Biochimica generale

AMINOACIDI

presentano una struttura comune:

R

H₂N - C_α - COOH

Gli amminoacidi hanno una struttura tetraedrica, il C_α è legato a quattro gruppi diversi quindi abbiamo che gli amminoacidi presentano un centro chiraile (tranne la glicina che ha due H).

CHO   CHO

|     |

CH₂OH   CH₂OH

L-gliceraldeide   D-gliceraldeide

Fischer:

• in alto il C con il maggiore grado di ossidazione
• D con OH a destra
• L con OH a sinistra

COO^-   COO^-

|     |

H₃N-C-H   H-C-NH₃

CH₃   CH₃

L-alanina   D-alanina

NH₃ a six   NH₃ a dx

Tutti gli amminoacidi delle proteine sono L-amminoacidi. Quindi, i nostri sistemi di sintesi sono in grado di individuare e riconoscere come diversi gli amminoacidi con diversi centri di asimmetria.

In condizioni fisiologiche la struttura si trova in forma ionizzata: ione ammonio⁺ ione carbossileto

Gli amminoacidi possono essere suddivisi in base alle funzioni.

• PROTEICI: sono 20, diversi l'uno dall'altro in base al gruppo R legato a C_α. I gruppi R variano per struttura, dimensione, carica, capacità di formare legami H, idrofobicità e reattività chimica.

Quindi in base al gruppo R vengono classificati in:

1. R alifatico non polare: idrofobici
2. R aromatico: idrofobici
3. R polare non carico: residui idrofili - legami H
4. R carico positivamente: idrofili
5. R carico negativamente: idrofili

1. R alifatico non polare: sono 7, idrofobici. I gruppi R non formano legami polari, non formano legami con H₂O.

Possono interagire tra loro o con altre molecole idrofobiche.

• GLIMPAV

Glicina, Alanina, Prolina

Valina, Leucina, Isoleucina, Metionina

PROTEICI POST-SINTETICI: se degradiamo una proteina ci rendiamo conto che oltre i 20 amminoacidi proteici vengono trovate strutture chimiche diverse ottenute via modificazione post-traduzionale.

O-Fosfoserina

-Carbossiglutammato

4-Idrossiprolina

3-metilistidina

composto da tre fasi:

• pK₁ = 2,19: dissociazione del gruppo carbossilico
• pK_R = 4,25: dissociazione del gruppo R
• pK₂ = 9,67: dissociazione gruppo amminico

pI: la neutralitá è data dal contributo delle dissociazioni dei protoni di entrambi i gruppi acidi. Per calcolarlo viene fatta la media dei valori dei gruppi carbossilici.

pI = ^{2,19 + 4,25}⁄₂ = 3,22

Istidina

• pK₁ = 6 dissociazione R
• pK_R = 9,17 dissociazione NH₃⁺
• pK₂ = 9,17 dissociazione NH₃⁺

pI: dato delle dissociazioni dei gruppi basici.

pI = ^{9,17 + 6}⁄₂ = 7,59

legame peptidico

Ψ: angolo di legame tra il C_α e l'altro C

Φ: angolo di legame tra C_α e il N

Durante la rotazione di uno dei due piani sul C_α possiamo avere situazioni di ingombro sterico.

STRUTTURA SECONDARIA:

organizzazione spaziale di un segmento polipeptidico di una proteina. Le principali strutture secondarie sono:

• α elica
• foglietto β - foglietto pieghettato
• β ripiegamento β
• elica allungata

queste sono legate da legami H tra O e H ammidico dei piani ammidici anche non adiacenti.

Questi legami si formano spesso tra O e H a distanza di quattro piani ammidici.

α-ELICA

si avrà poi il legame tra 1 e 5 e così via

L'elevato numero di Pro_n impedisce la formazione di α elica e di legami H e superfici idrofobiche alla eliche grazie all'R voluminoso e poco flessibile.

STRUTTURA SUPER-SECONDARIA - DOMINIO

Esistono poi strutture complesse dette super-secondarie dove alcune strutture secondarie si uniscono con altre strutture a dare dei motivi strutturali molto stabili e svolgono funzioni specifiche.

• cappio β-α-β
• elica-ansa-elica
• chiave greca
• barile β

Combinazioni di strutture secondarie formano un "fold": unità strutturale globulare compatta.

PROTEINE FIBROSE

Hanno tutta molta struttura secondaria semplice che si prolunga lungo tutta la proteina. Sono insolubili in acqua. Hanno struttura quaternaria molto complessa formata da associazioni di più catene polipeptidiche in un complesso sopramolecolare. La loro funzione è quella di conferire resistenza e elasticità.

Miiosina nei muscoli, Fibrina che forma coauguli nel sangue, _{keratina nei capelli, β-keratina nelle unghie}

CAPELLI

• α-CHERATINE costituite da più subunità, ciascuna con un monomero con circa 310 aminoacidi, formata da una parte centrale detta dominio α-spiral destorsa e da due parti terminali. Nominale e Cterminale.
• β-cheratine si uniscono tra loro con un avvolgimento avvolto, superavvolgimentospiratosco, detto coiled coil.
• Una volta formata questa diversa posiziano muire due diversi a formate un tetramero dato dell’assemblamento tetramero adparallelo e spalato.
• Tetramero suiesce poi lateralmente a formare le microfibrille e flexibillineaucio damus orquio ai flauretì detti Macrofibrille.

monomero microfibrille

dimero macrofibrille

tetrametro macrofibrille

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L'allisina può reagire con un residuo di allisina e dare base di Schiff/rendo di allisina con condensazione aldolica

H-N                                                                                                                             N-H

H-C - (CH₂)₃ - C                                                                     N - (CH₂)₄ - C-H

O=C                                                                                     C=O

                                                                                lisinia

                                                                                                                      ↘

                                         H₂O

O=C                                             H                                             N-H

H-C - (CH₂)₃ - C = N - (CH₂)₄ - C-H

             &