Amminoacidi

Il legame peptidico in realtà non è un leg singolo ma ha alcune

caratteristiche del doppio legame. Perché N e O sono atomi con una

grande differenza di elettronegatività. L’O tende ad attrarre su di sé

un doppietto elettronico dal doppio legame con il C, e il doppietto

libero dell N viene condiviso col C formando così un doppio leg

C=N. Quindi è un leg affetto da risonanza. La condizione reale è una

versione intermedia tra i due stati estremi mostrati nello schema di

risonanza. Quindi è un parziale legame doppio.

Quindi gli atomi coinvolti nel leg pept, essendo un doppio leg (parz), non

possono ruotare intorno al leg o perlomeno la rotazione viene

ristretta e quindi sono tutti complanari. Quindi i Calpha rispetto al leg

peptidico sono disposti nella conformazione trans ovvero sono

localizzati su lati opposti rispetto al leg pept e questa è la

conformazione più stabile perché le catene laterali sono più

lontane. Nella conformazione cis, al contrario, i Calpha si trovano

nello stesso semipiano rispetto al leg pept, le cat lat sono quindi

+vicine e è la conformaz più instabile. Tra queste due conformazioni

esiste però un equilibrio, ovvero è possibile passare dall una all altra,

ma la trans è la +favorita a causa della repulsione tra cat lat.

Legame peptidico: legame covalente, forte, ci vuole tanta energia

per idrolizzarlo.

Legami non peptidici: secondari, deboli, più facili da idrolizzare,

ma sono impo per ottenere la struttura finale della proteina, alcune

interazioni sono interne al backbone altre interne ai gruppi laterali e

qui dipendono dal tipo di gruppi laterali. Sono coinvolti nel folding della

proteina che dà la struttura e la funzione. Nella condizione fisiologica c

è un preciso numero e tipo di legami che si devono instaurare. E le

variazioni di pH possono modificare queste interazioni e dunque la

struttura e denaturare la prot. Tipologie di leg sec:

Legame a idrogeno: tra l O di COOH o OH o CO (molto

elettronegativo e dunque accettore di elettroni) e l H di NH2 o NH o

OH (donatore). H legato a O/N + O/N.

Interazioni idrofobiche: gli amminoacidi idrofobici, contenenti

gruppi apolari, si avvicinano per evitare il contatto con l acqua. Si

crea un core idrofobico in cui convergono tutti gli amminoacidi

idrofobici.

Interazioni ioniche: tra amminoacidi che possiedono una carica netta

positiva o negativa, quelli di carica opposta si legano, quelli di stessa

carica si respingono, dovuta al gruppo laterale. I residui carichi sono

idrofilici e quindi sono protesi verso l esterno a contatto con l acqua.

Forze di Van Der Waals: quando nel gruppo laterale non c è una carica

netta ma ci sono cariche parziali dovute a differenze di

elettronegatività tra atomi. Si possono attrarre poli opposti di gruppi

polari o un ammin polare e uno carico. Forze dipolo-dipolo o

dipolo-ione.

Ponte disolfuro: legame tra due atomi di S, per ossidazione ovvero

perdita di H. E’ possibile tra ammin di cisteina, che possiede un gruppo

SH e quindi è un tiolo. E’ la più forte interazione debole. Stabilizza

la struttura alla fine.

Raggruppamento dei 20 amminoacidi a seconda delle proprietà del

gruppo R:

Apolari alifatici (catena idrocarburica)

 

aromatici (anello/i aromatico/i)



Polari OH o CONH

  2

Carichi positivamente (basici) con NH 3+

 

negativamente (acidi) con COO -



La glicina (gly) è l aa più semplice e più piccolo xchè R=H.

Conferisce flessibilità alla struttura. Apolare.

Una catena alifatica è formata da atomi di C legati fra loro e solo a H, può

essere lunga o corta, non ci sono gruppi funzionali, è apolare, quindi è

idrofobica. Quindi per evitare il più possibile la vicinanza con l acqua

questi aa si avvicinano tra loro a formare un nucleo (core) idrofobico

all’interno della proteina e instaurano interazioni idrofobiche anche con

gli aromatici. Sono chimicamente non reattivi. Quelli con R=cat

alifatica:

Alanina (Ala): Valina (Val): Leucina (Leu): Isoleucina (Ile):

Quelli contenenti il gruppo idrossile -OH sono polari xchè l O attrae gli

elettroni xchè è molto elettronegativo e quindi sull O c è una parziale

carica negativa e sull H una parz car pos. Si instaurano quindi legami

idrogeno, leg di van der waals con altri amminoacidi polari o carichi,

sono idrofilici. L -OH è molto reattivo e partecipa alle modifiche post-

traduzionali delle proteine e nei pathway come la fosforilazione.

