Estas proteínas llevan asociados otros componentes de naturaleza no proteica que se clasifican según este componente.
Glucoproteínas:
- Colágeno.
- Inmunoglobulinas: Son anticuerpos que reconocen y se unen a los determinantes antigénicos, regiones del anticuerpo que provocan la respuesta inmune. Dentro de las inmunoglobulinas existen 5 tipos: Ig A, D, E, G, M.
La inmunoglobulina G son las más abundantes al defenderse de un organismo extraño. Están formadas por cuatro cadenas polipeptídicas iguales 2 a 2. son 2 cadenas ligeras y 2 cadenas pesadas. Las uniones entre las distintas cadenas se establecen por puentes disulfuro, lo que hace que sean bastante resistentes a la disociación.
Las cadenas ligeras constan de dos dominios, uno variable y otro constante. Las pesadas constan de cuatro dominios, uno variable y 3 constantes. Estos dominios son zonas globulares que también se estabilizan por puentes disulfuro.
Los dominios situados en el extremo aminoterminal tanto de las cadenas ligeras como de las pesadas (el primer dominio) constituyen el centro activo de la inmunoglobulina. Son los encargados de reconocer al antígeno y unirse a él. Esto es posible porque presentan una gran variabilidad estructural. El resto de la molécula es constante, con escasa variabilidad.
En la región constante de las cadenas pesadas (el segundo dominio) van oligosacáridos unidos.
Las inmunoglobulinas poseen una estructura característica en “Y”. A esta región se la denomina región “bisagra” porque permite que la molécula se abra o cierre, facilitando así la unión con el antígeno.
Diferentes tipos de inmunoglobulinas:
En lo esencial se repite la estructura mencionada. Una diferencia es la composición de la cadena pesada, característica para cada una de ellas, las de la Ig A son , las de las D, ...
Las cadenas ligeras son iguales para las 5 clases de inmunoglobulinas y pueden ser de 2 tipos, o (landa o kapa). Nunca tendremos una y una en la misma cadena pesada o las dos en las ligeras.
En las inmunoglobulinas A esta estructura básica se repite entre 1 y 3 veces. En el caso de otras se repite 5 veces.
Existen también diferencias funcionales entre las diferentes Ig’s durante el proceso inmune.
Lipoproteínas:
Son las responsables del transporte de lípidos por la sangre. Presentan una estructura esférica cuya parte interna es de naturaleza oleosa, hidrófoba. Están formadas por lípidos apolares como los ésteres de colesterol o triglicéridos.
Están cubiertas por una monocapa de lípidos anfipáticos (fosfolípidos y colesterol libre), junto con las proteínas específicas que también son anfipáticas y dirigen sus residuos hidrofílicos hacia el exterior de la proteína y los hidrofóbicos hacia el núcleo hidrófobo de la proteína. A estas proteínas se las denomina “apoproteínas”.
La unión de los lípidos del núcleo a la capa externa de fosfolípidos y proteína es una unión débil no covalente, mediante puentes de hidrógeno y enlaces de Van der Waals, con lo que se permiten el intercambio de lípidos y apoproteínas entre las distintas lipoproteínas del suero y entre estas y los tejidos.
Se han identificado en el plasma sanguíneo 5 clases de lipoproteínas que se clasifican según su densidad y comportamiento en la electroforesis:
- Quilomicrones: lipoproteínas muy ricas en triglicéridos procedentes de la dieta
- Lipoproteínas de muy baja densidad: conocidas también como VLDL o lipoproteínas prebeta, según su comportamiento en electroforesis . también son ricas en triglicéridos, pero en este caso de síntesis endógena
- Lipoproteínas de densidad intermedia
- Lipoproteínas de baja densidad o LDL: estas transportan fundamentalmente colesterol. También se denominan lipoproteínas beta
- Lipoproteínas de alta densidad o alfa o HDL: los lípidos aquí son más abundantes, son fosfolípidos y colesterol.
La distinta densidad de las proteínas se debe a la distinta proporción de lípidos y proteínas de que consta. A mayor proporción de lípidos mayor densidad.
En cuanto a las apoproteínas, estas varían de unas a otras y se denominan como apoA, apoB, C, según el orden en que han sido descubiertas.
Que las apoproteínas sean tan distintas influye en el punto isoeléctrico de las mismas, y por tanto en su comportamiento en la electroforesis.
Hemoproteínas
Son aquellas que contienen el grupo hemo, como ejemplo, vamos a estudiar la mioglobina y la hemoglobina, que son proteínas que se unen al oxígeno.
