _ _ . _ _ _ .T y r . L e u . _ _ _ . A s n . P r o . L y s . L y s . T y r . I l e . P r o . G l y . T h r . L y s . M e t . _ _ _ . P h e . 
9 0 1 0 0 
_ _ _ . G l y . _ _ _ . _ _ _ . L y s . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . A r g . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . 
1 0 4 
_ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . Invariantes en citocromo c
Sustituciones conservadoras en citocromo c 
P o s i c i ó n A m i n o á c i d o s 
1 3 A r g , L y s 
4 0 S e r , T h r 
4 6 P h e , T y r 
4 9 S e r , T h r 
8 1 V a l , L e u , I l e 
8 5 L e u , I l e 
9 0 A s p , G l u 
9 4 L e u , I l e 
9 5 I l e , V a l 
9 7 P h e , T y r
Sustituciones radicales en citocromo c 
P o s i c i ó n A m i n o á c i d o s 
3 3 H i s , S e r , T r p , T y r , A s n 
4 4 A l a , P r o , A s p , G l n , V a l , G l u 
5 4 A s n , A l a , S e r , G l n , A r g , L y s 
6 0 G l u , G l y , A s p , A l a , G l n , L y s , A s n 
6 5 T y r , P h e , S e r , M e t , A r g 
8 3 P r o , A l a , V a l , G l y , T h r 
8 8 P r o , A l a , A s p , G l u , L y s , T h r 
8 9 G l n , L y s , A s n , G l u , T h r , G l y , A s p , A l a , S e r 
9 2 A n a , A s n , A s p , G l y , G l u , V a l , T h r , L y s , G l n
Distancias filogenéticas en citocromo c 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 
1 . H o m o s a p i e n s - 
2 . M a c c a c a m u l a t a 1 - 
3 . S u s s c r o f a 1 0 9 - 
4 . G a l l u s d o m e s t i c u s 1 3 1 2 9 - 
5 . R a n a p i p i e n s 1 8 1 7 1 1 1 1 - 
6 . M u s c a d o m e s t i c a 2 7 2 6 2 2 2 3 2 2 - 
7 . B o m b y x m o r i 3 1 3 0 2 7 2 8 2 9 1 4 - 
8 . T r i t i c u m v u l g a r e 4 3 4 3 4 5 4 6 4 8 4 5 4 5 - 
9 . N e u r o s p o r a c r a s s a 4 8 4 7 4 6 4 7 4 9 4 1 4 7 5 4 -
F 
Y 
Ángulos de 
conformación
Representación de Ramachandran
a-Hélice 
F = -57º 
Y= -47º 
Paso de rosca: 0.54 nm 
Traslación por residuo: 0.15 nm 
Residuos por vuelta: 3.6 
Enlaces H: n a n+3
Hélice 310 
F = -49º 
Y = -26º 
Paso de rosca: 0.59 nm 
Traslación por residuo: 0.19 
Residuos por vuelta: 3
N 
C 
Mioglobina 
Proteína globular con 
alto contenido en 
a-hélice
Fibrinógeno 
Proteína fibrosa 
con alto contenido 
en a-hélice
Propensión estructural hacia a-hélices (Chou y Fasman) 
Estabilizan 
Ala: 1.420 
Gln: 1.110 
Glu: 1.510 
Leu: 1.210 
Lys: 1.160 
Met: 1.450 
Phe: 1.130 
Indiferentes 
Arg: 0.980 
Asp:1.010 
His: 1.000 
Ile: 1.080 
Trp: 1.080 
Val: 1.060 
Desestabilizan 
Asn: 0.670 
Cys: 0.700 
Gly: 0.570 
Pro: 0.570 
Ser: 0.770 
Thr: 0.830 
Tyr: 0.690
Prolina y 
a-hélices
Hélice de poliprolina
Colágeno
Estructura b 
F = -119 
Y = 113
C 
N C 
N 
N C 
H O 
O H 
C 
N C 
N 
H O 
O H 
C 
N C 
N 
H O 
O H 
C 
N C 
N 
C 
N C 
N 
