Este documento trata sobre las proteínas. Explica que las proteínas son polímeros formados por aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Detalla los diferentes tipos de aminoácidos y las fuerzas como puentes de hidrógeno e interacciones hidrofóbicas que estabilizan la estructura de las proteínas. También describe las estructuras primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria de las proteínas, así como los procesos de plegamiento y maduración de las mismas.

1. PROTEINAS
JUAN CARLOS MUNEVAR. Od.
Postgrado en Biología Oral. MSc.
D.E.A Biología Ósea.
Especialista en Bioética
Especialista en Docencia Universitaria.

2. JUAN CARLOS
MUNEVAR
INTRODUCCIÓN
 Los ácido nucleicos almacenan y trasmiten la
información genética. La mayoría de esta
información se expresa por una clase de
biopolímeros llamados proteínas
 Transporte, almacenamiento de moléculas
pequeñas, organización estructural de las células
y los tejidos.
 Anticuerpos, factores de coagulación, enzimas.
 Son moléculas altamente complejas: mioglobina,
hemoglobina etc.

3. JUAN CARLOS
MUNEVAR
AMINOACIDOS
 Las proteínas son polímeros y los monómeros que las
conforman son los aminoácidos
 Existen por lo menos 20 clases de a.a. relacionados con las
proteínas.
 Los grupos R sustituyentes confieran a los a.a
propiedades: hidrofílicos, hidrofóbicos.

4. JUAN CARLOS
MUNEVAR
AMINOACIDOS
 Los grupos R alifáticos de a.a como valina, leucina
isoleucina, y los grupos R aromáticos de a.a como
fenilalanina, tirosina, triptófano les confieren
propiedades hidrófobas .
 Los grupos R con carga de los a.a básicos y ácidos
son importantes para dar estabilidad a las
diferentes conformaciones que adopte la proteína
 El grupo OH de la serina y tirosina, el –SH de la
cisteína pueden funcionar muy bien en la catalisis
enzimática.

5. JUAN CARLOS
MUNEVAR
AMINOACIDOS HIDROFÓBICOS

6. JUAN CARLOS
MUNEVAR
AMINOACIDOS HIDROFILICOS

7. JUAN CARLOS
MUNEVAR
ENLACE PEPTIDICO
 Para sintetizar la unión
entre dos a.a .
 Enlace covalente o enlace
amida entre los grupos α-
amino y α-carboxilo.
 Liberación de una molécula
de agua.
 Rígido y plano
 Oligopeptidos, polipéptido,

8. JUAN CARLOS
MUNEVAR
PROTEÍNAS: ESTRUCTURA Y
PROPIEDADES
 Estructura primaria: secuencia definida de a.a y
la ubicación de los enlaces disulfuro.
Define el tipo de conformación espacial que
adopte la proteína.
 Las proteínas son estables gracias a diferentes
fuerzas.
 Enlaces covalentes y no covalentes.

9. JUAN CARLOS
MUNEVAR
 En la estructura de las proteínas hay diferentes tipos de
enlaces por puentes de hidrógeno, dependiendo de los átomos
que intervienen en el mismo:
 El puente de hidrógeno esta formado entre un átomo de H
del N peptídico y un átomo de O del grupo
carbonilo.
*Las cadenas laterales de dos aminoácidos de la cadena
polipeptídica.
*Los átomos de la cadena lateral de los aminoácidos y las
moléculas de agua.
*Los átomos de la cadena lateral de los aminoácidos y los
átomos del esqueleto polipeptídico.
*Los átomos del esqueleto polipeptídico.
PROTEÍNAS: ESTRUCTURA Y
PROPIEDADES

10. JUAN CARLOS
MUNEVAR
 Interacciones hidrófobas: Las interacciones hidrofóbicas
se dan entre las cadenas laterales de los aminoácidos
hidrofóbico, estos aminoácidos suelen disponerse en el
interior de la proteína, evitando de esta manera las
interacciones con el agua. fuerzas hidrofóbicas intervienen
en el correcto plegamiento de la proteína.
 Las uniones hidrofóbicas suelen darse en el interior,
corazón hidrofóbico de la proteína, donde la mayoría de
cadenas laterales puede asociarse estrechamente y se
encuentran protegidas de las interacciones con el
disolvente. Este tipo de interacciones ayudan a mantener
la estructura tridimensional de las proteína.
PROTEÍNAS: ESTRUCTURA Y
PROPIEDADES

