PROTEÍNAS ESTRUCTURA TERCIARIA.

ESTRUCTURA TERCIARIA

Se refiere a la conformación tridimensional completa de un polipéptido.

Indica, en el espacio tridimensional, como las estructuras secundarias: hélices, laminas , curvas, vueltas y asas, se ensamblan para formar dominios y como estos dominios se relacionan entre si en el espacio.

Dominio: es una sección de la estructura proteínica suficiente para llevar a cabo una tarea química o física particular como la de enlazar un sustrato u otro ligando.

La estructura terciaria está mantenida por enlaces iónicos y de puentes de hidrógeno entre las cadenas laterales de los aminoácidos, enlaces hidrofóbicos y eventualmente puentes disulfuro.

Esta estructura es la responsable directa de las propiedades biológicas de una proteína, ya que la disposición espacial de los distintos grupos funcionales determina su interacción con los diversos enlaces que se forman

SE DISTINGUEN DOS TIPOS DE ESTRUCTURA TERCIARIA:

Estructura terciaria de tipo fibroso: Son en las que una de las dimensiones es mucho mayor que las otras.

Son ejemplos el colágeno: Es una Molécula Proteíca que forma fibras, la queratina del cabello o la fibroína de la seda.

Pueden mantener su ordenamiento sin recurrir a grandes modificaciones, tan sólo introduciendo ligeras torsiones longitudinales, como en las hebras de una cuerda.

Estructura terciaria de tipo globular: Son las más frecuentes, en las que no existe una dimensión que predomine sobre las demás, y su forma es aproximadamente esférica.

En este tipo de estructuras se suceden regiones con estructuras al azar, hélice a hoja b, acodamientos y estructuras supersecundarias. Ejemplo: mioglobina

Las fuerzas que estabilizan la estructura terciaria de una proteína se establecen entre las distintas cadenas laterales de los AA Aminoácidos que la componen.

Los enlaces propios de la estructura terciaria pueden ser de dos tipos: covalentes y no covalentes

Enlaces covalentes pueden deberse a: la formación de un puente disulfuro

entre dos cadenas laterales de Cys. la formación de un enlace amida (-CO-

NH-) entre las cadenas laterales de la Lys y un AA dicarboxílico (Glu o Asp).

Enlaces no covalentes pueden ser de cuatro tipos:

fuerzas electrostáticas entre cadenas laterales ionizadas, con cargas de signo opuesto

puentes de hidrógeno, entre las cadenas laterales de AA polares

interacciones hidrofóbicas entre cadenas laterales apolares

fuerzas de polaridad debidas a interacciones dipolo-dipolo

Como resultado de estas interacciones, en las proteínas con estructura terciaria globular ocurre lo siguiente:

Las cadenas laterales con carácter apolar se orientan hacia el interior de la molécula evitando las interacciones con el disolvente, y forman un núcleo compacto con carácter hidrofóbico.

Las cadenas laterales de los aminoácidos polares se localizan en la superficie de la molécula, interaccionando con el agua y permitiendo que la proteína permanezca en disolución

MIOSINA

Constituyen una familia de proteínas de al menos 12 clases identificadas.

Miosina I: es una especie monomérica que se une a la membrana celular; puede servir como enlace entre los micro filamentos y la membrana celular de algunos sitios.

Miosina II: La molécula de miosina-II está formada por 2 polipéptidos de 220 kDa cada uno (cadenas pesadas ) y 4 polipéptidos de 20 kDa cada uno (cadenas livianas) . Está organizada en 3 dominios estructural y funcionalmente distintos: cabeza, cuello y cola. En el extremo NH2-terminal las 2 cadenas pesadas presentan una estructura globular, llamada cabeza, la que se continúa en una zona con forma de bastón, de unos 150 nm de largo, cuya porción inicial corresponde al cuello de la molécula y el resto a la cola.

La miosina representa 55% del peso total de proteína muscular y forma los filamentos gruesos.

Es un hexámero asimétrico con una masa molecular aproximada de 460kDa.

Tiene una cola fibrosa compuesta por dos hélices entrelazadas. (Cada hélice posee una cabeza globular fijada en un extremo)

La miosina del músculo esquelético se une a la actina para formar el complejo actomiosina (actina-miosina), en el cual favorece su actividad intrínseca de ATPasa.