H O 
O H 
C 
N C 
N 
H O 
O H 
C 
N C 
N 
H O 
O H 
C 
N C 
N 
C 
N C 
N 
H O 
O H 
C 
N C 
N 
H O 
O H 
C 
N C 
N 
H O 
O H 
C 
N C 
N 
C 
C 
C 
N 
N 
N 
Lámina b paralela
Lámina b paralela
Barril b paralelo
N C 
C 
H O H O H O 
N C 
N C 
N C 
N C 
N C 
N 
H O H O H 
O 
H O H O H O 
N 
C N 
C N 
C N 
C N 
C N 
C 
O H O H O H 
C 
H O H O H O 
N C 
N C 
N C 
N C 
N C 
N 
H O H O H 
O 
N 
C 
N 
C 
Lámina b antiparalela
Lámina b antiparalela
Lámina antiparalela
Propensión estructural hacia estructuras b (Chou y Fasman) 
Estabilizan 
Ile: 1.600 
Cys: 1.190 
Gln: 1.100 
Leu: 1.300 
Phe: 1.380 
Thr: 1.190 
Trp: 1.370 
Tyr: 1.470 
Val: 1.700 
Indiferentes 
Arg: 0.930 
Met: 1.050 
Desestabilizan 
Ala: 0.830 
Asn: 0.890 
Asp: 0.540 
Glu: 0.370 
Gly: 0.750 
His: 0.870 
Lys: 0.740 
Pro: 0.550 
Ser: 0.750
Proteína fibrosa con 
estructura b: Fibroína
Proteína globular 
con estructura b: 
Concanavalina A
Giro b
Propensión estructural hacia giros b 
Estabilizan 
Asn: 1.560 
Asp: 1.460 
Cys: 1.190 
Gly: 1.560 
Pro: 1.520 
Ser: 1.430 
Indiferentes 
Arg: 0.950 
Gln: 0.980 
His: 0.950 
Lys: 1.010 
Thr: 0.960 
Trp: 0.960 
Tyr: 1.140 
Desestabilizan 
Ala: 0.660 
Glu: 0.740 
Ile: 0.470 
Leu: 0.590 
Met: 0.600 
Phe: 0.600 
Val: 0.500
1ntr 
Proteína 
regulatoria
Estructuras suprasecundarias 
- Hélice-vuelta-hélice 
- Siete hélices transmembrana y hélice anfipática 
- Cremallera de leucina 
- Unidad bab 
- Meandro b 
- Dedo de Zn 
- Mano EF
N 
C 
Hélice-vuelta-hélice
Siete hélices transmembrana 
(bacteriorrodopsina)
a-hélice 
anfipática 
Lado 
hidrofóbico 
Lado polar
Cremallera de leucina
Motivo bab
Meandro b
Dedo de Zn
Mano EF
Determinación experimental de la estructura secundaria 
1. Métodos físicos: 
Cristalografía Rayos X, Resonancia Magnética Nuclear 
(RMN, NMR) en tanto en cuanto resuelven la estructura 
terciaria 
Otras técnicas: dicroísmo circular 
2. Métodos predictivos a partir de la estructura primaria
Propensión de un aminoácido hacia una estructura dada 
1. A partir de un conjunto de proteínas de estructura 3D conocida, 
se forma la siguiente tabla: 
Total a-hélice Estr. b Giro b 
Glutamato 282 132 29 43 
Aminoácidos 5507 1715 1555 1121 
(Se ha puesto el Glutamato como ejemplo; esta tabla se prepara 
para todos los aminoácidos)
2. A partir de la tabla anterior, se calculan las frecuencias relativas 
de aparición de dicho aminoácido en las tres estructuras: 
                                 a-hélice Estr. b Giro b 
Glutamato 0.470 0.104 0.151 
Aminoácidos 0.311 0.282 0.204 
3. Se calcula entonces la propensión de cada aminoácido hacia una 
estructura dada por el cociente de dividir la frecuencia relativa de 
cada estructura por la frecuencia relativa media de todos los amino-ácidos. 
