Plegamiento de proteínas Flashcards

1
Q

¿Cómo determinamos la estructura de la proteína?¿A quienes se les puede aplicar dicho método?

A

A través de la CRISTALOGRAFÍA DE RAYOS X, es el principal y más eficiente método para determinar la estructura tridimensional proteica.
La cristalografía de rayos X solamente puede aplicarse a aquellas que se encuentren su forma nativa plegada, es decir, completamente ordenada. Ya que al formar cristales, se requiere que la proteína se encuentre en su estado más ordena de manera que adopta una única conformación; las proteínas que no se encuentren en su estado plegado o tengan secuencias desordenadas no podrá definirse su estructura por cristalografía ya que las secuencias desordenadas pueden adquirir varias conformaciones o múltiples formas.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

¿Pueden definirse proteínas desplegadas por cristalografía?

A

NO, ya que al formar cristales, se requiere que la proteína se encuentre en su estado más ordenado de manera que adopta una única conformación; las proteínas que no se encuentren en su estado plegado o tengan secuencias desordenadas no podrá definirse su estructura por cristalografía ya que las secuencias desordenadas pueden adquirir varias conformaciones o múltiples formas.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

¿A qué se llaman IPDs?

A

Intrinsic disorder proteins o proteínas intrínsecamente desordenadas.
Son proteínas que en su conformación nativa puede poseer secuencias que no se encuentran plegadas/ordenadas, sino desplegadas/desordenadas y cumplen una función determinada.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

¿Qué se debe tener en cuenta en la unión proteína-molécula target? 2 items

A

1) La proteína en su sitio de unión no se encuentra ya preparada para unir a la molécula target, sino que está una vez que la encuentra sufre cambios conformacionales para formar un complejo estable. PLASTICIDAD.
2) AFINIDAD DE ∏, una alta afinidad se encuentra dada por valores de 10^-9 nm o pg. Un ejemplo de afinidades bajas puede ser la de enzima-sustrato en solución.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

¿Cómo es el equilibrio en la reacción de plegado?

A

Nosotros inicialmente encontramos 2 estados.
Plegado: N
Desplegado: U

Entonces ==> N <–> U
Donde el equilibrio se encuentra principalmente desplazado hacia N.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

¿Por qué se planeta un equilibrio de la reacción de plegado, y no simplemente hacia el estado N? ¿cómo lo mantiene?

A

De la reacción de plegado N <–> U
Encontramos un equilibrio porque si todo estuviera favorecido hacia el estado nativo/plegado y esta conformación estuviera rígida sin capacidad de variar, entonces estariamos perdiendo la función de la proteína.
Este equilibrio se mantiene gracias a las variaciones de entropía y entalpía de ambos estados, de manera que el ∆G<0.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

¿Qué estado se haya asociado a la función de la proteína?¿Cómo se encuentra en solución?

A

PLEGADO en solución, cumpliendo con su función biológica.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

¿Qué sucede cuando hay errores de plegado?

A

Si la proteína se encuentra mal plegado, es decir, no se haya desplegado pero su plegamiento no es el correcto como para encontrarse 100% activa; Decimos que se encuentra en estados INTERMEDIOS, donde estos pueden agregarse y formar cuerpos de inclusión sin presentar actividad. Los cuerpos de inclusión en las personas llevan al desarrollo de enfermedades como Parkinson o Alzheimer.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

¿Cuál es reconocido como el principal problema de la ciencia?

A

Si bien se ha alcanzado la capacidad de sintetizar cadenas polipeptídicas y proteínas completas, aún no es posible lograr su correcto plegamiento en solución de manera que puedan ejercer su acción biológica.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

¿Qué significa que el código de plegado este degenerado?¿Qué conclusiones puede decir respecto a esto?

