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Ismael Yévenes L. 1
Universidad de ChileFac. OdontologíaArea de QuímicaQuímica I 2006
AMINOACIDOS Y PROTEINASAMINOACIDOS Y PROTEINAS
AMINOACIDOS
Hidrólisisácida
HCl6N
Aminoácidos: Presentan complejidad estructural y funcional.
Aminoácido
R
H2N CH COOH
Cadenalateral
Grupoácido
Grupoamino
PEPTIDOS PROTEINASn n!
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Configuración D y L.
L- Gliceraldehido L- Aminoácido
H - C = O
HO - C - H
CH2OH
HO - C = O
H2N - C - H
CH2OH
Clasificación de aminoácidos.
Según el grupo R, que explica las diferencias en las propie-dades, se dividen en 7 grupos.
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I.- Alifaticos:
H2N C COOH
R
R : - H Glicina
R: - CH3 Alanina CH3 R: - C H Valina (aa) CH3
CH3 R: - CH2 - C H Leucina (aa) CH3
R: - CH - CH2 - CH3 Isoleucina (aa)
CH3
H
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- -
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II.- Aromáticos:
H2N C COOH H
R
-CH2 -
-CH2-OH-
Fenilalanina (aa)
Tirosina
CH2
NH
Triptofano (aa)
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III.- Hidroxilados:
R: - CH2OH
R: - CH - OH CH3
Treonina (aa)
Serina
IV.- Azufrados:
R: - CH2SH
R: - (CH2)2 - S - CH3
Cisteína
Metionina (aa)
V.- Básicos:
R: - (CH2)4 - NH2
R: - (CH2)3 - NH - C=NH NH2
CH2
N N
Arginina
Histidina
Lisina (aa)
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VI.- Acidos:
R: - CH2 - COOH
R: - CH2 CH2 - COOH
Acido Glutámico
Acido Aspártico
VII.- Amídicos:
R: - CH2 - CONH2
R: - CH2 CH2 - CONH2
Asparagina
Glutamina
Aminoácidos esenciales
Son aquellos que el hombre no sintetiza o su velocidad de síntesis es insuficiente para los requerimientos, son: valina,leucina, isoleucina, fenilalanina, treonina, lisina, metionina y
triptofano.
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PROPIEDADES DE LOS AM INOACIDOS
CH3 - CH2NH2
EtilaminaP.F=-80,6ºC
CH3 - COOHAcido AcéticoP.F.=16,6ºC
H2N - CH2 - COOHGlicinaP.F.=233ºC
Sólidos cristalinos de alto punto de fusión con descomposición.
- Altas constantes dieléctricas- Insolubles en solventes apolares- Solubles en agua
1.- Punto de Fusión.
2. Propiedades físico-químicas.
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3. Ion dipolar, Zwitterion.a. Titulación de aminoácido con base fuerte.
El producto tiene pH básico, se titula el 2º pk con un valor aproximado de 10, lejos del valor de pK de los ácidos carboxílicos
H2N C COOH
H
R
+ OH- H2N C COO-
H
R
b. Titulación de aminoácido con ácido fuerte.
H2N C COOH
H
R
+ H+
R
+H3N C COOH
H
La reacción tiene pH ácido con un valor cercano a 3, lejos delpK de las aminas.
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+H3N C COO-
H
R
Estructura dipolar o Zwitterion.
a. Titulación de aminoácido con ácido fuerte.
+H3N C COO-
H
R
+ H+ +H3N C COOH
H
R
COO-pKa1: COOH
+H3N C COO-
H
R
+ OH- H2N C COO-
H
R
b. Titulación de aminoácido con base fuerte.
