Formula generale di un amminoacido

Formula generale di un amminoacido

Gruppo amminico

Gruppo carbossilico

Radicale variabile che caratterizza i singoli amminoacidi

Le catene laterali –R degli amminoacidi di distinguono in:

• Apolari o idrofobiche

– aromatiche – alifatiche

• Polari o idrofiliche

– neutre (gruppo –OH)

– acide (cariche negativamente, –COO

)

– basiche (cariche positivamente, -NH

)

Gli amminoacidi che costituiscono le proteine sono classificati in:

essenziali non essenziali

Devono essere

introdotti con la dieta Sono ben rappresentati negli alimenti di origine animale

Sono sintetizzati dal nostro organismo

Le proteine sono costituite da 20

amminoacidi diversi

Gli amminoacidi si legano tra loro attraverso un legame peptidico, in cui il gruppo carbossilico di un amminoacido si lega al gruppo amminico dell’amminoacido successivo.

Il legame peptidico

•è rigido e planare,

•ha caratteristiche intermedie tra un legame singolo e un legame doppio

•O= e H- sono in configurazione trans

Proteine = polipeptidi costituiti da 20 amminoacidi diversi

Proteine semplici (solo amminoacidi)

Proteine coniugate (presenza di altri composti oltre agli amminoacidi/ gruppo prostetico)

•Lipoproteine

•Glicoproteine

•Emeproteine

•Flavoproteine

•Metalloproteine

Proteine globulari (es. enzimi, proteine del plasma, ecc.)

Proteine fibrose (proteine strutturali, es. collagene,

cheratina,elastina)

Struttura primaria = sequenza degli amminoacidi

Per un polipeptide di 100 aa = 20¹⁰⁰ possibili sequenze N-terminale NH₃⁺-AA- (AA)_n- AA-COO^- C-terminale

Livelli di struttura delle proteine

1. Struttura primaria: sequenza degli amminoacidi 2. Struttura secondaria:

• Strutture ad -elica

• Foglietto

• Strutture non ripetitive (gomitolo, anse)

• Strutture secondarie delle proteine fibrose

3. Struttura terziaria: conformazione finale di una catena polipeptidica

4. Struttura quaternaria: associazione di più catene polipeptidiche uguali o diverse (subunità)

Livelli di struttura delle proteine

• La struttura secondaria dipende dalla formazione di legami ad idrogeno tra gli atomi O e H coinvolti nel legame peptidico

• La struttura terziaria è dovuta all’interazione tra le catene laterali degli amminoacidi mediante

legami deboli:

– Legami ad idrogeno – Legami ionici

– Interazioni idrofobiche

• Per stabilizzare la struttura terziaria, si può anche formare un legame covalente (ponte disolfuro) tra due residui di cisteina

– -SH HS- → -S-S-

– È un legame forte che rende resistenti le proteine (es.

cheratina o proteine extracellulari)

Struttura trimidensionale di una proteina globulare

= Emoglobina

L’emoglobina è costituita da più subunità →

ha una struttura

quaternaria

Tripla elica del collagene

Proteine fibrose

Il collagene è uno dei principali componenti del tessuto connettivo, cartilagine, tendini, ecc.

-cheratina

Coiled coil

La cheratina è il principale componente dei tessuti cornei (strati superficiali della cute, capelli, unghie)

E’ molto ricca in ponti disolfuro che conferiscono resistenza alla proteina

Denaturazione delle proteine

= Perdita della struttura tridimensionale finale della proteina → perdita della funzione

Agenti denaturanti:

–Temperatura –pH

–Solventi organici –Detergenti

–Agenti caotropici (urea) –Agenti ossidanti

–Agenti riducenti (riduzione dei ponti disolfuro) –Ioni di metalli pesanti

Alcune proteine si possono rinaturare

Mioglobina ed emoglobina

• Eme-proteine contenenti il gruppo prostetico EME (molecola organica con al centro un atomo di Fe

) = servono per legare l’ossigeno (O

)

• Mioglobina:

• Lega O

nei muscoli

• E’ costituita da una sola subunità

• Curva di dissociazione con O

di tipo iperbolico

• Emoglobina:

• E’ contenuta nei globuli rossi

• Trasporta O

dai polmoni ai tessuti

• E’ costituita da 4 subunità identiche a due a due

• Ha un comportamento allosterico (curva di dissociazione con

O

di tipo sigmoide) = le subunità comunicano tra di loro

La parte che lega O

in mioglobina ed emoglobina è l’atomo di Fe

(ridotto).

Se Fe

diventa Fe

= meta-emoglobina (non è in grado di legare O

)

Mioglobina 1 subunità

Emoglobina 4 subunità uguali a 2a 2

Emoglobina glicata

Il glucoso libero nel sangue si può legare covalentemente all’emoglobina

Se la concentrazione di glucoso nel

sangue è molto elevata (es. diabete non trattato adeguatamente) la quantità di emoglobina glicata aumenta in modo notevole.

La misura dell’emoglobina glicata viene usata in clinica per monitorare la risposta a lungo termine dei diabetici ai trattamenti ipoglicemizzanti

L’emoglobina contenuta nei globuli rossi lega O₂ a livello degli alveoli polmonari.

Quando i globuli rossi arrivano agli altri tessuti, l’emoglobina rilascia l’O2 che quindi viene utilizzato per l’attività metabolica.

All’interno delle cellule muscolari è presente la mioglobina che ha lo scopo di immagazzinare l’O₂. In condizioni di sforzo

muscolare intenso, quando l’emoglobina non riesce a portare abbastanza O₂ al muscolo, la mioglobina rilascia l’O₂ legato.

Polmoni

•pO₂ (= pressione parziale di O₂) è molto elevata

•pCO₂ è bassa

•pH leggermente + basico

Concentrazione di O₂, CO₂ e pH influenzano la capacità della emoglobina a legare O₂

Tessuti

•pO₂ è bassa

•pCO₂ è alta

•pH leggermente + acido

Il 2,3-bifosfoglicerato (2,3- BPG) fa diminuire l’affinità dell’emoglobina per l’O₂

L’emoglobina fetale non è in grado di legare 2,3-BPG  ha una affinità maggiore per l’O₂ rispetto all’emoglobina

dell’adulto e quindi può legare O₂ a livello della placenta, quando l’emoglobina materna lo rilascia

Emoglobinopatie

Qualitative: mutazioni puntiformi che inducono alterazioni nella funzionalità della Hb. Sono state descritte più di 600 mutazioni. Es.

•HbS

•HbM

•Varianti con diversa affinità per O

Quantitative: viene a mancare la produzione di una delle catene.

•α-talassemie

•β-talassemie