A

Encontramos que las proteínas se forman por cadenas polipeptidicas, que contienen distintos AA. Ahora bien, dentro de la secuencia de AA que conforma a la proteína encontramos que entre 2 proteínas que no se encuentran relacionadas, presentan una secuencia similar donde por ejemplo difieren en 2 o más AA y sin embargo, presentan un mismo plegado proteico.
De esta manera, sabemos que con que haya hasta un 5-10% de compatibilidad entre los AA, las proteínas presentan un mismo patrón de plegado, donde si bien hay varias posibilidades de formar una secuencia de AA solo hay “algunas” formas de plegado y por ello es degenerado.
Como CONCLUSIÓN, hay ciertos aa que en posiciones específicas son clave para determinar el patrón de plegado de las proteínas.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Mencione los grados de libertad de las cadenas ppt y en qué enlace se ecuentran estos ángulos

A
  • PHI (Φ), C⍺ y -NH
  • PSI (Ψ), C⍺ y -CO
  • OMEGA (Ω), unión peptídica
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

¿Qué era el diagrama de Ramachandran?

A

Corresponde a un diagrama donde se representan los valores de los ángulos Φ y Ψ que pueden tomar en la cadena polipeptídica, es decir, aquellos valores permitidos. Siendo más comunes hojas ß, ⍺ hélice.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

¿Por qué los ángulos phi y psi no pueden tomar cualquier valor?¿Qué ángulos están permitidos?

A

Siendo que son los ángulos correspondiente a la unión con el C⍺, dependiendo del valor que tomen podría generarse cierto impedimento estérico con el residuo R del aa. De esta manera solo pueden tomar valores permitidos que se observan con color rojo y amarillo en el diagrama de Ramachandran.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

¿Hay excepciones para los ángulos psi y phi en el diagrama? Explique

A

SÍ, los aa glicina y prolina
- glicina: al presentar un residuo pequeño (-H) que no genera impedimento estérico Ψ y Φ pueden tomar cualquier valor.
- prolina: encontramos que -N forma parte de un anillo cíclico y por lo cual, el ángulo phi (Φ) presenta un valor fijo.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

¿Qué significa conocer la conformación de una proteína?

A

Conocer lo ángulos de torcion de cada aa
- phi
- psi
- omega
- chi
De esta manera, es equivalente a decir que conocemos la disposición de los átomos en los ejes X, Y y Z.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

¿Qué diferencia hay entre los motivos ⍺/ß y ⍺ + ß?

A

⍺/ß: hace referencia a que el motivo si lo estiramos tiene una zona que se encuentra uno seguido del otro.
⍺+ß: encontraremos en el plegado de la proteína zonas ricas en hélices ⍺ y zonas ricas en barriles ß.

17
Q

¿Las IPDs van a poder determinarse por cristalografía?

A

NO, siendo que presentan secuencias desordenadas, las mismas pueden adoptar distintas conformaciones tridimensionales y por lo tanto, no podrá determinarse su estructura 3D por esta técnica.

18
Q

¿Qué características poseen las IPDs?

A
  • Secuencias repetitivas, haciendo que haya zonas de baja complejidad
  • Carga neta alta
  • Residuos hidrofóbicos
19
Q

¿Por qué es importante el desorden? Justifique

A

PLASTICIDAD Y GRAN ÁREA ACCESIBLE
Las IDPs se caracterizan por presentar alto grado de desorden, esto conlleva que expongan una proporción sustancial de su superficie al solvente acuoso permitiendole reconocer ligandos. La plasticidad del polipéptido se refiere al hecho de que éste (o alguna parte de éste) pueda adoptar diferentes ordenamientos en su estructura secundaria (hélice alfa, hebra beta u ovillo al azar), dependiente del contexto donde se encuentre ubicado en el complejo.

FLY CASTING
Se refiere al hecho de que las regiones desordenadas de IDPs puedan establecer contactos a larga distancia con otras proteínas, que luego evolucionen hacia complejos más compactos de un modo análogo al plegado de una cadena única en proteínas ordenadas. Así, el proceso de reconocimiento de ligando y plegado están ligados en las IDPs.