Las isoformas de la miosina pueden variar en cantidad, dependiendo de las diferentes situaciones anatómicas, fisiológicas y patológicas.

LA DIGESTIÓN LIMITADA DE LA MIOSINA LLEVADA A CABO POR PROTEASAS HA AYUDADO A DILUCIDAR LA ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE ESTA. Cuando la miosina es digerida por la acción de

tripsina, se generan dos fragmentos de miosina (meromiosinas).

La meromiosina ligera: consiste en fibras alfa-helicoidales aglomeradas e insolubles, derivadas de la cola de la miosina. (No muestra actividad alguna de ATPasa y tampoco se une a la actina F).

La meromiosina pesada: es una proteína soluble que posee una porción fibrosa y una globular. (Muestra actividad de ATPasa y se une a la actina F)

La digestión de la MMP por la acción de la papaína genera dos subfragmentos, S-1 y S-2.

El fragmento S-2 es fibroso y no presenta actividad de ATPasa ni se una a la actina F.

El fragmento S-1 muestra actividad de ATPasa y se une a las cadenas L, y en ausencia de ATP, se une a la actina, decorándola con “puntas de flechas”.

Tanto el S-1 como la MMP muestran actividad de ATPasa, lo cual acelera 100 a 200 veces la formación del complejo actina F-miosina.

LOS CAMBIOS EN LA CONFORMACIÓN DE LA CABEZA DE MIOSINA DAN LUGAR A LA CONTRACCIÓN MUSCULAR.

La contracción muscular consiste, esencialmente, en la unión y separación cíclicas entre el fragmento S-1 de la cabeza de la miosina y los filamentos de actina F.

Este proceso puede ser referido también como formación y desintegración de los puentes cruzados.

La fijación de la actina a la miosina es seguida de cambios conformacionales que son de particular importancia para el S-1 de la cabeza, y que dependen del nucleótido presente (ADP o ATP).

Estos cambios generan un impulso de activación, que hace que los filamentos de actina se deslicen entre los filamentos de miosina.

La energía de este impulso de activación es suministrada por el ATP, el cual es hidrolizado a ADP y Pi.

No obstante, el impulso de activación ocurre como resultado de los cambios conformacionales de la cabeza de la miosina cuando el ADP la abandona.

Los eventos bioquímicos principales que tiene lugar durante un ciclo de contracción y relajación muscular pueden representarse en cinco pasos:

1-. Fase de relajación de la contracción muscular: el S-1 de la cabeza de la miosina, hidroliza el ATP a ADP-Pi , pero estos productos permanecen unidos.

2-.Cuando la contracción muscular es estimulada (mediante los eventos en los que participan Ca, troponina, tropomiosina y actina), la actina queda expuesta y el S-1 de la cabeza de la miosina se une a ella para formar el complejo actinamiosina-ADP-Pi.

3-. La formación de este complejo promueve la liberación del Pi, lo cual origina el impulso de activación, seguido por la liberación del ADP.

4-. Otra molécula del ATP se une al S-1, formando un complejo actina-miosina-ATP.

5-.El complejo miosina-ATP tiene poca afinidad por la actina; entonces, la actina es liberada. Este paso es clave en la relajación, y depende de la unión del ATP al complejo actina-miosina.

LA TROPOMIOSINA Y EL COMPLEJO DE TROPONINAS PRESENTE EN LOS FILAMENTOS DELGADOS REALIZAN FUNCIONES CLAVE EN EL MUSCULO ESTRIADO En el músculo estriado existen otras dos

proteínas que son de menor importancia en términos de masa molecular aunque son importantes en las funciones que desempeñan.

La tropomiosina es una molécula fibrosa que consiste en dos cadenas una alfa y una beta, las cuales se fijan a la actina F en los surcos existentes entre sus filamentos.

Presentes en todas las estructuras musculares o de tipo muscular.

El complejo de troponinas es exclusivo del músculo estriado, y consiste en tres polipéptidos.

La troponina se une a la tropomiosina, así como a los otros dos componentes de la troponina.

Troponina I: inhibe la interacción actina F-miosina y se une a otros componentes de la troponina.

Troponina C: es un polipéptido que se une al calcio, y es estructural y funcionalmente análoga a la calmodulina, una proteína importante que se une al calcio ampliamente distribuida en la naturaleza.

PATOLOGÍAS (MIOSINA)