LA MATRIZ EXTRACELULAR, Apuntes de Bioética

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TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   TEMA  4.  Proteínas:  estructurales  y  globulares.     Clasificación  de  las  proteínas  según  su  estructura.  El  colágeno  como   paradigma  de  las  proteínas  estructurales.  Enfermedades  del  colágeno.   Dos  proteínas  globulares:  mioglobina  y  hemoglobina.  Estudio  de  su   estructura  y  función.  La  hemoglobina  como  ejemplo  de  proteína   alostérica.  Factores  que  regulan  la  union  del  oxígeno  a  la  hemoglobina.   Tipos  de  hemoglobina.  Anemia  falciforme.  Otras  hemoglobinopaHas.     TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   LA  MATRIZ  EXTRACELULAR:   COLÁGENO   Los  colágenos  son  componentes  fundamentales  de  la  MEC  en  los  tejidos   conecIvos,  por  lo  que  juegan  un  papel  importante  en  la  arquitectura  e   integridad  Isulares  y  en  las  interacciones  entre  células.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   COLÁGENO   •  Proteína  más  abundante  de  los  vertebrados  (30%  masa  proteica  total).   •  Se  encuentra  en  el  tejido  conjunIvo  de  tendones,  carHlagos,  matriz   orgánica  de  huesos,  piel  y  córnea  del  ojo.   •  Hélice  levógira  más  compacta  que  la  alfa  hélice.  Superhélice   dextrógira  formada  por  enrollamiento  de  3  hélices  (tropocolágeno).   •  Gli,  Ala,  4-­‐0H-­‐Pro,  5-­‐0H-­‐Lys  muy  abundantes.   •  El  tripépIdo  Gly-­‐X-­‐Pro  aparece  repeIdo  numerosas  veces  a  lo  largo  de   la  cadena  del  colágeno.   •  Ha  evolucionado  para  proporcionar  fuerza.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   TRIPLE  HÉLICE   DE  COLÁGENO   Colágeno  Ipo  I:  [α1(I)]2  α2(I):  tendones,   huesos  y  piel.   Colágeno  Ipo  II:  [α1(II)]3  :  carHlago.   Colágeno  Ipo  III:  [α1(III)]3  vasos,  piel   recién  nacido,  pared  intesInal.   Garre`,  R.H.  and  Grisham,  C.M.  Biochemistry.  2ª  ed.  Saunders  College  Publishing.  1999.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   Hélice  alfa   Hélice  de  colágeno  Cadena  de  colágeno   Nelson,  DL  and  Cox,  M.M.  Lehninger  Principles  of  Biochemistry.  3ª  ed.  Worth  Publishers,  2000.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   •  Formadores  de  fibrillas:  Ipos  I,  II,  III,  V  y  XI.   •  No  fibrilares:  colágenos  de  las  membranas  basales  (Ipo  IV),   asociados  con  fibrillas  (FACIT)  y  mulIplexinas.   TIPOS  DE  COLÁGENOS   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   Nelson,  DL  and  Cox,  M.M.  Lehninger  Principles  of  Biochemistry.  3ª  ed.  Worth  Publishers,  2000.   FIBRAS  DE  COLÁGENO   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   •  Escorbuto:  fragilidad  capilar,  lesiones  cutáneas  y  hemorragias   subcutáneas.  Déficit  de  Vitamina  C.   •  Síndrome  de  osteogénesis  imperfecta.  Mutación  Gly988/Cys  en  el   colágeno  Ipo  I.  Huesos  quebradizos,  deformaciones  en  el  esqueleto   (niños  de  cristal).   •  Síndrome  de  Ehler-­‐Danlos.  Piel  hiperextensible,  exceso  de  movilidad   en  las  arIculaciones.  Rotura  de  arterias  y  vejiga  (más  graves).   •  La^rismo.  Inhibición  de  la  lisil  oxidasa  por  un  componente  del   guisante  dulce  (Lathyrus  odoratus).  Deformación  de  la  columna   vertebral,  luxación  de  arIculaciones,  desmineralización  de  huesos,   hemorragias  arIculares.   ENFERMEDADES  DEL  COLÁGENO   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   PROTEÍNAS  GLOBULARES   •  La  mayoría  de  las  proteínas  cuya  función  no  es  estructural  son   proteínas  globulares.   •  Una  proteína  globular  Hpica  está  consItuida  por  un  conjunto  de   segmentos  polipepHdicos  en  conformaciones  de  hélice  alfa  y   hojas  beta  unidas  por  elementos  conectores.   •  Son  estructuras  muy  compactas,  con  los  residuos  hidrofóbicos   orientados  al  interior  y  los  residuos  polares  al  exterior.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   LA  MIOGLOBINA  Y  LA   HEMOGLOBINA  SON  PARÁLOGOS   (Garret  &  Grisham,  1999)   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   GRUPO  HEMO:  GRUPO  PROSTÉTICO  DE  LA   MIOGLOBINA  Y  HEMOGLOBINA   Anillo  plano,   hidrófobo.   