Propedeutica, Amminoacidi (teoria) Flashcards
Qual è la differenza tra peptide e proteina?
Il peptide ha meno di 60 aa
Qual è la classificazione dei peptidi?
Dimmi la struttura basilare di tutti gli amminoacidi
A cosa si riferisce la configurazione D/L degli amminoacidi?
D e L non indicano la capacità di ruotare la luce polarizzata (come negli altri composti organici) ma si riferiscono alla posizione del gruppo Amminico dell’amminoacido.
Se NH3+ è a sinistra—-> L
Se NH3+ è a destra—-> D
Nelle proteine trovo gli amminoacidi in configurazione L o D? Perché?
Trovo solo gli L-amminoacidi Perchè:
1) gli enzimi, essendo stereoselettivi, riconoscono solo la forma L (Perchè è più solubile o in acqua)
2) causalità: ad un certo punto abbiamo iniziato a sintetizzare solo la forma L
Cosa sono le regole di Cahn e Ingold Prelog (CIP)
Servono per determinare la configurazione (R/S) del carbonio alfa (che è uno stereo centro).
Che configurazione (R/S) hanno la maggior parte degli amminoacidi?
Quasi tutti i nostri aminoacidi sono in configurazione S Perchè:
- NH3+ ha priorità 1
-COO- ha priorità 2
- R ha priorità 3
L’unica eccezione è data dalla R-cisteina (infatti:
-R ha priorità 2 perchè c’è lo S che vince su O)
La proprietà di ruotare la luce polarizzata verso destra (destrogiri)
o verso sinistra (levogiri) è uguale per tutti i 20 amminoacidi naturali?
No
Quanti sono gli amminoacidi proteici?
20
(Si dividono in essenziali e non essenziali)
Qual è l’unica differenza nella struttura dei 20 amminoacidi proteici?
La catena laterale R
Dimmi 6 cose sulla forma zwitterionica di un amminoacido?
- deriva dal termine tedesco ione ibrido
-la trovo in soluzione - si ha da ph 7 a 9
- il gruppo amminico è proto nato mentre il gruppo carbossilico è deprotonato
- ha carica netta zero
-ha comportamento anfotero: si può
comportare sia come base
(accettori di protoni) sia come
acido (donatori di protoni) in base a con chi reagisce
Come sono il gruppo amminico e il gruppo carbossilico di un amminoacido a ph molto acido? Qual è la carica netta dell’aa?
Come sono il gruppo amminico, il gruppo carbossilici di un amminoacido a pH molto basico? È la carica netta?
Descrivi il passaggio della forma di un amminoacido da ph molto acido a ph molto basico
-A ph molto acido il gruppo amminico e il gruppo carbossilico entrambi protonati.
Se aumento il ph pian piano il gruppo carbossilico (che è un acido più forte del gruppo amminico) inizia a perdere un H+, in particolare il punto di contatto tra la curva rosa e quella azzurra del grafico indica il punto in cui metà amminoacido ha il gruppo carbossilici protonato e l’altra metà ha il gruppo carbossilici deprotonato.
-da ph 7 a ph 9 ho la forma zwitterionica (quindi il gruppo carbossilico è deprotonato e il gruppo amminico è protonato). Se supero il ph di 9 pian piano il gruppo amminico inizia a perdere l’H+ (in particolare il punto del grafico in cui si incontrano la curva azzurra e quella verde indica il punto in cui metà aminoacido ha il gruppo amminico protonato e l’altra metà ha il gruppo amminico deprotonato)
-a ph molto basici il gruppo amminico perde definitivamente l’H+ (quindi ho entrambi i gruppi deprotonati)
Perché il gruppo amminico e il gruppo carbossilici di un amminoacido sono più acidi dei gruppi amminici e carbossilici di un’ammina e un acido carbopssilico isolati?
Perché il gruppo amminico il gruppo carbossilici di un amminoacido si influenzano rispettivamente grazie all’effetto induttivo elettron-attrattore. Così ciascuno dei due gruppi rende più facile per l’altro perdere lo ione H+.
In particolare:
-a ph acido NH3+ esercita l’effetto elettron attrattore su COOH perchè attira gli elettroni del gruppo carbossilico facilitando la perdita dell’H legato all’O. (Quindi NH3+ stabilizza la carica negativa che si verrebbe a creare sull’ossigeno del gruppo carbossilici dopo che esso ha ceduto l’H+)
- a ph basico il gruppo COO- esercita l’effetto elettron attrattore sul gruppo NH3+ facilitando la perdita dell’H dal gruppo amminico, che così diventa NH2. Quindi COO- destabilizza il gruppo amminico protonato per ottenere NH2
Cosa indica la curva di titolazione?