En el caso del glutamato, 
Pa = 0.470/0.311 = 1.511 Pb = 0.104/0.282 = 0.370 
Pg = 0.151/0.202 = 0.748
A l a : 1 . 4 2 0 
A r g : 0 . 9 8 0 
A s n : 0 . 6 7 0 
A s p : 1 . 0 1 0 
C y s : 0 . 7 0 0 
G l n : 1 . 1 1 0 
G l u : 1 . 5 1 0 
G l y : 0 . 5 7 0 
H i s : 1 . 0 0 0 
I l e : 1 . 0 8 0 
L e u : 1 . 2 1 0 
L y s : 1 . 1 6 0 
M e t : 1 . 4 5 0 
P h e : 1 . 1 3 0 
P r o : 0 . 5 7 0 
S e r : 0 . 7 7 0 
T h r : 0 . 8 3 0 
T r p : 1 . 0 8 0 
T y r : 0 . 6 9 0 
V a l : 1 . 0 6 0 
PYQYPALTPEQKKELSDIAH 
Valor de propensión hacia 
a-hélice para la posición n 
(en este caso, 8): 
n+4 
bi = 9.07 
S 
i = n-4 
Escala de propensiones hacia a-hélice 
(según Chou y Fasman)
A l a : 0 . 8 3 0 
A r g : 0 . 9 3 0 
A s n : 0 . 8 9 0 
A s p : 0 . 5 4 0 
C y s : 1 . 1 9 0 
G l n : 1 . 1 0 0 
G l u : 0 . 3 7 0 
G l y : 0 . 7 5 0 
H i s : 0 . 8 7 0 
I l e : 1 . 6 0 0 
L e u : 1 . 3 0 0 
L y s : 0 . 7 4 0 
M e t : 1 . 0 5 0 
P h e : 1 . 3 8 0 
P r o : 0 . 5 5 0 
S e r : 0 . 7 5 0 
T h r : 1 . 1 9 0 
T r p : 1 . 3 7 0 
T y r : 1 . 4 7 0 
V a l : 1 . 7 0 0 
PYQYPALTPEQKKELSDIAH 
Valor de propensión hacia 
estructura b para la posición n 
(en este caso, 8): 
n+4 
bi = 8.1 
S 
i = n-4 
Escala de propensiones hacia estructura b 
(según Chou y Fasman)
A l a : 0 . 6 6 0 
A r g : 0 . 9 5 0 
A s n : 1 . 5 6 0 
A s p : 1 . 4 6 0 
C y s : 1 . 1 9 0 
G l n : 0 . 9 8 0 
G l u : 0 . 7 4 0 
G l y : 1 . 5 6 0 
H i s : 0 . 9 5 0 
I l e : 0 . 4 7 0 
L e u : 0 . 5 9 0 
L y s : 1 . 0 1 0 
M e t : 0 . 6 0 0 
P h e : 0 . 6 0 0 
P r o : 1 . 5 2 0 
S e r : 1 . 4 3 0 
T h r : 0 . 9 6 0 
T r p : 0 . 9 6 0 
T y r : 1 . 1 4 0 
V a l : 0 . 5 0 0 
PYQYPALTPEQKKELSDIAH 
Valor de propensión hacia 
giro b para la posición n 
(en este caso, 8): 
n+4 
bi = 9.12 
S 
i = n-4 
Escala de propensiones hacia giro b 
(según Chou y Fasman)
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Estructura proteinas

  • 1. 14. Estructura de proteínas, 1
  • 2. Niveles estructurales en las proteínas Estructura primaria: Secuencia de aminoácidos Estructura secundaria: Plegamiento básico de la cadena debido a enlaces de hidrógeno entre grupos -CO- y -NH-de la unión peptídica: hélices, láminas y giros Estructura terciaria: Estructura tridimensional de la proteína Estructura cuaternaria: Asociación de distintas subunidades, siendo cada una un polipéptido.
  • 3. 5’-AAGGGTACCCAACATTTAGTT-3’ 3’-TTCCCATGGGTTGTAAATCAA-5’ 5’-AAGGGUACCCAACAUUUAGUU-3’ N Lys.Gly.Ser.Gln.His.Leu.Val C DNA RNA Proteína Estructura primaria
  • 4. Estructura primaria de la insulina S S GIVEQCCASVCSLYQLENYCN S S S S FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKA
  • 5. Oxidación de puentes disulfuro H O H C C CH2 S S CH2 C N N C H H O H O H C C CH2 N SO3H SO3H CH2 C N H C H O HCO3H
  • 6. H O H C C CH2 S S CH2 C N N C H H O H O H C C CH2 N DTT SH ICH2 COOH SH CH2 C N H C H O H O C C CH2 N S CH2 COO-H COO-Reducción CH2 S CH2 C N H C H O y alquilación de puentes disulfuro
  • 7. O2N Determinación del N-término por la reacción de Sanger F + H 2N C NO2 N C N R1 O H R2 O H R3 O O2N HN C NO2 N C N R1 O H R2 O H R3 O O2N HN NO2 R1 COOH R2 COOH H2N COOH R3 H2N + +
  • 8. Tripsina ---.---.---.Lys.---.---.--- ---.---.---.Arg.---.---.--- ---.---.---.Phe.---.---.--- ---.---.---.Tyr.---.---.--- ---.---.---.Trp.---.---.--- ---.---.---.Leu.---.---.--- Quimotripsina Rotura enzimática de polipéptidos
  • 9. Rotura de un péptido por bromuro de cianógeno O N C N C N C N CH2 H R O H R O C C N C N N C H O R H O R H H R O H R O CH2 S CH3 N N C N C H O R H O R H O O C N C N R O H R O C N C H R O H R O BrCN H2N
  • 10. Degradación secuencial de Edman N C N C O H R4 O N C C H O R2 H O R1 R3 N C S + H2N S N C N C N C O H R4 O N C C H O R2 H O R1 R3 H N N C N C O H R4 O Ácido diluído H2N C H O R2 R3 N NH S O R1 H + Feniltioisocianato PTC-péptido PTH-aminoácido Péptido (n) Péptido (n-1)
  • 11. Hoy día, la mayor parte de estructuras primarias de proteínas se determina a partir de la secuencia de nucleótidos en el genoma. Técnicamente la secuenciación de ácidos nucleicos (en particular, la de DNA) es mucho más sencilla y barata que la de proteínas, estando al alcance de cualquier laboratorio.