11. JUAN CARLOS
MUNEVAR
 Fuerzas de Van der-Waalls:Las fuerzas de Van der
Waals, son atracciones eléctricas débiles entre
diferentes átomos. son el resultado de las fuerzas
atractivas y repulsivas que se establecen al acercarse
los átomos, de manera que existe una distancia en que
la atracción es máxima.
 Estas fuerzas se deben a que cada átomo posee una
nube electrónica que puede fluctuar, creando de esta
manera dipolos temporales. Estos dipolos transitorios
provocan una atracción electrostática débil: las
fuerzas de Van der Waals.
PROTEÍNAS: ESTRUCTURA Y
PROPIEDADES

12. JUAN CARLOS
MUNEVAR
 Los puntos alrededor de los átomos representan el
radio de Van der Waals.
 Estas atracciones de Van der Waals, aunque
transitorias y débiles son un componente importante
en la estructura de las proteínas porque su número es
importante.
 Puentes disulfuro: Este tipo de enlaces se establece
al oxidarse dos cisteínas para formar una cistina,
unión de los dos azufres. Este tipo de uniones se
conocen con el nombre de puentes disulfuro.
–CH2–S–S–CH2–
PROTEÍNAS: ESTRUCTURA Y
PROPIEDADES

13. JUAN CARLOS
MUNEVAR
PROTEÍNAS: ESTRUCTURA Y
PROPIEDADES
 Al poderse encontrar en el esqueleto
polipeptídico aminoácidos ácidos (Glu y
Asp) que presentan carga negativa; y
aminoácidos básicos (His, Lys, Arg) que
presentan carga positiva; hay distintas
regiones de las proteínas con carga opuesta
que se atraen por fuerzas electrostáticas,
interacciones que se conoce con el nombre
de enlace salino

14. JUAN CARLOS
MUNEVAR

15. JUAN CARLOS
MUNEVAR
ESTRUCTURA SECUNDARIA
 Se refiere a las relaciones espaciales de los
grupos R de los a.a de la estructura primaria.
*Regulares: hélice α, hoja plegada β
 Hélice α:
*Cadena enrollada alrededor de un eje
imaginario. Gira a la derecha
*Cadena laterales hacia fuera
*Puentes de hidrogeno internos

16. JUAN CARLOS
MUNEVAR
 Hoja plegada β: cadena polipeptídica extendida
*Esqueleto de la cadena se pliega en forma de zig-zag
*Se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre
el -C=O de un aminoácido y el -NH- del cuarto
aminoácido que le sigue.
*Antiparalela: Cuando las cadenas polipeptídicas
adyacentes corren en dirección opuesta
*Paralela: las cadenas polipeptídicas adyacentes
corren en la misma dirección. *la
Gly y Ala abundan en este tipo de estructura
ESTRUCTURA SECUNDARIA
http://www.arrakis.es/~lluengo/pproteinas.html#GlossD

17. JUAN CARLOS
MUNEVAR
hélice α Hoja plegada β

18. JUAN CARLOS
MUNEVAR
Giros β
 En proteínas
compactas existen
vueltas o lazos de
viraje.
 Estos conectan dos
segmentos adyacentes
antiparalelos de lámina
plegada beta.
 Están presentes
glicina y prolina.

19. JUAN CARLOS
MUNEVAR
 Es el arreglo tridimensional de los átomos
presentes en una proteína.
 La cadena se dobla en forma irregular.
 Fuerzas que estabilizan la estructura:
– puentes de hidrógeno
– interacciones hidrofóbicas
– interacciones electrostáticas
– puentes de azufre
ESTRUCTURA TERCIARIA

20. JUAN CARLOS
MUNEVAR
ESTRUCTURA TERCIARIA
 La estructura terciaria informa sobre la
disposición de la estructura secundaria de
un polipéptido al plegarse sobre sí misma
originando una conformación globular.
 Esta conformación globular facilita la
solubilidad en agua y así realizar funciones
de transporte , enzimáticas , hormonales,
etc.