Las hemoglobina transporta oxígeno en el interior de los glóbulos rojos de humanos y otros vertebrados, mientras que la mioglobina lo almacena en los tejidos hasta que es usado en el metabolismo.
La mioglobina se encuentra en concentraciones relativamente altas en el músculo esquelético y cardíaco, siendo la principal responsable de su color.
Representa el 8% de las proteínas musculares de los animales que se sumergen, que necesitan almacenar grandes cantidades de oxígeno para usarlo cuando están sumergidos.
La mioglobina es una proteína monomérica, mientras que la hemoglobina es un tetrámero.
En la mioglobina, la cadena polipeptídica está formada por 8 hélices alfa en las cuales están más de las 3/4 partes de los aminoácidos. Estas hélices se nombran de la A a la H comenzando por el extremo aminoterminal, y los segmentos interhélice se nombran AB,CD,DE...
En cuanto a los residuos, estos se pueden nombrar de 2 modos, desde el grupo aminoterminal al carboxiloterminal o bien A1, A2, A3... según la hélice donde se encuentren.
El oxígeno se une al grupo prostético de la mioglobina, que es el grupo hemo, una porfirina, la protoporfirina 9. el oxígeno se va a unir a un átomo de hierro que se situa en el centro del grupo hemo, que es un sistema tetrapirrólico, formado por la unión de cuatro anillos derivados del tirrol, y que se caracteriza por los sustituyentes sobre este sistema de anillos, 2 vinilo, 2 propiónico (ionizables) y 2 metilo.
El grupo hemo se sitúa en una cavidad que forma la cadena polipeptídica de la mioglobina, de forma que los sustituyentes apolares se orientan hacia la región hidrófoba (interior de la proteína), mientras que los ionizables se dirigen al exterior acuoso. El hierro está unido en el centro del grupo hemo, por lo que los enlaces de coordinación.
4 de ellos se establecen con los cuatro nitrógenos de los anillos pirrólicos. El quinto enlace de coordinación lo establece con el N de un residuo de histidina denominado “Histidina Proximal”, con posición F8 o G3 de la cadena.
Un sexto enlace de coordinación se une al O. En la unión interviene la “histidina distal” (más lejana) A2 o E7.
El grupo hemo está oculto en el interior. Esto es esencial para su función, ya que el Fe+2 es capaz de unirse al O7, mientras que si el grupo hemo estuviese en la solución acuosa tendría el hierro como Fe+3, con lo que no podría unirse al O. Esta cavidad protege al Fe de una rápida oxidación.
Esta protección también tiene su importancia para la diferente afinidad que presenta para unirse con el CO, que compite con el O para unirse al grupo hemo, que cuando está libre, su afinidad por el CO es de 25.000 más que por el oxígeno, mientras que unido a la mioglobina, la afinidad por el CO es de solo 250 veces la del O.
La hemoglobina es un tetrámero formado por 4 subunidades, dos a dos iguales. Cada subunidad es igual a una mioglobina.
Existen diferentes tipos de hemoglobinas, según cuales sean los substituyentes que la formen. Las más abundante es la A1, formada por 2 cadenas alfa y 2beta. El 12% es del tipo A2, con 2 cadenas alfa y dos cadenas delta. En el feto la más abundantes la HF, formada por 2 alfa y 2 gamma.
Unión del Oxígeno a la hemoglobina:
Cada molécula de hemoglobina puede unirse a 4 moléculas de O. Es una proteína alostérica. La unión es cooperativa ya que la unión del O a una subunidad favorece la unión a la siguiente y así sucesivamente. Esto es debido a que la unión proboca un cambio conformacional que se transmite a las otras unidades de la proteína.
Además, esta unión es reversible, depende de la concentración de O que existe en el entorno de la hemoglobina, temperatura, pH...
La importancia de la estructura 3D en su función:
Tomaremos como ejemplo las hemoglobinas anómalas. Estas son anormales, y provocan patologías. Una muy bien caracterizada es la hemoglobina S o falciforme, y los individuos que la poseen sufren un tipo de anemia “falciforme”.
Hay una mutación en los genes que codifican las cadenas beta que provoca que el aminoácido 6 de la cadena beta sea valina en vez de glutámico. A pH fisiológico el segundo está cargado negativamente y la valina no. Hay entonces una carga positiva que induce a que la hemoglobina precipite en el interior de los eritrocitos, y baja la concentración de hemoglobina en estado desoxigenado. Los glóbulos rojos que padecen esto tienen forma de hoz, y esto es una hemoglobinopatía.
