AMMINOACIDI Flashcards
Parla della struttura degli amminoacidi.
Quelli di rilevanza biologica per noi sono 20 e sono tutti L amminoacidi, presentano tutti un enantiomero (in quanto sono molecole chirali) tranne la glicina che è l’amminoacido più semplice e achirale: come catena laterale ha un H. Il carbonio centrale ha 4 sotituenti: un H, un gruppo COOH, un gruppo NH2 e una catena laterale che da il nome e le caratteristiche all’amminoacido.
Come mai il gruppo amminico è protonato e il gruppo carbossilico è deprotonato?
Perché dobbiamo tener conto che le molecole vanno considerate a pH fisiologico, cioè 7,4 circa, e quindi i gruppi dissociabili si dissociano e i gruppi protonabili si protonano. Questo vuol dire che a pH fisiologico il gruppo carbossilico sarà COO- perché ha un pKa pari a 2 (come abbiamo detto prima le specie a pKa < si deprotonano) e il gruppo amminico sarà NH3+ perché ha un pKa pari a 9 (pKa > si protonano).
Sulla base di cosa si distinguono gli amminoacidi?
Sulla base della CATENA LATERALE.
Tutti gli amminoacidi sono comunque polari, perché contengono un gruppo carbossilico e un gruppo amminico, però per classificarli si guarda la catena laterale e si possono dividere in due grandi gruppi: amminoacidi apolari, che possono essere alifatici (catene laterali idrocarburiche ramificate) e aromatici (catene laterali aromatiche, anello) e l’altro gruppo sono gli amminoacidi polari, carichi positivamente, negativamente o neutri.
Quali sono gli amminoacidi apolari alifatici?
1) Glicina: più piccolo, achirale, ruolo strutturale
2) Alanina: catena laterale è un metile
3) Leucina
4) Isoleucina
5) Valina
6) Metionina: ha una catena laterale contenente zolfo, cioè un tioestere (R-S-R), aa con cui iniziano tutte le proteine. Nello zolfo della catena laterale sono presenti due doppietti elettronici che conferiscono una caratteristica leggermente polare, poiché può comportarsi da nucelofilo o base di Lewis. AA con caratteristiche miste.
7) Prolina: ha caratteristiche sia alifatiche e quindi apolari che polari. Borderline.
Quali sono gli amminoacidi apolari aromatici?
1) Fenilalanina: catena laterale anello benzenico (fenile).
2) Tirosina: gruppo OH in para nell’anello benzenico della fenilalanina (fenolo), è aromatico ma ha anche carattere polare. Derivati della Tirosina: DOPA, DOPAMINA, NORADRENALINA, ADRENALINA.
3) Triptofano: sostituzione di un idrogeno dell’ Alanina con anello indolico che si lega tramite un anello pirrolico alla struttura centrale.
Quali sono gli amminoacidi polari a catena neutra?
Neutro vuol dire che a pH fisiologico la catena laterale non è carica.
1) Prolina: la catena laterale si richiude sull’azoto amminico (amminoacido ciclico con distorsioni). è polare perché il gruppo amminico fa parte della catena laterale, ma può essere considerato anche non polare alifatico perché la catena laterale è idrocarburica idrofobica a tre atomi di carbonio. Quando la prolina forma legame peptidico nella catena polipeptidica perde tutti gli atomi di idrogeno e quindi non potrà più fare legami a idrogeno. Ha un ruolo importante dal punto di vista conformazionale in quanto genera INGOMBRO STERICO.
2) Serina: Alanina + OH
3) Treonina: gruppo OH nella catena laterale, sostituzione di un idrogeno della serina con un CH3
4) Cisteina: contiene zolfo nel gruppo -SH, infatti può instaurare ponti disolfuro
5) Asparagina: ha legame amidico perché si sostituisce un idrogeno dell’ Alanina con un gruppo amidico, è l’ammina dell’aspartato
6) Glutammina: presenta anch’essa un gruppo ammidico, è l’ammina del glutammato ed è il trasportatore dei gruppi amminici dai tessuti extra epatici verso il fegato.
Quali sono gli amminoacidi polari a catena negativa?
Gli amminoacidi carichi negativamente portano un gruppo deprotonato e quindi si chiamano amminoacidi acidi.
1) aspartato: catena laterale CH2 e gruppo COO-, a pH fisiologico l’acido aspartico si trova sotto forma di aspartato, cioè la base coniugata
2) glutammato: catena laterale CH2CH2 e gruppo COO-
Quali sono gli amminoacidi polari carichi positivamente?
Essendo carichi positivamente avranno nella loro catena laterale ammine o derivati.