Nelson,  DL  and  Cox,  M.M.  Lehninger  Principles  of  Biochemistry.  3ª  ed.  Worth  Publishers,  2000.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   LA  PRIMERA  ESTRUCTURA  PROTEICA  QUE  SE   DETERMINÓ  FUE  LA  DE  LA  MIOGLOBINA   Patrón  de  difracción  de  RX  de  la   mioglobina  (Wikipedia).   Modelo  estructural  de  la  mioglobina   (Wikipedia).   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   FUERZAS  QUE  ESTABILIZAN  LA  ESTRUCTURA  TERCIARIA   1.  Puentes  di-­‐sulfuro.   2.  Atracción  electrostáIca.   3.  Puentes  de  hidrógeno.   4.  Interacción  hidrofóbica.   –   +   HO   Ser   Glu   CO    O-­‐   Asp   COO   Lys   NH3   Phe   OH   Tyr   1   3   4   Val   Ile   CH3   CH3   CH3   CH3   Cys   Cys   S   S   2   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   ANÁLISIS  ESTRUCTURAL  DE  LA   MIOGLOBINA   •  Las  interacciones  hidrofóbicas  de  los  residuos  apolares  internos   proporcionan  estabilidad.   •  Todos  los  residuos  polares  (excepto  dos),  están  en  la  superficie   externa,  y  están  hidratados.   •  Todos  los  enlaces  pepHdicos  están  en  configuración  plana  trans.   •  Posee  4  residuos  Pro,  de  ellos  3  se  encuentran  en  giros  de  la  cadena.   El  otro  en  una  hélice  alfa,  formando  una  curvatura.   •  El  grupo  hemo  (plano)  se  sitúa  en  una  hendidura  de  la  molécula.   •  El  átomo  de  Fe  del  hemo  está  coordinado  con  la  cadena  lateral  de  la   His-­‐93  y  con  el  oxígeno.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   Mathews  &  Van  Holde.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   Nelson,  DL  and  Cox,  M.M.  Lehninger  Principles  of  Biochemistry.  3ª  ed.  Worth  Publishers,  2000.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   THE  TETRAMERIC  STRUCTURE  OF  HEMOGLOBIN   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   CURVAS  DE  SATURACIÓN  DE  Mb  Y  Hb  CON  OXÍGENO   Sa tu ra ci ón  c on  O 2    1,0  -­‐   0,8  -­‐   0,2  -­‐   0,4  -­‐   0,6  -­‐    0                  40                80            120    P  O2  (mm  Hg)     Hemoglobina   Mioglobina   Presión  parcial  de  O2  en     capilares  de  tejidos  y  músculo   Presión  parcial  de  O2  en     sangre  arterial  de  pulmones   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   EFECTO  BOHR  Y  EFECTO  DEL  BPG        Tejidos                Pulmones   100  mm  Hg   Nelson,  DL  and  Cox,  M.M.  Lehninger  Principles  of  Biochemistry.  3ª  ed.  Worth  Publishers,  2000.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   EFECTO  DEL  2,3-­‐BPG   Mathews  &  Van  Holde.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   FORMACIÓN  DE  FIBRAS  DE  HEMOGLOBINAS   Saliente  hidrofóbico   (Glu6  →  Val6  de  β-­‐globina)   Nelson,  DL  and  Cox,  M.M.  Lehninger  Principles  of  Biochemistry.  3ª  ed.  Worth  Publishers,  2000.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   ANEMIA  FALCIFORME   Mathews  &  Van  Holde.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   Nelson,  DL  and  Cox,  M.M.  Lehninger  Principles  of  Biochemistry.  3ª  ed.  Worth  Publishers,  2000.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   HEMOGLOBINAS  MUTANTES   • Mutaciones  que  afectan  a  los  aminoácidos  del  exterior  (no  patológicas).   • Mutaciones  que  afectan  al  centro  acIvo:  no  pueden  captar  O2.   Pacientes  cianóIcos  (heterozigóIcos).   • Mutaciones  que  afectan  a  la  estructura  3D.   • Mutaciones  que  afectan  a  la  estructura  cuaternaria  (zona  de  contacto   subunidades  α-­‐β):  se  altera  su  afinidad  por  el  O2.   •  Talasemias:  síntesis  defectuosa  de  una  o  más  cadenas  de  la  Hb.   TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   DESNATURALIZACIÓN  DE  PROTEÍNAS   •  Pérdida  de  la  estructura  3D  de  una  proteína.   •  Cambian  las  propiedades  osicas,  químicas  y  biológicas.   •  Se  produce  por  tratamiento  con  agentes  osicos  y  agentes  químicos.     TEMA  4.    Proteínas  estructurales  y  globulares   Bioquímica  Estructural  y  Metabólica   Jesús  Navas  Méndez   Desnaturalización   de  la  RNasa   Renaturalización   de  la  RNasa   Nelson,  DL  and  Cox,  M.M.  Lehninger  Principles  of  Biochemistry.  3ª  ed.  Worth  Publishers,  2000.