  • 12. 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 | | | | | | P Y Q Y P A L T P E Q K K E L S D I A H R I V A P G K G I L A A D E S T G S I A K R L Q S I G T E N T E E N R R F Y R Q 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 | | | | | | L L L T A D D R V N P C I G G V I L F H E T L Y Q K A D D G R P F P Q V I K S K G G V V G I K V D K G V V P L A G T N G 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 | | | | | | E T T T Q G L D G L S E R C A Q Y K K D G A D F A K W R C V L K I G E H T P S A L A I M E N A N V L A R Y A S I C Q Q N 1 9 0 2 0 0 2 1 0 2 2 0 2 3 0 2 4 0 | | | | | | G I V P I V E P E I L P D G D H D L K R C Q Y V T E K V L A A V Y K A L S D H H I Y L E G T L L K P N M V T P G H A C T 2 5 0 2 6 0 2 7 0 2 8 0 2 9 0 3 0 0 | | | | | | Q K F S H E E I A M A T V T A L R R T V P P A V T G I T F L S G G Q S E E E A S I N L N A I N K C P L L K P W A L T F S 3 1 0 3 2 0 3 3 0 3 4 0 3 5 0 3 6 0 | | | | | | Y G R A L Q A S A L K A W G G K K E N L K A A Q E E Y V K R A L A N S L A C Q G K Y T P S G Q A G A A A S E S L F V S N H A Y Estructura primaria de la aldolasa A humana SWISS-PROT http://www.expasy.ch
  • 13. Cálculos a partir de estructura primaria - Número, porcentaje y fracción molar de aminoácidos - Fórmula molecular y peso molecular - pI (punto isoeléctrico) teórico - Absorbancia molar teórica - Vida media teórica - Índices de inestabilidad e hidrofobicidad
  • 14. A m i n o a c i d c o m p o s i t i o n : A l a ( A ) 4 2 1 1 . 6 % A r g ( R ) 1 5 4 . 1 % A s n ( N ) 1 4 3 . 9 % A s p ( D ) 1 4 3 . 9 % C y s ( C ) 8 2 . 2 % G l n ( Q ) 1 7 4 . 7 % G l u ( E ) 2 4 6 . 6 % G l y ( G ) 3 0 8 . 3 % H i s ( H ) 9 2 . 5 % I l e ( I ) 2 0 5 . 5 % L e u ( L ) 3 4 9 . 4 % L y s ( K ) 2 6 7 . 2 % M e t ( M ) 3 0 . 8 % P h e ( F ) 8 2 . 2 % P r o ( P ) 1 9 5 . 2 % S e r ( S ) 2 0 5 . 5 % T h r ( T ) 2 2 6 . 1 % T r p ( W ) 3 0 . 8 % T y r ( Y ) 1 3 3 . 6 % V a l ( V ) 2 2 6 . 1 % A s x ( B ) 0 0 . 0 % G l x ( Z ) 0 0 . 0 % X a a ( X ) 0 0 . 0 % A t o m i c c o m p o s i t i o n : C a r b o n C 1 7 4 1 H y d r o g e n H 2 7 8 0 N i t r o g e n N 4 8 6 O x y g e n O 5 2 6 S u l f u r S 1 1 F o r m u l a : C 1 7 4 1H 2 7 8 0 N 4 8 6O 5 2 6 S 1 1 T o t a l n u m b e r o f a t o m s : 5 5 4 4 M o l e c u l a r w e i g h t : 3 9 2 8 8 . 8 ProtParam, 1 http://www.expasy.ch
  • 15. T o t a l n u m b e r o f n e g a t i v e l y c h a r g e d r e s i d u e s ( A s p + G l u ) : 3 8 T o t a l n u m b e r o f p o s i t i v e l y c h a r g e d r e s i d u e s ( A r g + L y s ) : 4 1 T h e o r e t i c a l p I : 8 . 3 9 E x t i n c t i o n c o e f f i c i e n t s : C o n d i t i o n s : 6 . 0 M g u a n i d i u m h y d r o c h l o r i d e 0 . 0 2 M p h o s p h a t e b u f f e r p H 6 . 5 E x t i n c t i o n c o e f f i c i e n t s a r e i n u n i t s o f M - 1 c m - 1 . T h e f i r s t t a b l e l i s t s v a l u e s c o m p u t e d a s s u m i n g A L L C y s r e s i d u e s a p p e a r a s h a l f c y s t i n e s , w h e r e a s t h e s e c o n d t a b l e a s s u m e s t h a t N O N E d o . 2 7 6 2 7 8 2 7 9 2 8 0 2 8 2 n m n m n m n m n m E x t . c o e f f i c i e n t 3 5 6 3 0 3 5 5 0 8 3 4 9 4 5 3 4 1 9 0 3 2 8 8 0 A b s 0 . 1 % ( = 1 g / l ) 0 . 9 0 7 0 . 9 0 4 0 . 8 8 9 0 . 8 7 0 0 . 8 3 7 2 7 6 2 7 8 2 7 9 2 8 0 2 8 2 n m n m n m n m n m E x t . c o e f f i c i e n t 3 5 0 5 0 3 5 0 0 0 3 4 4 6 5 3 3 7 1 0 3 2 4 0 0 A b s 0 . 1 % ( = 1 g / l ) 0 . 8 9 2 0 . 8 9 1 0 . 8 7 7 0 . 8 5 8 0 . 8 2 5 ProtParam, 2 http://www.expasy.ch