1) Lisina: catena laterale CH2CH2CH2CH2-NH+
2) Arginina: catena lunga con carica positiva con gruppo guanidinico
3) Istidina: catena laterale con anello imidazolico (aromatico) che ha pKa intorno a 7 quindi a pH fisiologico abbiamo sia la forma protonata che deprotonata
Come si può capire se un amminoacido è idrofilico o idrofobico?
Se misuriamo il deltaG del trasferimento in acqua vediamo che più è negativo il valore più l’amminoacido è idrofilico, mentre più è positivo il valore più l’amminoacido è idrofobico.
Gli amminoacidi con catena laterale carica saranno più idrofilici, mentre quelli con catene ramificate e lunghe saranno idrofobici.
Quali sono i valori di pKa dei gruppi amminico e carbossilico? E da cosa sono influenzati?
Gruppo amminico= pKa circa 9
L’intervallo di pKa dei gruppi amminici viene influenzato dagli altri gruppi di atomi a cui è legato e risentirà più o meno del grado di repulsione o attrazione degli elettroni.
Gruppo carbossilico= pKa circa 2
Cos’è il pKa?
Valore che definisce quanto un acido si dissocia in soluzione acquosa. Più basso è il valore, più l’acido è forte. Viceversa più alto è il valore della pKa, più l’acido è debole.
Quali sono gli amminoacidi solitamente più presenti all’INTERNO delle proteine?
Valina, isoleucina, Leucina e Alanina hanno catene laterali idrocarburiche più o meno ramificate che sono quindi apolari e meno solubili in acqua (ricordiamo che TUTTI gli amminoacidi sono polari e quindi solubili, ma questi hanno più problemi), ciò vuol dire che staranno all’interno della proteina per minimizzare le interazioni con H2O. Potrebbero creare ingombro sterico e problemi conformazionali. Tendono ad unirsi tra di loro a formare CLUSTERS IDROFOBICI.
Altri amminoacidi che stanno nel core idrofobico delle proteine sono fenilalanina, Tirosina e Triptofano che hanno catene laterali aromatiche (cicliche) planari che non possono essere piegati e sono ingombranti.
Cosa sono e come si formano i ponti disolfuro?
Due residui di cisteina vicini in condizioni di ossidazione, cioè con reagenti ossidanti, possono creare un legame covalente S-S chiamato ponte disolfuro, il quale è l’unico legame covalente che stabilizza le proteine. Infatti trovare tanti ponti disolfuro è sintomo di stress ossidativo e invecchiamento. La reazione di formazione dei ponti disolfuro è reversibile quando ti ritorna in un ambiente riducente.
Cosa sono e quali sono le principali modifiche post traduzionali?
Le modifiche post traduzionali avvengono nel REL e sono le aggiunte di determinati gruppi chimici agli amminoacidi. Molte patologie sono causate da queste modifiche che alterano la funzionalità delle proteine.
Le principali sono:
- idrossilazione (aggiunta -OH)
- metilazione (aggiunta -CH3)
- fosforilazione (aggiunta gruppi fosfato) e formazione legame fosfodiestere (bassa energia, stabilità)
- carbossilazione (aggiunta -COO-)
- acetilazione
- aggiunta gruppi formilici
- acilazione (aggiunta gruppi acilici) cioè aggiunta catena lipidica
Quali sono i derivati degli amminoacidi con interesse metabolico?
1) GABA (acido gamma amminobutirrico): derivato del glutammato che subisce una decarbossilazione della catena laterale. È un neurotrasmettitore inibitore molto importante.
2) ISTAMINA: derivato dell’istidina che viene decarbossilata. Modulatore negli shock istaminici, antistaminici.
3) DOPAMINA: derivato della fenilalanina che viene prima idrossilata a Tirosina che a sua volta viene idrossilata e si forma la DIIDROSSIFENILALANINA. Il carbonio alfa viene poi decarbossilato. Con ulteriori modifiche si possono formare ADRENALINA e NORADRENALINA. Risposte eccitatorie.
4) SEROTONINA: derivato del Triptofano, più precisamente il 5-idrossitriptofano. Neurotrasmettitore.
5) TIROXINA: deriva dalla tirosina legata a iodio. Importante per i metabolismi tiroidei regolati dal TSH.
6) CITRULLINA
7) ORNITINA
8) OMOCISTEINA
10) S-ADENOSILMETIONINA
Ci sono poi dei piccolissimi derivati di amminoacidi che sono degli analgesici naturali endogeni che concorrono a rendere indolori alcuni movimenti delle articolazioni che si sfregano:
1) leu-encefalina
2) met-encefalina
