Biochimica - modulo 1 su proteine e aa

Proteine

Le proteine sono polimeri di amminoacidi (aa), detti "essenziali". Sono 20, si differenziano dal gruppo variabile R. C_α è chiamato così per come vengono chiamati i carboni degli aa. È attaccato al 1° carbonio della catena.

COOH = gruppo carbossilico

H₂N = gruppo amminico

α-aa = il gruppo amminico è legato al carbonio in posizione α dello stesso amminoacido.

I carboni chirali sono quelli legati a 4 diversi sostituenti → C_α. La molecola può esistere in 2 configurazioni speculari ma non sovrapponibili = enantiomeri. Nei proteine troviamo L-formali.

Struttura delle proteine

  R
  |
H2N — Cα — COOH
  |
  H

Le proteine sono polimeri di aa, detti essenziali. Sono 20, si differenziano dal gruppo laterale R. C_α è chiamato così per come vengono chiamati i carboni degli aa. È attaccato al 1° carbonio dello schema.

Carboni Chirali = carboni legati a 4 diversi sostituenti → C_α. La molecola può esistere in 2 configurazioni speculari ma non sovrapponibili = enantiomeri. Nelle proteine troviamo le normali.

Gruppo carbossilico

Il gruppo carbossilico esiste in forma non ionizzata o in forma con carica negativa.

Gruppo amminico

Il gruppo amminico esiste in forma non ionizzata o in forma con carica positiva.

Zwitterione

Ione dipolare che non ha carica netta. Lo troviamo a pH neutro.

Reazioni

• Il gruppo carbossilico può perdere uno ione H⁺ e passare da COOH a COO^-.
• Il gruppo amminico può prendere uno H⁺ e passare dalla forma NH₂ a NH₃⁺.

20 aa standard

Vengono studiati in base alla natura del gruppo laterale R. Sono codificati dal codice genetico. Sintesi proteica.

Amminoacidi apolari

Sono 5: glicina, alanina, valina, leucina e isoleucina. Hanno gruppi R idrofobici, non polari. Hanno carbonio e idrogeno.

Amminoacidi con catene laterali contenenti zolfo o gruppi ossidrilici

• Serina, Cisteina, Treonina, Metionina
• Serina: - CH₂ - OH alcolico
• Cisteina: - CH₂ - SH tiolico
• Treonina: - C - CH₃ - OH alcolico
• Metionina: - CH₂ - CH₂ - S - CH₃ zolfo legato con 2 C

Polare, il gruppo OH è polare, bilancia parzialmente positiva, O parzialmente negativa.

Amminoacido ciclico

Prolina: La catena R è legata a C_α e fa un secondo legame covalente con N del gruppo amminico. È un aa rigido.

  CH2
 /    \
CH2  CH2 
 |       |
H2N+ - C - COO-
          |         
          H

Amminoacidi aromatici

Hanno un gruppo aromatico (struttura ciclica) come gruppo R. Sono 3: Fenilalanina, Tirosina, Triptofano.

Amminoacidi basici

Sono 3. Hanno la catena R che può ionizzarsi assumendo carica positiva: Istidina, Lisina, Arginina.

Amminoacidi acidi e loro ammidi

Acidi: nella catena R hanno un gruppo carbossilico. Carica netta negativa nel gruppo R: Acido Aspartico, Acido Glutammico.

Ammidi: Gruppo R non ionizzabile: Asparagina, Glutammina.

AA non polari

Non ha cariche nette e non può avere cariche parziali: alanina, valina, leucina, isoleucina, prolina, fenilalanina, triptofano, metionina, glicina.

Polari senza carica

Presenza di dipoli, sono cariche parziali: serina, treonina, tirosina, asparagina, glutammina, cisteina. Non ci sono cariche nette + o -, non sono ionizzabili, ma loro atomi possono assumere cariche parzialmente + o - e fare legami H.

AA carichi positivamente

Carica netta positiva.

AA carichi negativamente

Carica netta negativa.

-C=ONH

H-C-CH₂-SH + HS-CH₂-C-H → H-C-CH₂-S-S-CH₂-C-H

NH-C=OC=O

Residuo di cisteina

I gruppi SH di 2 cisteine perdono l’idrogeno e si forma un ponte di solfuro, che è un legame covalente importante per stabilizzare le proteine. Il ponte si forma con l'ossidazione, si riformano i gruppi SH con la riduzione.

Residuo di amminoacido inserito in una catena proteica. Ogni aa ha un gruppo carbossilico ionizzabile, amminico ionizzabile e gruppo laterale R.

pKa

pKa - COOH ≈ 2, se pH > pKa → COO^-

pKa - NH₃⁺ ≈ 9, se pH > pKa → NH₂

pKa - R ≈ 4, se pH > pKa → COO^-

Da acidi: carica - e pH neutro: carica -

pKa - COOH ≈ 2

pKa - NH₃⁺ ≈ 9

pKa - R dipende da basici: carica + e pH neutro: carica +

pKa - COOH ≈

pKa - NH₃⁺ ≈

pKa - R ≈

Alla aa pH neutro non sono molto ionizzati, dissociati a pH fisiologici non sono ionizzati, quindi osservi piani di carica.