21. JUAN CARLOS
MUNEVAR
ESTRUCTURA TERCIARIA

22. JUAN CARLOS
MUNEVAR
ESTRUCTURA CUATERNARIA
 Es el arreglo tridimensional de varias
cadenas polipeptídicas con estructura
terciaria, para formar un complejo proteico.
 Fuerzas que estabilizan esta estructura
– puentes de hidrógeno
– interacciones hidrofóbicas
– interacciones electrostáticas
– puentes de azufre

23. JUAN CARLOS
MUNEVAR

24. JUAN CARLOS
MUNEVAR

25. JUAN CARLOS
MUNEVAR
CALSIFICACION DE PROTEINAS
 HOLOPROTEÍNAS
Globulares Prolaminas, gluteninas,
albúminas, hormonas, enzimas, colágeno,
queratinas, elastinas, fibrinas
 HETEROPROTEÍNAS Glucoproteínas
Ribonucleasa, Anticuerpos, Hormona
luteinizante, Lipoproteínas de alta, baja y
muy baja densidad, nucleoproteínas,
nucleosomas de la cromatina, ribosomas,
hemoglobina, hemocianina, mioglobina,
citocromos

26. JUAN CARLOS
MUNEVAR
FUNCIONES DE LA PROTEINA
 Estructural
 Enzimática
 Hormonal
 Defensiva
 Transporte
 Reserva

27. JUAN CARLOS
MUNEVAR
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
Iniciación, elongación, finalización

28. JUAN CARLOS
MUNEVAR
LUGARES DE SINTESIS
PROTEICA
 La síntesis de la mayoría de las proteínas se
realiza en el citoplasma.
 Péptido señal RE: presente en las proteínas que
deben seguir su síntesis en el RER; secuencia
peptídica al inicio del extremo NH2 terminal.
 Las proteínas sintetizadas en el polirribosoma
tienen señales en su extremo NH2 terminal o
intercaladas en los a.a que determinan hacia
donde debe ser transportada: Mitocondria

29. JUAN CARLOS
MUNEVAR
LUGARES DE SINTESIS
PROTEICA
Péptido señal RE SRP (citosol)
Ribosoma
Interrupción
de la síntesis
de proteínas
RER (receptor
para SRP)
*Liberación del péptido
del ribosoma.
*Translocación del
péptido a la membrana del
RER
Finalizada la elongación;
el péptido señal RE es
separado de la cadena
*Liberación de la proteína a la luz del RER:
secreción, otros organelos.
*Quede anclada la proteína a la membrana RER.
Estas proteínas tienen un péptido de parada de
transferencia : membrana plasmática

30. JUAN CARLOS
MUNEVAR
SEÑALES DE
DIRECCIONAMIENTO
*Proteínas chaperonas
*hsp 70
Señal de
direccionamiento
al RER
RER
*Desplegamiento de las
proteína sintetizadas en
el polirribosoma.
*Acompañan hasta el
destino final: mitocondria
Señales de
parche. Proteínas
dirigidas al núcleo
Complejo de poro
nuclear
Péptido señal Mit, péptido señal Clo.

31. JUAN CARLOS
MUNEVAR
MADURACION DE LAS
PROTEINAS
 Para que las proteínas sean funcionales deben sufrir modificaciones después de su
síntesis en el citosol o en el R.E.R.
Modificaciones co-traduccionalesModificaciones co-traduccionales
y post traduccionalesy post traduccionales
Modificaciones co-traduccionalesModificaciones co-traduccionales
y post traduccionalesy post traduccionales
1.1. Maduración en R.E.R.Maduración en R.E.R.
2.2. Maduración en GolgiMaduración en Golgi
3.3. Maduración en citosol.Maduración en citosol.
4.4. Separación proteolíticaSeparación proteolítica
1.1. Maduración en R.E.R.Maduración en R.E.R.
2.2. Maduración en GolgiMaduración en Golgi
3.3. Maduración en citosol.Maduración en citosol.
4.4. Separación proteolíticaSeparación proteolítica

32. JUAN CARLOS
MUNEVAR
MADURACION EN R.E.R
 Las proteínas sintetizadas en el R.E.R. sufren
modificaciones
ModificacionesModificaciones
co-traduccionalesco-traduccionales
ModificacionesModificaciones
co-traduccionalesco-traduccionales
1.1. Inician en R.E.RInician en R.E.R
2.2. Terminan en C. GolgiTerminan en C. Golgi
3.3. Terminan en vesículas.Terminan en vesículas.
4.4. Terminan en extracelularTerminan en extracelular
5.5. Se efectúan en R.E.RSe efectúan en R.E.R
6.6. Se efectúan en C. GolgiSe efectúan en C. Golgi
1.1. Inician en R.E.RInician en R.E.R
2.2. Terminan en C. GolgiTerminan en C. Golgi
3.3. Terminan en vesículas.Terminan en vesículas.
4.4. Terminan en extracelularTerminan en extracelular
5.5. Se efectúan en R.E.RSe efectúan en R.E.R
6.6. Se efectúan en C. GolgiSe efectúan en C. Golgi