Serina (Ser): Treonina (Tre):

Con gruppo ammidico ovvero NH C=O. E’ un gruppo polare perché

2

sull O si colloca una parz car neg e sull N una parz car pos. Si

instaurano legami idrogeno sull O o gli H e forze di van der waals.

Asparagina (Asp): Glutammina (Glu):

Con gruppo carbossilico -COOH. In condizioni fisiologiche cioè a pH

neutro leggermente basico 7,4 si comporta da acido e cede un protone

H+ dall -OH assumendo una carica netta negativa -COO¯. Quindi

interazioni ioniche con altri amminoacidi carichi e forze di wan der

waals con amminoacidi polari e legami idrogeno sull O o l H. Sono

reattivi e soggetti a esterificazioni con gli alcoli e a ammidazione

con le ammine. La catena lat è come quella di asparagina e

glutammina ma con il gruppo carbossile. Acido asp o vitamina C. Sono

in grado di legarsi a cationi bivalenti di metalli (chelatori-

chelazione).

Acido aspartico: Acido glutammico:

Con gruppo amminico -NH₂ (lys) e guanidino (arg). Si comporta da

base, assume su di sé un protone H+ in condiz fisiol diventando NH3+ e

si carica positivamente. Quindi interagisco con i gruppi carichi negativi

attraverso leg ionici o polari con leg vdw e leg H.

Lisina (Lys): Arginina (Arg):

L unico amminoacido contenente S e che può formare il ponte disolfuro

è la cisteina (cys). Possiede il gruppo -SH cioè tiolo, che è il gruppo

+reattivo. Con l ossidazione si formano i ponti disolfuro S-S, che

stabilizzano la struttura finale della proteina, sia terz che quat. E’ l

interazione debole più forte ma è comunque debole e quindi è

favorita anche la reazione contraria. Il mercaptoetanolo riesce a

rompere questi leg tramite riduzione.

Anche la metionina (met) contiene S ma all interno

della catena (S è metilato) e quindi perde la sua

reattività e è un gruppo apolare.

Con anello contenente N. Hanno una struttura ciclica ingombrante

stericamente e quindi possono essere usati per ostacolare il

movimento all interno della catena e stabilizzarla. La pro è apolare, l

ist si carica + e può fare leg ionici e H.

Prolina (Pro): Istidina (Ist):

Con anello aromatico, che è

idrofobico. Ogni C dell anello è

legato ad altri 2 C e a 1 H, l elettrone spaiato di ciascuno dei C (gli

elettroni pigreco) viene messo in comune con gli altri C a formare 3

doppietti elettronici vacanti per risonanza ovvero si ha una

delocalizzazione elettronica. Questo permette di formare interazioni

aromatiche (pigreco-pigreco) tra anelli di aa aromatici, che sono

idrofobiche.

Fenilalanina (Fen):

Nella tirosina (tyr) l anello è legato all -OH: π-π

interactions e leg H/Vdw.

Il triptofano (Try) è il più grande perché ha due

anelli con N : π-π interactions e leg H.

Le cariche che si depositano sull aa/peptide/prot dipendono dal pI e

dal pH a cui si trovano.

C è una differenza tra pI teorico e sperimentale perché in vivo ci

sono anche ioni sparsi in soluzione che interagiscono.

Quella formula per il pI deriva dal fatto che l equilibrio si ha quando ci

si trova nel mezzo tra il pk acido e quello basico così da avere i due

gruppi carichi in modo opposto e quindi neutri nel complesso,

quando ci si trova tra i due pK acidi negli aa acidi perché così ho due

cariche opposte e un acido che in realtà non si comporta da

acido ma non rilascia H+ perché sente attorno un amb acido, e negli aa

basici quando sono nel mezzo tra i due pK basici perché anche qui ho

due cariche opposte e un gruppo che non si comporta da base e

non prende l H+ perché sente già intorno un amb basico. Questa