  • 16. E s t i m a t e d h a l f - l i f e : T h e N - t e r m i n a l o f t h e s e q u e n c e c o n s i d e r e d i s P ( P r o ) . T h e e s t i m a t e d h a l f - l i f e i s : > 2 0 h o u r s ( m a m m a l i a n r e t i c u l o c y t e s , i n v i t r o ) . > 2 0 h o u r s ( y e a s t , i n v i v o ) . ? ( E s c h e r i c h i a c o l i , i n v i v o ) . I n s t a b i l i t y i n d e x : T h e i n s t a b i l i t y i n d e x ( I I ) i s c o m p u t e d t o b e 3 4 . 8 2 T h i s c l a s s i f i e s t h e p r o t e i n a s s t a b l e . A l i p h a t i c i n d e x : 8 7 . 1 6 G r a n d a v e r a g e o f h y d r o p a t h i c i t y ( G R A V Y ) : - 0 . 2 6 8 ProtParam, 3 http://www.expasy.ch
  • 17. Predicciones a partir de estructura primaria, 1 - Hidrofobicidad - Estructura secundaria - Retención cromatográfica en HPLC - Residuos accesibles y ocultos - Mutabilidad
  • 18. A l a : 1 . 8 0 0 A r g : - 4 . 5 0 0 A s n : - 3 . 5 0 0 A s p : - 3 . 5 0 0 C y s : 2 . 5 0 0 G l n : - 3 . 5 0 0 G l u : - 3 . 5 0 0 G l y : - 0 . 4 0 0 H i s : - 3 . 2 0 0 I l e : 4 . 5 0 0 L e u : 3 . 8 0 0 L y s : - 3 . 9 0 0 M e t : 1 . 9 0 0 P h e : 2 . 8 0 0 P r o : - 1 . 6 0 0 S e r : - 0 . 8 0 0 T h r : - 0 . 7 0 0 T r p : - 0 . 9 0 0 T y r : - 1 . 3 0 0 V a l : 4 . 2 0 0 PYQYPALTPEQKKELSDIAH Valor de hidrofobicidad para la posición n (en este caso, 8): n+4 bi = -10.5 S i = n-4 Escala de hidrofobicidad (según Kyte y Doolittle)
  • 19. Cálculo predictivo de hidrofobicidad (Kyte & Doolittle)
  • 20. Predicciones a partir de estructura primaria, 2: Homologías ( C G 5 4 3 2 ) C G 5 4 3 2 P R O T E I N . [ D r o s o p h i l a m e l a n o g a s t e r ] 3 7 6 A A S c o r e = 3 9 8 b i t s ( 1 0 1 1 ) , E x p e c t = e - 1 1 0 I d e n t i t i e s = 1 9 7 / 3 5 5 ( 5 5 % ) , P o s i t i v e s = 2 4 5 / 3 5 5 ( 6 8 % ) , G a p s = 2 / 3 5 5 ( 0 % ) Q u e r y : 2 Y Q Y P A L T P E Q K K E L S D I A H R I V A P G K G I L A A D E S T G S I A K R L Q S I G T E N T E E N R R F Y R Q L 6 1 + Y P E + + E L I + + V A P G K G I L A A D E S + + K R Q I G E N T E E N R R Y R Q + S b j c t : 5 F Y Y P - - N K E L Q E E L I C I S K A L V A P G K G I L A A D E S S A V M G K R F Q L I G V E N T E E N R R L Y R Q M 6 2 Q u e r y : 6 2 L L T A D D R V N P C I G G V I L F H E T L Y Q K A D D G R P F P Q X X X X X X X X X X X X X X X X X X P L A G T N G E 1 2 1 L T D + + I G V I + H E T L + Q + D D G P F + P L G + E S b j c t : 6 3 L F T T D P K I A E N I S G V I F Y H E T L H Q R T D D G L P F V E A L R K K G I L T G I K V D K H F S P L F G S E D E 1 2 2 Q u e r y : 1 2 2 T T T Q G L D G L S E R C A Q Y K K D G A D F A K W R C V L K I G E H T P S A L A I M E N A N V L A R Y A S I C Q Q N G 1 8 1 T T Q G L D L + R C A Q Y K K + G F A K W R C + L K I + + T P S A I + E N A N V + A R Y A + I C Q S b j c t : 1 2 3 F T T Q G L D D L A N R C A Q Y K K E G C S F A K W R C I L K I T K N T P S P Q A I L E N A N V M A R Y