33. JUAN CARLOS
MUNEVAR
 La enzima disulfida isomerasa:
MADURACION EN R.E.R
Oxidación del grupo sulfidril libreOxidación del grupo sulfidril libre
de las cisteínasde las cisteínas
• Puentes disulfuroPuentes disulfuro
• Plegamiento de laPlegamiento de la
cadena polipeptídica paracadena polipeptídica para
formar la estructura 3aformar la estructura 3a
de proteínasde proteínas
• Puentes disulfuroPuentes disulfuro
• Plegamiento de laPlegamiento de la
cadena polipeptídica paracadena polipeptídica para
formar la estructura 3aformar la estructura 3a
de proteínasde proteínas
 Una proteína de unión (chaperona):
Impide el repliegue incorrecto deImpide el repliegue incorrecto de
la cadena peptídicala cadena peptídica
Inhibe que se formen agregadosInhibe que se formen agregados
de proteínas recién sintetizadasde proteínas recién sintetizadas
que llegan al lúmen del R.E.Rque llegan al lúmen del R.E.R
• LAS PROTEINAS SONLAS PROTEINAS SON
GLICOSILADASGLICOSILADAS EN R.E.R.EN R.E.R.

34. JUAN CARLOS
MUNEVAR
GLICOSILACION EN R.E.R
 Proceso de N -Glicosilación
TRANSFERENCIA EN BLOQUE DETRANSFERENCIA EN BLOQUE DE
UN OLIGOSACARIDOUN OLIGOSACARIDO• 2 GlcNac2 GlcNac
• 9 Manosas9 Manosas
• 3 Glc3 Glc
 Interviene un lípido anclado a la membrana del R.E.R
DOLICOLFOSFATODOLICOLFOSFATO
a.a - Asparagina –a.a
NH2
UNION N – OSIDICA /UNION N – OSIDICA /
UNION A LA ASPARAGINAUNION A LA ASPARAGINA

35. JUAN CARLOS
MUNEVAR
GLICOSILACION N - OSIDICA
 Proceso de N -Glicosilación
 Interviene un lípido anclado a la membrana del R.E.R
DOLICOLFOSFATODOLICOLFOSFATO
GlcNac – GlcNac - Man
Man – Man – Man- Glc-Glc-Glc
Man
Man - Man
Man - Man
a.a
a.a
Asp
a.a.
a.a

36. JUAN CARLOS
MUNEVAR
GLICOSILACION N - OSIDICA
 Proceso común a las glicoproteínas N - osidicas
 Sufren otras modificaciones:
- 4 azúcares se eliminan en R.E.R4 azúcares se eliminan en R.E.R
- 5 azúcares se eliminan en C. de Golgi5 azúcares se eliminan en C. de Golgi
Núcleo pentasacárido común a
todas las glicoproteínas
GlcNac – GlcNac - Man
Man – Man – Man- Glc-Glc-Glc
Man
Man - Man
Man - Man
a.a
a.a
Asp
a.a.
a.a
123
1

37. JUAN CARLOS
MUNEVAR
a.a
a.a
Asp
a.a.
a.a
GlcNac – GlcNac - Man
Man – Man - Man
Man
Man - Man
Man
MODIFICACIONES POST-
TRADUCCIONALES
 En el R.E.R se eliminan azúcares
Glucosidasa I elimina la Glc 1
Glucosidasa II elimina la Glc 2 y 3
Manosidasa I elimina la Manosa 1
Este glicopéptido viaja al Complejo de GolgiEste glicopéptido viaja al Complejo de Golgi

38. JUAN CARLOS
MUNEVAR
MADURACION EN COMPLEJO DE
GOLGI
Clasificación morfológica yClasificación morfológica y funcionalfuncional::
1. Las proteínas sintetizadas en el R.E.R viajan en vesículas y
entran por la red cis – Golgi
2. Pasan a través de las cisternas medial y trans
3. Continúan por la red trans – Golgi para ir a su destino final
El destino de la proteína se determina durante el viaje,
gracias a las modificaciones
Las proteínas con dirección determinada dejanLas proteínas con dirección determinada dejan
el Golgi en la redel Golgi en la red trans - Golgitrans - Golgi
El complejo de Golgi es una fábrica de carbohidratosEl complejo de Golgi es una fábrica de carbohidratos

39. JUAN CARLOS
MUNEVAR
a.a
a.a
Asp
a.a.
a.a
GlcNac – GlcNac - Man
Man – Man - Man
Man
Man - Man
Man
a.a
a.a
Asp
a.a.
a.a
GlcNac – GlcNac - Man
Man – Man
Man
Man
Man
12
3
5
4
Núcleo pentasacárido comúnNúcleo pentasacárido común
Oligosacárido rico en ManosaOligosacárido rico en Manosa
• En algunas glicoproteínas solo se eliminan 2 Manosas