FUENTE: www.aibarra.org/apuntes/biofisica_bioquimica
Glucoproteínas:
- Colágeno.
- Inmunoglobulinas: Son anticuerpos que reconocen y se unen a los determinantes antigénicos, regiones del anticuerpo que provocan la respuesta inmune. Dentro de las inmunoglobulinas existen 5 tipos: Ig A, D, E, G, M.
La inmunoglobulina G son las más abundantes al defenderse de un organismo extraño. Están formadas por cuatro cadenas polipeptídicas iguales 2 a 2. son 2 cadenas ligeras y 2 cadenas pesadas. Las uniones entre las distintas cadenas se establecen por puentes disulfuro, lo que hace que sean bastante resistentes a la disociación.
Las cadenas ligeras constan de dos dominios, uno variable y otro constante. Las pesadas constan de cuatro dominios, uno variable y 3 constantes. Estos dominios son zonas globulares que también se estabilizan por puentes disulfuro.
Los dominios situados en el extremo aminoterminal tanto de las cadenas ligeras como de las pesadas (el primer dominio) constituyen el centro activo de la inmunoglobulina. Son los encargados de reconocer al antígeno y unirse a él. Esto es posible porque presentan una gran variabilidad estructural. El resto de la molécula es constante, con escasa variabilidad.
En la región constante de las cadenas pesadas (el segundo dominio) van oligosacáridos unidos.
Las inmunoglobulinas poseen una estructura característica en “Y”. A esta región se la denomina región “bisagra” porque permite que la molécula se abra o cierre, facilitando así la unión con el antígeno.
Diferentes tipos de inmunoglobulinas:
En lo esencial se repite la estructura mencionada. Una diferencia es la composición de la cadena pesada, característica para cada una de ellas, las de la Ig A son , las de las D, ...
Las cadenas ligeras son iguales para las 5 clases de inmunoglobulinas y pueden ser de 2 tipos, o (landa o kapa). Nunca tendremos una y una en la misma cadena pesada o las dos en las ligeras.
En las inmunoglobulinas A esta estructura básica se repite entre 1 y 3 veces. En el caso de otras se repite 5 veces.
Existen también diferencias funcionales entre las diferentes Ig’s durante el proceso inmune.
Lipoproteínas:
Son las responsables del transporte de lípidos por la sangre. Presentan una estructura esférica cuya parte interna es de naturaleza oleosa, hidrófoba. Están formadas por lípidos apolares como los ésteres de colesterol o triglicéridos.
Están cubiertas por una monocapa de lípidos anfipáticos (fosfolípidos y colesterol libre), junto con las proteínas específicas que también son anfipáticas y dirigen sus residuos hidrofílicos hacia el exterior de la proteína y los hidrofóbicos hacia el núcleo hidrófobo de la proteína. A estas proteínas se las denomina “apoproteínas”.
La unión de los lípidos del núcleo a la capa externa de fosfolípidos y proteína es una unión débil no covalente, mediante puentes de hidrógeno y enlaces de Van der Waals, con lo que se permiten el intercambio de lípidos y apoproteínas entre las distintas lipoproteínas del suero y entre estas y los tejidos.
Se han identificado en el plasma sanguíneo 5 clases de lipoproteínas que se clasifican según su densidad y comportamiento en la electroforesis:
- Quilomicrones: lipoproteínas muy ricas en triglicéridos procedentes de la dieta
- Lipoproteínas de muy baja densidad: conocidas también como VLDL o lipoproteínas prebeta, según su comportamiento en electroforesis . también son ricas en triglicéridos, pero en este caso de síntesis endógena
- Lipoproteínas de densidad intermedia
- Lipoproteínas de baja densidad o LDL: estas transportan fundamentalmente colesterol. También se denominan lipoproteínas beta
- Lipoproteínas de alta densidad o alfa o HDL: los lípidos aquí son más abundantes, son fosfolípidos y colesterol.
La distinta densidad de las proteínas se debe a la distinta proporción de lípidos y proteínas de que consta. A mayor proporción de lípidos mayor densidad.
En cuanto a las apoproteínas, estas varían de unas a otras y se denominan como apoA, apoB, C, según el orden en que han sido descubiertas.
Que las apoproteínas sean tan distintas influye en el punto isoeléctrico de las mismas, y por tanto en su comportamiento en la electroforesis.
Hemoproteínas
Son aquellas que contienen el grupo hemo, como ejemplo, vamos a estudiar la mioglobina y la hemoglobina, que son proteínas que se unen al oxígeno.
