COMPORTAMENTO ANFOTERO DEGLI AA

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1 Proprietà acido-basiche degli aminoacidi FORMA NON IONICA Non esiste a nessun valore di ph FORMA ZWITTERIONICA È la forma prevalente a ph 7 COMPORTAMENTO ANFOTERO DEGLI AA CARICA NETTA +1 CARICA NETTA -1 1

2 pi = ½ (pk 1 + pk 2 ) ½ ( ) = 5.97 EQUAZIONE DI HENDERSON-HASSELBALCH 2

3 pi = ½ (pk 1 + pk R ) pi = ½ ( ) = pi = ½ (pk R + pk 2 ) pi = ½ ( ) = 9.7 3

4 pi = ½ (pk R + pk 2 ) pi = ½ ( ) = 7.6 Per quasi tutti gli aa, il pi corrisponde al minimo di: - potere tampone - solubilità 4

5 EQUAZIONE DI HENDERSON-HASSELBALCH Le diverse funzioni delle proteine dipendono essenzialmente dalla diversità (dimensioni, reattività, carica) degli aa costituenti 5

6 Per quanto riguarda la carica: pk R Asp 3.7 Glu 4.3 His 6.0 Lys 10.5 Arg 12.5 His è l unico aa che ha un valore di pk R vicino ai valori fisiologici di ph. SEMPLICI PROTEINE - CATENA POLIPEPTIDICA CONIUGATE - CATENA POLIPEPTIDICA - GRUPPO PROSTETICO 6

7 PROTEINE CONIUGATE CLASSE Glico-P Lipo-P Fosfo-P Eme-P Flavo-P Metallo-P GRUPPO PROSTETICO Carboidrato Lipide Gruppi fosforici Eme (Fe-porfirina) Nucleotidi flavinici Ioni metallici (Fe, Zn, Cu) 7

8 Residuo di Val Residuo di Ala OLIGOPEPTIDI POLIPEPTIDI PROTEINE 2-12 aa aa aa 8

9 OLIGOPEPTIDI Glutatione Fattori di rilascio ipotalamici Ormoni dell ipofisi posteriore POLIPEPTIDI Glucagone (29 aa) ACTH (39 aa) Insulina (51 aa) 9

10 legame isopeptidico Glutatione ridotto (GSH) -Glutamil-Cisteinil-Glicina Glutatione ridotto Glutatione ossidato 10

11 Il GSH, particolarmente abbondante negli eritrociti, funziona da tampone sulfidrilico, preservando i gruppi sulfidrilici delle proteine ed altre molecole ossidabili dall azione nociva dei ROS. Proteina N aa N catene PM Citocromo c Emoglobina Titina ~ x 10 6 La titina è la proteina a più alto PM trovata finora. 11

12 LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE STRUTTURALE DELLE PROTEINE 12

13 La struttura primaria è data dalla sequenza degli aa legati tra loro da legami peptidici e, eventualmente, da ponti disolfuro. Il ponte disolfuro è l unico altro legame covalente che può unire due aa in una catena polipeptidica. 13

14 Dall analisi della struttura primaria di una determinata proteina possiamo trarre importanti dati relativi alla sua evoluzione. Citocromo c comparsa 1.5 miliardi di anni fa è una delle proteine più conservate presente in tutti gli organismi aerobi CITOCROMO c catena polipeptidica di aa esaminate 100 specie diverse (dal lievito all uomo) in 38 posizioni è presente lo stesso aa L omologia è tanto maggiore quanto più le specie sono vicine. 14

15 La sequenza aminoacidica di una proteina ne determina la struttura tridimensionale e questa, a sua volta, ne determina l attività biologica e quindi la funzione. Per quanto riguarda la struttura tridimensionale, distinguiamo le proteine in globulari e fibrose. P. globulari: catene ripiegate in forme sferiche P. fibrose: catene disposte in forme allungate 15

16 Gli studi cristallografici di PAULING E COREY furono fondamentali per il chiarimento delle caratteristiche del legame peptidico. Legame C-N 1,32 Å intermedio tra un legame singolo (1.49 Å) e un legame doppio (1.27 Å) 16

17 Un legame singolo può rotare Un legame doppio non può rotare Il legame peptidico è un ibrido di risonanza: 17

18 - O ha una parziale carica negativa - - la coppia di e - del legame C=O è parzialmente spostata verso O - N ha una parziale carica positiva + - la coppia di e - del legame tra C e N è in parte spostata verso il C carbonilico 18

19 A causa della risonanza la nube e - si estende su tutti e tre gli atomi Il legame C-N, presentando un parziale (40%) carattere di doppio legame, non è in grado di ruotare liberamente 19

20 Il C, l N, e i 4 atomi ad essi legati (O, H e i due C ) giacciono tutti su uno stesso piano: i legami peptidici sono dunque rigidi e planari. Possono ruotare solo i legami: C -C (angolo ψ) C -N (angolo φ) 20

21 Teoricamente φ e ψ possono assumere tutti i valori tra -180 e Praticamente molti di questi valori risultano proibiti per interferenze steriche. La conformazione in cui φ e ψ sono uguali a 0 non è consentita 21

22 Quasi tutti i legami peptidici assumono la configurazione trans, in cui H e O si trovano sui lati opposti: è così ridotta al minimo l interferenza sterica tra catene laterali adiacenti. Per convenzione φ e ψ sono uguali a 180 quando la catena è nella forma estesa. In realtà le catene polipeptidiche si avvolgono nello spazio assumendo un ripiegamento regolare e ripetitivo (struttura secondaria). 22