40. JUAN CARLOS
MUNEVAR
Cuando se establece el núcleo pentasacárido comúnCuando se establece el núcleo pentasacárido común
1. En las cisternas medial se incorporan 3 GlcNac
2. En las cisternas trans se añaden 3 Gal y 3 NANA
3. Se forman las glicoproteínas más abundantes cuya
ramificación glicosídica se denomina:
Oligosacárido de tipo complejoOligosacárido de tipo complejo
a.a
a.a
Asp
a.a.
a.a
GlcNac – GlcNac - Man
Man
Man
GlcNac-Gal-NANA
GlcNac-Gal-NANA
GlcNac-Gal-NANA

41. JUAN CARLOS
MUNEVAR
TRANSPORTE DE PROTEINAS
Al abandonar la cara trans del Golgi, las proteínas se empacan
en vesículas para:
1. Insertarse en la membrana celular (MC).
2. Fusión con la MC descarga extracelular.
3. Forman gránulos de secreción (vesículas) señal fusionan
con la membrana y se descargan al exterior.
4. Fusión con endosomas tardíos lisosomas.
1, 2 y 3: exocitosis.
No se requiere de un proceso regulatorio, siguen la vía secretora
predeterminada o constitutiva.

42. JUAN CARLOS
MUNEVAR
TRANSPORTE DE PROTEINAS
LISOSOMALES
 Fosforilación de residuos de manosa de las proteínas
lisosomales, en cara cis de golgi y cisterna cis.
 Cara trans: la M6P reconocida como señal, se fijan en
receptores de M6P.
 Formación de fosita con participación de trisqueliones
de clatrina (3 cadenas pesadas y 3 ligeras).
 Trisqueliones: ensamblan y cubren la superficie
citoplasmática de la CTG; vesícula cubierta con
clatrina.
 La vesícula pierde la cubierta, llega al endosoma
tardío para fusionarse y descargar su contenido.

43. JUAN CARLOS
MUNEVAR
VÍA MANOSA 6 FOSFATO

44. JUAN CARLOS
MUNEVAR
TRANSPORTE POR LA VIA
CONSTITUTIVA
 Requiere una vesícula cubierta por un
complejo proteico de 7 unidades, coatómero.
 Subunidad de proteína de cubierta (SUPC),
cada proteína de ese complejo.
 Requiere energía y se conserva el complejo
con la vesícula hasta llegar a su blanco.

45. JUAN CARLOS
MUNEVAR
Secreción regulada vs.
constitutiva

46. JUAN CARLOS
MUNEVAR
ENDOCITOSIS
macromoléculas
partículas de material
sustancias extracelulares
 Fagocitosis: vesícula ›250 nm.
 Pinocitosis: vesícula de 50 nm.
 EXOCITOSIS:
Fusión de una vesícula con la membrana celular para descargar su
contenido al espacio extracelular.
* secreción de productos procesados dentro de la cél.
* Incorporar y renovar la membrana celular.
Ingestión
de:

47. JUAN CARLOS
MUNEVAR
Endocitosis & Exocitosis

48. JUAN CARLOS
MUNEVAR
TRAFICO DE MEMBRANA
 Ciclo de exocitosis y endocitosis donde se
produce un movimiento de membranas hacia
diferentes compartimentos celulares y desde
ellos.
 Las células para conservar su forma y tamaño,
deben retirar el exceso de membrana y
devolverlo al interior para su reciclaje
continuo.

49. JUAN CARLOS
MUNEVAR
ENDOCITOSIS MEDIADA POR
RECEPTORES
Presencia de receptores,
eficaz para capturar
sustancias o macromoléculas.
Son proteínas
transmembranales
con cubierta de clatrina.
Forman depresiones o
invaginaciones
en la membrana.

50. JUAN CARLOS
MUNEVAR
ENDOSOMAS
 Tempranos : pH 6.0 poseen bombas de hidrogeno
 Tardíos : pH 5.5 ligadas a ATP
 Endosoma temprano se denomina CDRL (compartimiento
para el desacoplamiento del Rc y del ligando).
El ligando tiene diferentes destinos:
* endosoma tardío (LDL)
* devuelve a la membrana cel. (transferrina)
* descarga al espacio extracelular (colágeno)
* degradación final (EGF-REGF)