Las hemoglobina transporta oxígeno en el interior de los glóbulos rojos de humanos y otros vertebrados, mientras que la mioglobina lo almacena en los tejidos hasta que es usado en el metabolismo.
La mioglobina se encuentra en concentraciones relativamente altas en el músculo esquelético y cardíaco, siendo la principal responsable de su color.
Representa el 8% de las proteínas musculares de los animales que se sumergen, que necesitan almacenar grandes cantidades de oxígeno para usarlo cuando están sumergidos.
La mioglobina es una proteína monomérica, mientras que la hemoglobina es un tetrámero.
En la mioglobina, la cadena polipeptídica está formada por 8 hélices alfa en las cuales están más de las 3/4 partes de los aminoácidos. Estas hélices se nombran de la A a la H comenzando por el extremo aminoterminal, y los segmentos interhélice se nombran AB,CD,DE...
En cuanto a los residuos, estos se pueden nombrar de 2 modos, desde el grupo aminoterminal al carboxiloterminal o bien A1, A2, A3... según la hélice donde se encuentren.
El oxígeno se une al grupo prostético de la mioglobina, que es el grupo hemo, una porfirina, la protoporfirina 9. el oxígeno se va a unir a un átomo de hierro que se situa en el centro del grupo hemo, que es un sistema tetrapirrólico, formado por la unión de cuatro anillos derivados del tirrol, y que se caracteriza por los sustituyentes sobre este sistema de anillos, 2 vinilo, 2 propiónico (ionizables) y 2 metilo.
El grupo hemo se sitúa en una cavidad que forma la cadena polipeptídica de la mioglobina, de forma que los sustituyentes apolares se orientan hacia la región hidrófoba (interior de la proteína), mientras que los ionizables se dirigen al exterior acuoso. El hierro está unido en el centro del grupo hemo, por lo que los enlaces de coordinación.
4 de ellos se establecen con los cuatro nitrógenos de los anillos pirrólicos. El quinto enlace de coordinación lo establece con el N de un residuo de histidina denominado “Histidina Proximal”, con posición F8 o G3 de la cadena.
Un sexto enlace de coordinación se une al O. En la unión interviene la “histidina distal” (más lejana) A2 o E7.
El grupo hemo está oculto en el interior. Esto es esencial para su función, ya que el Fe+2 es capaz de unirse al O7, mientras que si el grupo hemo estuviese en la solución acuosa tendría el hierro como Fe+3, con lo que no podría unirse al O. Esta cavidad protege al Fe de una rápida oxidación.
Esta protección también tiene su importancia para la diferente afinidad que presenta para unirse con el CO, que compite con el O para unirse al grupo hemo, que cuando está libre, su afinidad por el CO es de 25.000 más que por el oxígeno, mientras que unido a la mioglobina, la afinidad por el CO es de solo 250 veces la del O.
La hemoglobina es un tetrámero formado por 4 subunidades, dos a dos iguales. Cada subunidad es igual a una mioglobina.
Existen diferentes tipos de hemoglobinas, según cuales sean los substituyentes que la formen. Las más abundante es la A1, formada por 2 cadenas alfa y 2beta. El 12% es del tipo A2, con 2 cadenas alfa y dos cadenas delta. En el feto la más abundantes la HF, formada por 2 alfa y 2 gamma.
Unión del Oxígeno a la hemoglobina:
Cada molécula de hemoglobina puede unirse a 4 moléculas de O. Es una proteína alostérica. La unión es cooperativa ya que la unión del O a una subunidad favorece la unión a la siguiente y así sucesivamente. Esto es debido a que la unión proboca un cambio conformacional que se transmite a las otras unidades de la proteína.
Además, esta unión es reversible, depende de la concentración de O que existe en el entorno de la hemoglobina, temperatura, pH...
La importancia de la estructura 3D en su función:
Tomaremos como ejemplo las hemoglobinas anómalas. Estas son anormales, y provocan patologías. Una muy bien caracterizada es la hemoglobina S o falciforme, y los individuos que la poseen sufren un tipo de anemia “falciforme”.
Hay una mutación en los genes que codifican las cadenas beta que provoca que el aminoácido 6 de la cadena beta sea valina en vez de glutámico. A pH fisiológico el segundo está cargado negativamente y la valina no. Hay entonces una carga positiva que induce a que la hemoglobina precipite en el interior de los eritrocitos, y baja la concentración de hemoglobina en estado desoxigenado. Los glóbulos rojos que padecen esto tienen forma de hoz, y esto es una hemoglobinopatía.
FUENTE: www.aibarra.org/apuntes/biofisica_bioquimica