A A I C Q S Q R 1 8 2 Q u e r y : 1 8 2 I V P I V E P E I L P D G D H D L K R C Q Y V T E K V L A A V Y K A L S D H H I Y L E G T L L K P N M V T P G H A C T Q 2 4 1 + V P I + P E + L G D H D L R C Q V E + L A V Y K A L S D H H + + L E G T L L + P + M V P G + S b j c t : 1 8 3 L V P I I S P E V L A T G D H D L D R C Q K V N E I L L A G V Y K A L S D H H V F L E G T L L Q P S M V M P G L Q S N K 2 4 2 Q u e r y : 2 4 2 K F S H E E I A M A T V T A L R R T V P P A V T G I T F L S G G Q S E E E A S I N L N A I N K C P L L K P W A L T F S Y 3 0 1 + I + A T V A + R R + V P P A V G + F G Q S E E E A + + + L N A I N P L K P W A + T F + + S b j c t : 2 4 3 N H P P A D I G V A T V L A I R R S V P P A V M G V L F C G G A Q S E E E A T V H L N A I N N V P L C K P W A M T F A F 3 0 2 Q u e r y : 3 0 2 G R A L Q A S A L K A W G G K K E N L K A A Q E E Y V K R A L A N S L A C Q G K Y T P S G Q A G A A A S E S L 3 5 6 R A L Q S L + W G G K K E + A Q E + K R A N L A G K Y + A A + E L S b j c t : 3 0 3 D R A L Q T S I L R T W G G K K E Q I S H A Q N E L I K R C R A N G L A S I G K Y V I G S V E S S A A T E R L 3 5 7
  • 21. Dependiendo del grado de homología en su estructura primaria, las proteínas se agrupan en: - Superfamilias: homología en torno a 30 % - Familias: homología superior a un 50 % y la misma función, por lo general. Además, hay pequeños tractos de secuencias comunes a proteínas muy diversas, y que corresponden a ciertos aspectos funcionales (como p.e. modificación postraduccional): son los motivos secuenciales
  • 22. Algunos motivos secuenciales en las proteínas N-Glicosilación N-{P}-[ST]-{P} Unión a glicosaminoglicano S-G-x-G Fosforilación dependiente de cAMP [RK]-(2)-[ST] Fosforilación, protein kinasa C [ST]-x(2)-[RK] Fosforilación, tirosin kinasa [RK]-x(2)-[DE]-x(3)-Y N-miristilación G- {EDRKHPFYW}-x(2)-[STAGCN]-{P} Amidación C-terminal x-G- [RK]-[RK] g-carboxilación de ácido glutámico x(12)-E-x(3)-E-x-C-x(6)-[DEN]-x-[LIVMFY] Prenilación C-{DENQ}-[LIVM]
  • 23. Predicciones a partir de estructura primaria, 3: Filogenia y Taxonomía - 8 1 1 0 _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . G l y . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . G l y . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . P h e . 2 0 _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . C y s . _ _ _ . _ _ _ . C y s . H i s . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . L y s . _ _ _ . 3 0 4 0 G l y . P r o. _ _ _ . L e u . _ _ _ . G l y . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . A r g . _ _ _ . _ _ _ .G l y . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . G l y . _ _ _ . 5 0 6 0 _ _ _ . T y r . _ _ _ . _ _ _ . A l a . A s n . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . T r p . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . 7 0 8 0 _ _ _ . _ _ _ .T y r . L e u . _ _ _ . A s n . P r o . L y s . L y s . T y r . I l e . P r o . G l y . T h r . L y s . M e t . _ _ _ . P h e . 9 0 1 0 0 _ _ _ . G l y . _ _ _ . _ _ _ . L y s . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . A r g . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . 1 0 4 _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . _ _ _ . Invariantes en citocromo c