Lo stato ionico dell’amminoacido sulla base del pH
Cos’è il punto isoelettrico?
È quel valore di pH al quale tutto l’amminoacido è presente in soluzione in forma zwitterionica.
Il punto isoelettrico è dato dalla media delle pka del gruppo amminico, carbossilico e delle eventuali catene laterali polarizzate
Qual è la carica netta dell’amminoacido se:
-ph < pI
-ph> pI
Cosa indicano le regioni azzurre di questo grafico?
Sono le regioni tampone—-> ossia l’intervallo di pH in cui l’amminoacido a massimo potere tamponante (infatti l’amminoacido avrà metà popolazione con il gruppo carbossilico o amminico protonato e metà in cui tale gruppo è deprotonato, in questo modo potrà accettare un protone in base alla variazione di pH e lo farà molto facilmente).
Cosa sono la pka1 e la pka2 nelle titolazioni degli amminoacidi?
Sono dei punti di flesso della curva di titolazione.
In particolare pka1 è relativa al gruppo carbossilico (perché è un acido più forte dal gruppo amminico, quindi perde prima l’H+) e indica il punto tra la forma totalmente protonata e quella zwitterionica
Invece la pka2 è relativa al gruppo amminico e indica il punto tra la forma zwitterionica e la forma totalmente deprotonata
La glicina è un buon tampone?
No perchè a ph fisiologico che è intorno a 7, non ha un gran potere tamponante (infatti a ph 7 la curva di titolazione non tocca la regione tampone).
La stessa cosa vale per tutti gli altri aminoacidi con R apolare (perchè l’andamento della loro curva di titolazione è simile a quella della glicina)
Qual è l’andamento della curva di titolazione nelle regioni tampone?
La curva si appiatisce nelle zone tampone, intorno alle pKa, perché l’azione tamponante
limita la variazione di pH, mentre fuori dale zone tampone la curva cresce linearmente.
Spiegami l’andamento della curva di titolazione della glicina
A ph acido ho il gruppo amminico e carbossilico protonati.
Man mano che aumenta il pH, il gruppo carbossilici inizia a perdere l’H+.
In corrispondenza della pka1 ho metà popolazione dell’amminoacido con gruppo carbossilico protonato e metà con gruppo carbossilico deprotonato.
In corrispondenza di Pi il gruppo carbossilico è totalmente deprotonato e il gruppo amminico è ancora protonato.
Man mano che aumenta il ph il gruppo amminico inizia a perdere l’H+.
In corrispondenza della pka2 o metà popolazione dell’amminoacido con il gruppo amminico protonato e metà con il gruppo amminico deprotonato.
A ph molto basici il gruppo amminico è totalmente deprotonato (come il gruppo carbossilico
Spiegami l’anda,mento della curva di titolazione del glutammato
Nota: pi è la media tra pka1 e pkr
Quante pka ha la curva di titolazione dell’acido aspartico?
Mi prevedi l’ordine di deprotonazione?
Ha 3 pka
Mi descrivi la curva di titolazione dell’istidina?
Perchè l’istidina è un buon tampone’
1)Perchè la pka della catena laterale è circa 6, quindi la regione tampone della pkar include anche il ph 7 (ph fisiologico). Di conseguenza quindi l’istidina potrà facilmente cedere o acquisire un protone sulla sua catena laterale, andando
quindi a tamponare le variazioni di ph che avvengono nelle nostre cellule
Questo vuol dire che l’istidina a ph 7 ha un buon potere tamponante
2) l’istidina presenta una carica positiva sull’anello laterale che può addirittura stabilizzarsi
per risonanza, questo è anche un altro motivo per cui l’istidina ha un ottimo potere tamponante
Cosa misura l’idrofobicità relativa?
È la misura della variazione di energia libera.
In particolare più la variazione di energia libera è negativa più è solubile l’amminoacido.
