Estructura y Conformación de Proteínas

Cuestión 1 (1 punto)

a) El poliaspartato, o (Asp)n, forma hélices α en disoluciones acuosas a pH menor de 3; por encima de pH 5 adquiere una conformación extendida o al azar. Explicar este hecho.

Según los valores de pH del aspartato, este aminoácido desprotona su extremo carboxílico cuando se superan valores de 2.09 lo cual afecta a la cadena ya que habría alcanzado su puntoisoeléctrico (carga=0), de manera que si no pierde su protón, no hay repulsión y es posible la formación de hélices alfa a pH menores de 3.
En el caso del pH 5, se da la conformación extendida o al azar ya que a pH superior 3.86 se desprotona el radical, de manera que la carga formal de la molécula es negativa y se repelen las moléculas hasta formar dicha conformación.

b) ¿A qué valor de pH será másprobable que la poliarginina, o (Arg)n, forme hélices α?

Sería más probable la formación de hélices alfa a pH superior de 9,04 pero inferiores a 12,48 ya que es cuando se desprotona el grupo aminado de la molécula pero se mantiene la carga positiva del radical compensándose la carga formal y siendo neutra, por lo que no habría repulsiones en la molécula y se pueden formar las hélices alfa.Cuestión 2 (1 punto)

Se presenta a continuación una estructura esquemática de la subunidad de hemeritrina.
a) Se ha observado que en algunas de las áreas de hélice a de la hemeritrina, aproximadamente cada tres o cuatro residuos de aminoácidos hay uno hidrofóbico. Sugiera un motivo estructural para esta observación.

Para que en algunas áreas de la hélice α de la hemeritrina, por cada 3 o 4residuos de aminoácidos haya uno hidrofóbico, es necesario que se puedan formar interacciones hidrofóbicas y de ésta manera se pueda estabilizar la estructura.

b) ¿Cuál sería el efecto de una mutación que colocase un residuo de prolina en el punto A de la estructura?

Si suponemos que en punto A forma parte de una hélice alfa, el cambio del residuo por prolina desestabilizaría la hélice yrestringen la formación de ésta ya que el nitrógeno pertenece o mejor dicho, forma parte del anillo rígido de la prolina, por lo tanto es imposible la rotación del enlace N-Cα. Además de que ese mismo nitrógeno no tiene ningún H con el que se puedan formar los puentes de hidrógeno.

Cuestión 3 (2 punto)

La secuencia siguiente es parte de una proteína globular. Predecir la estructura secundaria deesta región utilizando la tabla (disponible en la plataforma) de correspondencia de secuencias de aminoácidos con estructuras secundarias y las reglas de Chou-Fasman que aparecen en esta tabla. Razona tu respuesta.

….RRPVVLMAACLRPVVFITYGDGGTYYHWYH…..

Primero vamos a transcribir en un lenguaje mas claro pero el equivalente de la cadena peptídica:….Arg-Arg-Pro-Val-Val-Leu-Met-Ala-Ala-Cys-Leu-Arg-Pro-Val-Val-Phe-Ile-Thr-Tyr-Gly-Asp-Gly-Gly-Thr-Tyr-Tyr-His-Trp-Tyr-His….

A continuación, después de haber estudiado los valores correspondientes a cada aminoácido con las tablas, señalaremos en diferentes colores la estructura secundaria que han formado para ver, más claramente, dónde empiezan y dónde acaban:

….ArgArgProValValLeuMetAlaAlaCysLeuArgProValValPheIleThrTyrGly-AspGlyGlyThrTyrTyrHisTrpTyrHis….
Donde :
Hélice α - Lámina β -Giro β
….RRPVVLMAACLRPVVFITYGDGGTYYHWYH…..
La forma de la estructura final es la siguiente: Hélice α con dos láminas β unidas mediante un giro β.

La hélice α tiene como residuos Leu-Met-Ala-Ala-Cys-Leu ya que coincide con la primera regla de Chou-Fasman (“Cualquier segmento de 6 residuos o más, con Pα ≥ 1,03 o Pα ≥ Pβ y que no incluyaPro, será una hélice α”). Siguiendo esta norma, es un segmento de 6 aminoácidos que no contiene Pro y donde todos estos aminoácidos tienen valores de Pα mayores que 1,03 o su Pα ≥ Pβ como hemos podido ver en la tabla. Otra característica de esta secuencia es que, esta hélice α tiene aminoácidos apolares, por lo tanto estabilizan la cadena a través de interacciones hidrofóbicas.

Las láminas β...