  • 24. Sustituciones conservadoras en citocromo c P o s i c i ó n A m i n o á c i d o s 1 3 A r g , L y s 4 0 S e r , T h r 4 6 P h e , T y r 4 9 S e r , T h r 8 1 V a l , L e u , I l e 8 5 L e u , I l e 9 0 A s p , G l u 9 4 L e u , I l e 9 5 I l e , V a l 9 7 P h e , T y r
  • 25. Sustituciones radicales en citocromo c P o s i c i ó n A m i n o á c i d o s 3 3 H i s , S e r , T r p , T y r , A s n 4 4 A l a , P r o , A s p , G l n , V a l , G l u 5 4 A s n , A l a , S e r , G l n , A r g , L y s 6 0 G l u , G l y , A s p , A l a , G l n , L y s , A s n 6 5 T y r , P h e , S e r , M e t , A r g 8 3 P r o , A l a , V a l , G l y , T h r 8 8 P r o , A l a , A s p , G l u , L y s , T h r 8 9 G l n , L y s , A s n , G l u , T h r , G l y , A s p , A l a , S e r 9 2 A n a , A s n , A s p , G l y , G l u , V a l , T h r , L y s , G l n
  • 26. Distancias filogenéticas en citocromo c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1 . H o m o s a p i e n s - 2 . M a c c a c a m u l a t a 1 - 3 . S u s s c r o f a 1 0 9 - 4 . G a l l u s d o m e s t i c u s 1 3 1 2 9 - 5 . R a n a p i p i e n s 1 8 1 7 1 1 1 1 - 6 . M u s c a d o m e s t i c a 2 7 2 6 2 2 2 3 2 2 - 7 . B o m b y x m o r i 3 1 3 0 2 7 2 8 2 9 1 4 - 8 . T r i t i c u m v u l g a r e 4 3 4 3 4 5 4 6 4 8 4 5 4 5 - 9 . N e u r o s p o r a c r a s s a 4 8 4 7 4 6 4 7 4 9 4 1 4 7 5 4 -
  • 27. F Y Ángulos de conformación
  • 29.
  • 30.
  • 31. a-Hélice F = -57º Y= -47º Paso de rosca: 0.54 nm Traslación por residuo: 0.15 nm Residuos por vuelta: 3.6 Enlaces H: n a n+3
  • 32. Hélice 310 F = -49º Y = -26º Paso de rosca: 0.59 nm Traslación por residuo: 0.19 Residuos por vuelta: 3
  • 33. N C Mioglobina Proteína globular con alto contenido en a-hélice
  • 34. Fibrinógeno Proteína fibrosa con alto contenido en a-hélice
  • 35. Propensión estructural hacia a-hélices (Chou y Fasman) Estabilizan Ala: 1.420 Gln: 1.110 Glu: 1.510 Leu: 1.210 Lys: 1.160 Met: 1.450 Phe: 1.130 Indiferentes Arg: 0.980 Asp:1.010 His: 1.000 Ile: 1.080 Trp: 1.080 Val: 1.060 Desestabilizan Asn: 0.670 Cys: 0.700 Gly: 0.570 Pro: 0.570 Ser: 0.770 Thr: 0.830 Tyr: 0.690
  • 39. Estructura b F = -119 Y = 113
  • 40. C N C N N C H O O H C N C N H O O H C N C N H O O H C N C N C N C N H O O H C N C N H O O H C N C N H O O H C N C N C N C N H O O H C N C N H O O H C N C N H O O H C N C N C C C N N N Lámina b paralela
  • 43. N C C H O H O H O N C N C N C N C N C N H O H O H O H O H O H O N C N C N C N C N C N C O H O H O H C H O H O H O N C N C N C N C N C N H O H O H O N C N C Lámina b antiparalela
  • 46. Propensión estructural hacia estructuras b (Chou y Fasman) Estabilizan Ile: 1.600 Cys: 1.190 Gln: 1.100 Leu: 1.300 Phe: 1.380 Thr: 1.190 Trp: 1.370 Tyr: 1.470 Val: 1.700 Indiferentes Arg: 0.930 Met: 1.050 Desestabilizan Ala: 0.830 Asn: 0.890 Asp: 0.540 Glu: 0.370 Gly: 0.750 His: 0.870 Lys: 0.740 Pro: 0.550 Ser: 0.750
  • 47. Proteína fibrosa con estructura b: Fibroína
  • 48. Proteína globular con estructura b: Concanavalina A
  • 50. Propensión estructural hacia giros b Estabilizan Asn: 1.560 Asp: 1.460 Cys: 1.190 Gly: 1.560 Pro: 1.520 Ser: 1.430 Indiferentes Arg: 0.950 Gln: 0.980 His: 0.950 Lys: 1.010 Thr: 0.960 Trp: 0.960 Tyr: 1.140 Desestabilizan Ala: 0.660 Glu: 0.740 Ile: 0.470 Leu: 0.590 Met: 0.600 Phe: 0.600 Val: 0.500