+H3N H2NpKa2:
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9,6
HCl0
pKa2
Titulación de la glicina.
pI
pKa1
6,0
2,4
pH
NaOH
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1 2,4 6,0pH
H C COOH
+H3N
HOH-
H C COOH
+H3N
H
H C COO-
+H3N
H
OH- OH-
H C COO-
+H3N
H
H C COO-H2N
H
OH-
9,6 pH
H C COO-
+H3N
HH C COO
-H2N
H
12
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Valores de pK grupos funcionales
Grupo pKa
carboxilo α 2,1 + 0,5carboxilo no α 4,0 + 0,3imidazol 6,0amino α 9,8 + 1,0amino ε 10,5OH fenólico 10,1guanidino 12,5sulfidrilo 8,3
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Titulación de ácido dicarboxilico: ácido aspártico
H C COO-
+H3N
CH2COOH
H+ H C COOH
+H3N
CH2COOH
pKa1= 2,1pKa2= 3,9pKa3= 9,8
Agregación de base:
OH- OH-OH-H C COOH
+H3N
CH2COOH
H C COO-
+H3N
CH2COOH
H C COOH
+H3N
CH2COOH
H C COO-
+H3N
CH2COOH
1 2,1 3,0 pH
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OH-H C COO
-+H3N
CH2COOH
OH-
H C COO-
+H3N
CH2COOH
H C COO-
+H3N
CH2COO-
H C COO-
+H3N
CH2COO-
3.0 3.9 6.0
OH-H C COO
-+H3N
CH2COO-
H C COO-H2N
CH2COO-
H C COO-
+H3N
CH2COO-
6.0 9.8
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Titulación del ácido aspártico
pI
pI = pKa1 + pKa2 2
pKa1
pKa2
pKa3
2,1
3,9
9,8
ml NaOH 20 40 60
3,0
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Reacciones de aminoácidos
1. Acilación del grupo amino
H2N CH2 COOH + CH3 CO OCO CH3 CH3 CO NH CH2COOH + CH3 COOH
N-acetilglicinaGlicina
2. Formación de ésteres
H2N CHR COOH + HO - R H2N CHR COO R
3. Descarboxilación
H2N CHR COOH H2N CH2R + CO24. Deaminación
H2N CHR COOH HO CHR COOH + N2
HNO2
5. Cloruro de acilo
H2N CHR COOH + R1 CO Cl R1 CO HN CHR COOH
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6. Ninhidrina
H2N CHR COOH
o
o
OH
OH+ HN = C R COOH
N. oxidada
iminoácido
o
o
OH
H+
+ H2O
1ª etapa
2ª etapa
HN = C R COOH + H2O NH3 + O = C R COOH R COH + CO2 3ª etapa
o
o
OH
OH NH3
o
o
OH
H
++
O
O
O
C - N =
O
C
N. oxidada N. reducida Complejo de color azul púrpura
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Síntesis de aminoácidos
R CH2 COOH R CHX COOH R CH COOH NH2
X2
H2O
NH3
Reacciones específicas de aminoácidos
Aminoácido Reacción Reactivo Color
Tirosina Millón HgNO3/HNO2 Rojo
Triptofano Xantoproteica HNO3 conc. Amarillo
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Enlace peptídico
Residuo aminoacídico: Resto de aminoácido que es parte de un péptido.
ProteínasProteínas
H2N C C OH
H
R O+ H2N C C OH
H
R O
H2N C C
H
R OHN C C OH H
R O
Tetrapéptido: Ser - Gli - Phe - Ala-Serina - glicil - fenil - alanina
H2N C C O
CH2OH
H
HN C C O H
H
HN C C O CH2
H
HN C COOH CH3
H
ResiduoN terminal
ResiduoC terminal
Escritura del péptido de izquierda a derecha a partir del N terminal
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Secuencia aminoacídica: Orden en que se unen los residuos aminoacídicos en un péptido.
Determina la estructura primaria y propiedades químicas y fisiológicas.
FunciónTransporte y almacenamiento: hemoglobina
Tejido estructural: Pelo, dientes, etc.Catálisis: Enzimas
Movimiento: Contracción y extensiónTransporte de información: receptores impulsos
Información genética
QuímicaProteínas simples: aminoácidos
Proteínas complejas: aminoácidos y grupo prostético
FormaGlobulares: relación axial < 10Fibrilares: relación axial > 10
EstructuraEstructura primaria: Orden lineal de residuos peptídicos.
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26º
5,1A
N RCN
CR
R
R
RRRR
3ª vuelta
5,4 A3,6 Residuos
4ª vuelta
2ª vuelta
C=
O
H
N
C=
O
H
N
C=O
H
N
C=
O
H
N
C=
O
H
N C=
O
H
N
C=
O
H
N
Estructura Secundaria: hélice α
Estructura estabilizadapor puentes de H.
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