Es. l’arginina (R ha il più elevato grado di solubilità)
Il triptofano (W) ha il più basso grado di solubilità
Dove si trova l’amminoacido se è
-idrofobico
-idrofilico
- se un amminoacido è molto idrofobico, si trova dentro la proteina
-se un amminoacido è idrofilo, si trova all’esterno della proteina e l’aiuta a rimanere in soluzione
Dimmi 3 amminoacidi rari
Desmosina
Selenometionina
Seleoncisteina
Dimmi 4 cose sulla desmosina
-è un amminoacido raro
-è formata da: un residuo di lisina, 3 residui di allisina e al centro ha un nucleo piridinico
-la troviamo solo nella proteina dell’elastina( in questo caso la desmosina crea dei cross link nei precursori dell’elastina, detti tropoelastina, i quali andranno a formare delle interazioni tra i filamenti di elastina. Questi filamenti di elastina daranno le caratteristiche strutturali di questa proteina che conferirà elasticità sl tessuto connetivo)
-La Desmosina la possiamo trovare anche nei liquidi biologici, ad esempio nell’urina o nel plasma. La
Desmosina è diventata un importante markerdiagnostico di varie patologie (in particolare quelle polmonari, es.fibriosi cistica)
dove abbiamo un danneggiamento del tessuto connettivo.
Dimmi 4 cose sulla selenometionina
-la sua sintesi non è intenzionale
-è creata dagli enzimi della metionina
-Ha una reattività simile alla metionina
-Viene utilizzata in cristallografia
Dimmi 2 cose sulla selenocisteina
-è considerata il 21º amminoacido proteico perché è contenuta in 25 proteine umane coinvolte in processi antiossidanti
-A una struttura simile alla cisteina, ma deriva dalla serina
Dimmi i 5 amminoacidi non proteici
Ornitina e citrullina—-> sono importanti intermedi nel ciclo dell’urea, nella biosintesi dell’arginina, nella sintesi dell’ossido nitrico (è un importante vasodilatatore)
GABA (acido amminobutirrico)—-> lo troviamo nel tessuto nervoso e deriva dal glutammato
Omocisteina
Beta alanina
Che tipo di legame è il legame peptidico?
È un legame ammidico (sostituzione nucleofila aciclica tra gruppo carbossilico di un aa e gruppo amminico di un altro aa con formazione di una molecola di acqua= condensazione)
La formazione del legame peptidico avviene spontaneamente? È la sua idrolisi?
No, infatti all’equilibrio la concentrazione dei reagenti è maggiore di quella dei prodotti
INVECE
L’idrolisi del legame peptidico avviene spontaneamente ma è molto lenta dal punto di vista cinetico
Come si scrive una catena di amminoacidi?
Per convenzione tutte le volte che noi dobbiamo riportare una catena di amminoacidi dovremo utilizzare una
direzionalità che va dal N terminale cioè dall’ amminoacido che ha un gruppo amminico libero a un carbossi
terminale cioè quell’amminoacido che avrà un gruppo carbossilico libero.
Dimmi 3 caratteristiche del legame peptidico
-è una via di mezzo tra legame singolo e doppio legame (per questo tra le strutture di risonanza del legame peptidico c’è quella in cui si forma una parziale carica positiva sull’N del gruppo amminico e una parziale carbonica negativa sull’O del gruppo carbossilico
-C ed N coinvolti nel legame sono ibridati sp2 (quindi quella parte di molecola è planare
-è rigido (quindi non si possono effettuare rotazioni attorno ad esso)
Una catena di amminoacidi è in grado di ruotare attorno al legame peptidico?
No, non si può ruotare perchè legame peptidico è rigido, quindi non consente rotazioni attorno ad esso.
Nonostante questo, però, gli amminoacidi possono ruotare attorno al carbonio alfa. Così si vengono a creare due differenti disposizioni degli amminoacidi attorno al legame peptidico (cis e trans).
Gli amminoacidi hanno una conformazione cis o trans?
Hanno una conformazione trans (che è più stabile perchè minimizza l’ingombro sterico della molecola dal momento che i sostituenti sono lontani tra loro).
Eccezione: prolina—-> ha dia la conformazione trans che cis
Che conformazione è questa?
È la conformazione proibita per la sovrapposizione sterica
Come sono gli angoli φ e ψ :
-nella conformazione proibita a causa della sovrapposizione sterica
- nella conformazione completamente estesa
-nella conformazione proibita a causa della sovrapposizione sterica (ossia conformazione cis):zero
- nella conformazione completamente estesa (ossia conformazione trans): 180
Cosa indica il grafico di Ramachandran?