  • 52. Estructuras suprasecundarias - Hélice-vuelta-hélice - Siete hélices transmembrana y hélice anfipática - Cremallera de leucina - Unidad bab - Meandro b - Dedo de Zn - Mano EF
  • 54. Siete hélices transmembrana (bacteriorrodopsina)
  • 55. a-hélice anfipática Lado hidrofóbico Lado polar
  • 61. Determinación experimental de la estructura secundaria 1. Métodos físicos: Cristalografía Rayos X, Resonancia Magnética Nuclear (RMN, NMR) en tanto en cuanto resuelven la estructura terciaria Otras técnicas: dicroísmo circular 2. Métodos predictivos a partir de la estructura primaria
  • 62. Propensión de un aminoácido hacia una estructura dada 1. A partir de un conjunto de proteínas de estructura 3D conocida, se forma la siguiente tabla: Total a-hélice Estr. b Giro b Glutamato 282 132 29 43 Aminoácidos 5507 1715 1555 1121 (Se ha puesto el Glutamato como ejemplo; esta tabla se prepara para todos los aminoácidos)
  • 63. 2. A partir de la tabla anterior, se calculan las frecuencias relativas de aparición de dicho aminoácido en las tres estructuras: a-hélice Estr. b Giro b Glutamato 0.470 0.104 0.151 Aminoácidos 0.311 0.282 0.204 3. Se calcula entonces la propensión de cada aminoácido hacia una estructura dada por el cociente de dividir la frecuencia relativa de cada estructura por la frecuencia relativa media de todos los amino-ácidos. En el caso del glutamato, Pa = 0.470/0.311 = 1.511 Pb = 0.104/0.282 = 0.370 Pg = 0.151/0.202 = 0.748
  • 64. A l a : 1 . 4 2 0 A r g : 0 . 9 8 0 A s n : 0 . 6 7 0 A s p : 1 . 0 1 0 C y s : 0 . 7 0 0 G l n : 1 . 1 1 0 G l u : 1 . 5 1 0 G l y : 0 . 5 7 0 H i s : 1 . 0 0 0 I l e : 1 . 0 8 0 L e u : 1 . 2 1 0 L y s : 1 . 1 6 0 M e t : 1 . 4 5 0 P h e : 1 . 1 3 0 P r o : 0 . 5 7 0 S e r : 0 . 7 7 0 T h r : 0 . 8 3 0 T r p : 1 . 0 8 0 T y r : 0 . 6 9 0 V a l : 1 . 0 6 0 PYQYPALTPEQKKELSDIAH Valor de propensión hacia a-hélice para la posición n (en este caso, 8): n+4 bi = 9.07 S i = n-4 Escala de propensiones hacia a-hélice (según Chou y Fasman)
  • 65.
  • 66. A l a : 0 . 8 3 0 A r g : 0 . 9 3 0 A s n : 0 . 8 9 0 A s p : 0 . 5 4 0 C y s : 1 . 1 9 0 G l n : 1 . 1 0 0 G l u : 0 . 3 7 0 G l y : 0 . 7 5 0 H i s : 0 . 8 7 0 I l e : 1 . 6 0 0 L e u : 1 . 3 0 0 L y s : 0 . 7 4 0 M e t : 1 . 0 5 0 P h e : 1 . 3 8 0 P r o : 0 . 5 5 0 S e r : 0 . 7 5 0 T h r : 1 . 1 9 0 T r p : 1 . 3 7 0 T y r : 1 . 4 7 0 V a l : 1 . 7 0 0 PYQYPALTPEQKKELSDIAH Valor de propensión hacia estructura b para la posición n (en este caso, 8): n+4 bi = 8.1 S i = n-4 Escala de propensiones hacia estructura b (según Chou y Fasman)
  • 67.
  • 68. A l a : 0 . 6 6 0 A r g : 0 . 9 5 0 A s n : 1 . 5 6 0 A s p : 1 . 4 6 0 C y s : 1 . 1 9 0 G l n : 0 . 9 8 0 G l u : 0 . 7 4 0 G l y : 1 . 5 6 0 H i s : 0 . 9 5 0 I l e : 0 . 4 7 0 L e u : 0 . 5 9 0 L y s : 1 . 0 1 0 M e t : 0 . 6 0 0 P h e : 0 . 6 0 0 P r o : 1 . 5 2 0 S e r : 1 . 4 3 0 T h r : 0 . 9 6 0 T r p : 0 . 9 6 0 T y r : 1 . 1 4 0 V a l : 0 . 5 0 0 PYQYPALTPEQKKELSDIAH Valor de propensión hacia giro b para la posición n (en este caso, 8): n+4 bi = 9.12 S i = n-4 Escala de propensiones hacia giro b (según Chou y Fasman)