FUZZY COMPLEXES
Se trata de los diferentes modos en que sectores desordenados de IDPs pueden contribuir a formar complejos. No siempre el complejo formado con una IDP resulta en una estructura ordenada.
El desorden puede aún perdurar en el complejo formado y contribuir a su estabilidad. Sin entrar en mayor detalle, puede ocurrir que
- exista polimorfismo estático en el complejo formado (aparezcan varias o múltiples conformaciones bien estructuradas en el complejo).
- que la IDP se comporte como una abrazadera (clamp) uniendo por extremos a otras dos moléculas, pero manteniendo desordenada la región intermedia.
- que las zonas de reconocimiento en la IDP sean segmentos cortos flanqueados por sectores desordenados, o el caso extremo
- en que la borrosidad (fuzziness) del complejo sea tal que la IDP no parezca haberse ordenado significativamente.

MODIFICACIONES POST-TRADUCCIONALES

20
Q

Mencione los métodos conoce para determinar la estructura protecia

A
  • Cristalografía de rayos X
  • RMN
  • Microscopía electronica
21
Q

¿Cómo pueden obtener cristales para realizar una cristalografía?

A

metodo por goteo
se coloca sobre un portaobjeto una gota se ~1µl se la invierte en un pocillo, cuyo fondo se encuentra una solucion salina de también 1µl = obtengo una gota de 2µl, se sella con vaselina y deja que cuelgue. Se sucede la evaporacion de la gota hacia el aire y de alli al pocill donde se encuentra la mayor cantidad de superficie, se concentra hasta alcanzar una gota de cc igual a la del pozo = obtencion del cristal.

pude llegar a tardar HORAS.

22
Q

¿Cuales son las desventajas de la RMN?

A
  • Poca sensibilidad, por lo que requiere que la proteina se halle en alta concentracion.
  • La proteina debe ser MUY SOLUBLE
  • Debe de marcarse con C13 o N15
23
Q

¿Para que se utiliza hoy en día principalmente la RMN?

A

Determinacion de la dinámica de la proteina, es decir, informacion sobre los movimientos de la proteina en escalas de tiempo diversas.
Observando la relajacion de spines, desplazamiento quimico, dispersion de relajacion, etc.

24
Q

¿Qué requiere la microscopia electronica para la determinacion de la estructura de una proteina?

A
  • Proteina PURA
  • Proteina congelada como vidrio de agua (esto evita que haya hielo y arruine la determinacion).
25
Q

¿Cuánto tiempo requiere el plegado de una proteina?

Respuesta puede variar

A
  • Milisegundos
  • Segundos

Esto depende de la complejidad de la proteina, y el hecho de que requiera de ayuda para llegar a su correcto plegamiento (chaperonas). Normalmente comienza a plegarse a medida que se traduce, una vez que es liberada del ribosoma dependerá de la complejidad estructural que adopte la proteina.

26
Q

¿Cuáles son los estados conformacionales que puede adoptar una proteina?

A
  • Nativo, N
  • Desplegado, U
  • Intermedio, I
27
Q

¿Cuáles son las caracteristicas del estado nativo?

A
  • Estructura que se encuentra en un máximo orden
  • Cadenas laterales hidrofobicas y polares no cargadas hacia el core, cadenas polares cargadas hacia el exterior
  • Presentas una minima superficie expuesta al agua
  • Presentan actividad biologica
28
Q

¿Cuáles son las caracteristicas del estado desplegado?

A
  • Estructura que se encuentra en su estado de máxima expansion hacia el solvente.
  • Presenta una máxima superficie expuesta al agua
  • Clusters de interacciones fluctuantes
  • No es semejante a un ovillo al azar ya que persisten restos de estructura.
29
Q

¿Cuáles son las caracteristicas del estado intermedio?