- mette in relazione φ e ψ
- in particolare:
Le zone bianche: combinazioni di angoli che non saranno mai ammesse all’interno delle
proteine perché ci saranno degli ingombri sterici che non saranno ammissibili
Le zone verde chiaro: rappresentano quelle coppie di angoli ammesse ma che comunque avranno delle interazioni di ingombro
sterico che potranno destabilizzare la struttura,
Le zone verde scuro: coppie di angoli che
saranno sempre permesse all’interno delle proteine,
Qual è l’amminoacido con la zona verde del grafico di Ramachandar più grande di tutte?
La glicina sarà l’amminoacido con la zona verde scura più
grande di tutte perché sarà quasi sempre ammessa con vari angoli di legame essendo la più piccola di tutte con
solo due atomi di idrogeno
Quali sono i due stati in cui esiste l’emoglobina?
Cosa succede quando l’Hb passa dallo stato T allo stato R?
nel momento in cui
l’ossigeno si lega all’emoglobina, l’emoglobina cambia
conformazione passando allo stato R.
Durante questo processo cambiano le interazioni intersubunitarie tra quei tre amminoacidi che prima
stabilizzavano lo stato T. In seguito
cambierà l’interazione tra altri amminoacidi e questa sarà la base del cambio conformazionale della proteina.
Tra l’altro il gruppo eme è legato alla struttura dell’emoglobina grazie alla presenza di un residuo dell’Istidina (Istidina prossimale), quando l’ossigeno lega l’eme, la struttura dell’eme diventa planare e quindi l’eme trascina questo residuo d’Istidina, ovviamente
l’Istidina si sposta e questo medierà il cambio conformazionale dell’emoglobina.
Cos’è l’anemia falciforme?
l’anemia falciforme è una patologia ereditaria estremamente grave dovuta a una strana forma di emoglobina: “emoglobina S”.
Questa strana forma deriva dal cambio di un solo
amminoacido: cambiando un Glutammato in Valina. Succede che nello stato S, due residui di Valina vengono esposti sulla stessa superficie della molecola e se si avvicina un’altra emoglobina che invece espone un residuo di Fe nilanina e Leucina ci può essere un processo di aggregazione tra questi quattro amminoacidi che porta ai
problemi che sono presenti nell’anemia falciforme e Il globulo rosso prende questa forma a falce e non può più trasportare l’ossigeno.
Qual è il vantaggio di essere eterozigoti per il gene dell’anemia falciforme?
avere in eterozigosi l’allele modificato (cioè quello con la sostituzione del Glutammico con la Valina) protegge dalla malaria
Dimmi 4 conseguenze dell’anemia falciforme
• Occlusione capillare
• Aumentato rischio di infarto e ictus
• Infezioni batteriche
• Anemia (perché il globulo rosso a forma di falce non è in grado di trasportare l’ossigeno)
Dimmi 3 modi per sintetizzare gli amminoacidi
-Via del pentosio fosfato
• Glicolisi
• Ciclo dell’acido citrico
Cosa sono gli aa essenziali?
Sono quegli aa proteici che l’uomo deve introdurre necessariamente con la dieta perchè non è in grado di sintetizzarli
Dimmi i 9 aa essenziali
Valina
Leucina
Isoleucina
Metionina
Triptofano
Fenilalanina
Treonina
Lisina
Istidina
Dimmi 3 funzioni degli amminoacidi
-metaboliti (producono energia nei processi metabolici)
-precursori di proteine o altre molecole (es. GABA)
-trasporto
Dimmi 2 tipi molecole informazionali
Amminoacidi
Nucleotidi
Perchè contengono le informazioni che specificano la funzione di due tipi di macromolecole ( proteine e acidi nucleici)
Quanti legami peptidici si formano tra 4 amminoacidi?
3
Cos’è un imminoacido?
Un amminoacido contenente un gruppo imminico (o amminico secondario, NH) invece di uno primario (NH2)
Es. prolina
Dimmi 5 caratteristiche di R
-dimensione (dalla più piccola nella glicina alla più grande nel triptofano. Dalla dimensione di R dipende
l’ingombro sterico, rilevante per il folding della proteina)
-carica (alcune catene laterali sono neutre, altri sono cariche e influenzano il comportamento degli
amminoacidi come si evince dalle curve di titolazione)
-idrofobicità (propria delle catene R apolari, che tendono ad essere poco solubili in acqua)
-reattività
-capacità di formare ponti H (che aumenta la solubilità degli amminoacidi in acqua)
Qual è la differenza tra alfa, beta, gamma amminoacidi?