A
  • Grupo heterogeneo de conformaciones no nativas, moderadamente expandidas
  • Estrcutura secundaria maso menos conservada
  • No presenta estructura terciaria rigida.
  • Presenta expuesta al agua su superficie hidrofobica
  • Topologia variable.
30
Q

A partir del experimento de Anfisen determine si esta frase es correcta y justifique.
“Los puentes disulfuro estabilizan a la proteina en su estado plegado, pero NO determinan su plegamiento”

A

La frase es correcta, Anfisen demostró que desde una proteina que se encuentra 0% activa, por estar desnaturalizada con Urea 8M y sin puentes disulfuro por su reducción con beta-mercaptoetanol, se puede volver a su estado 100% activo frente a la remoción de estos componentes.
Lo que observó fue que al remover el reductor de los puentes disulfuro estos podian volver a formarse y que al remover la urea la proteina volvia a mantener su estado plegado, pero! su actividad era 0%, por lo que se determino que al retirar el reductor se dio la formación de puentes disulfuros inespecificos que impedian que la proteina se encontrara activa y para ello se agregaron concentraciones cataliticas del reductor para permitir la correcta formacion de los puentes disulfuro. Por lo tanto, se termino que los puentes disulfuro permitian estabilizar la proteina para que pudiera ser 100% activa, pero su plegamiento no esta dado por estos.

31
Q

¿Cuál es el deltaG˚ de el equilibrio entre el estado nativo y desplegado? Justifique

A

ΔG˚>0 pero MUY pequeño, siendo que en solucion la tendencia del equilibrio es hacia la forma nativa, pero si el ΔG˚<0 de manera que se estabilice el estado nativo, la proteina se encontraria en “fija” en esa conformacion y no podria variar libremente.

32
Q

¿Por qué son importantes los intermediarios de las proteínas?

A

La proteina atraviesa distintos estados conformacionales hasta alcanzar su estado nativo, cuyo orden es máximo, pero hasta entonces si no se logra plegar correctamente se forman cuerpos de inclusion que pueden originar patologias tanto en seres humanos como animales. Estas proteinas intermediarias pueden ser desnaturalizadas y recuperar una proteina soluble.

33
Q

¿Qué son los embudos de energia?

A

Son representaciones gráficas que muestran las distintas variedades de formas que puede adoptar una proteina, donde cuanto más ancho el embudo más formas; mientras que la profundidad del embudo corresponde a la variacion de energia libre que posee el estado de la proteina, siendo el de menor energia el estado nativo.

el embudo puede ser diferente dependiendo de la proteina y los intermediarios
34
Q

Cuando uno estudia el equilibrio N<–>U ¿por qué es necesario alterar el sistema?

A

Porque el equilibrio se haya desplzado hacia el estado N, por lo tanto, si yo quisiera medir la cantidad de U no podría hacerlo. Para ello se utilizan agentes fisicos o quimicos que perturben la conformacion de la proteina.

35
Q

¿Qué técnicas experimentales conoce para estudiar la reccion N<–>U?

A
  • Dicroismo circular
  • Fluorescencia
  • Exclusion molecular (ej: SEC-FPLC)
36
Q

¿Qué es el dicroismo circular? Requisitos de la molecula.

A

Interaccion de luz polarizada con una muestra, en la cual se mide la absorcion del haz rojo o haz verde.

REQUISITOS:
1. Molécula quiral
2. Capacidad de absorción de luz

37
Q

¿Qué permite analizar el dicroismo circular?¿Se estudia la unión peptídica?

A

Permite analizar la clase y composición de la estructura secundaria de las proteinas.
* El enlace peptídico no puede analizarse siendo que es plano, pero el Calpha sí ya que es una molécula que presenta quiralidad. A través de los distitos ángulos que puede tomar sus uniones adopta estructuras totalmente diferentes y esto puede analizarse por el dicroismo. (zona del UV lejano)
* También evaluar si la proteína presenta estructura terciaria en el caso de los residuos aromáticos, cuando se desnaturaliza la proteína y se pierde la estructura terciaria estos pueden rotar libremente. (zona del UV cercano)

38
Q

¿Para qué sirve la fluorescencia en el análisis del equilibrio N y U?

A

utilizada para analizar el estado en que se encuentra la proteína.