Che forma hanno gli amminoacidi?
Tetraedrica (C alfa é ibridato sp3) ad eccezione della glicina
Nel nostro organismo gli amminoacidi sono alfa, beta, gamma, epsilon…?
Sono tutti alfa amminoacidi (COOH e NH2 sono entrambi legati al C alfa)
Dimmi 3 cose sulla solubilità degli amminoacidi
-gli aminoacidi possono essere polari (sono facilmente solubili in acqua grazie alla possibilità di formare PONTI A H) e apolari (idrofobici e con solubiliutà minore)
-In ambiente fisiologico, le
concentrazioni di amminoacidi in soluzioni sono talmente piccole (dell’ordine millimolare) che questa
differenza ha poca importanza. Sia gli amminoacidi polari che quelli apolari si sciolgono entrambi in
acqua. La differente solubilità comincia a manifestarsi in laboratorio, quando vengo messe in soluzione concentrazioni ben maggiori di amminoacidi.
-Nel FOLDING delle proteine la diversa solubilità gioca un ruolo importante (interazioni idrofobiche ad esempio).
A ph 7 qual è la carica di glicina e cisteina?
Vanno entrambe verso l’anodo (polo positivo
A ph 5.5 qual è la carica di glicina e cisteina? Vanno verso il catodo o l’anodo?
Gly—->verso catodo (polo negativo)
Cys—->verso anodo (polo positivo)
Cos’è l’elettroforesi e come funziona?
-è una tecnica biochimica di separazione, infatti serve per isolare aminoacidi proteine o frammenti di DNA (quindi molecole cariche)
-le molecole
cariche positivamente (cationi) migrano verso l’elettrodo
negativo (catodo). Viceversa le molecole cariche negativamente
(anioni) migrano verso l’elettrodo positivo (anodo). Le
molecole neutre non migrano. Nel caso in cui due molecole
abbiano la stessa carica, queste si possono distinguere l’una
dall’altra grazie alla massa: una molecola più piccola è infatti
più veloce di una molecola più complessa e di conseguenza
percorrerà più strada, distinguendosi dalla seconda.
Dimmi 2 elementi fondamentali per eseguire l’elettroforesi
- supporto solido (carta o gel di acrilammide per gli amminoacidi e le proteine/ gel di agarosio per DNA e RNA)
- catodo (polo negativo) e anodo (polo positivo)
Dimmi che neurotrasmettitori/ormoni ottengo da
-tirosina
-triptofano
-glutammato
-istidina
-tirosina—-> adrenalina o epinefrina
-triptofano—-> serotonina
-glutammato—-> acido amminobutirrico (GABA)
-istidina—->istamina
Che reazione può dare il gruppo amminico (legato al C alfa) di un amminoacido?
Sostituzione nucleofila acilica—-> -NH2 si comporta da nucleofilo
Es.
Che reazione dà la prolina?
Idrossilazione (aggiunta di un gruppo -OH all’anello della prolina) per ottenere idrossi- prolina.
Questa reazione è molto utile per la formazione del collagene
Quali amminoacidi danno la fosforilazione?
Tirosina treonina e serina
Consiste nell’aggiunta di un gruppo fosfato all’OH con formazione di un estere fosforico
Quali amminoacidi danno la O-glicosilazione?
Treonina e serina.
Consiste nell’aggiunta di uno zucchero al gruppo OH
Che amminoacido da l’N-glicosilazione?
Asparagina.
Consiste nell’aggiunta di uno zucchero sul gruppo amidico dell’asparagina.
Questa reazione avviene se c’è la sequenza consenso:
Attraverso quale reazione ottengo il GABA?
Decarbvossilazione del glutammato (si toglie uno dei due gruppi carbossilici del glutammato)
Che reazione da la lisina?
Acetilazione: si aggiunge un gruppo acetile al gruppo NH2 della lisina.
Questa reazione è importante per disassemblare e assemblare la cromatina
Cosa si ottiene dall’ossidazione dalla cisteina?
Ottengo la cistina e la formazione di ponti di solfuro
Quale amminoacido da come reazione l’acetilazione?
La lisina
Da quale amminoacido ottengo l’ adrenalina?
Tirosina
In prossimità di cosa trovo le regioni tampone nella curva di titolazione degli amminoacidi?
In prossimità delle pka
Cosa ottengo dalla fosforilazione della serina, treonina o tirosina?
Un estere fosforico
