T10. Plegamiento Proteínas Flashcards
En condiciones fisiológicas el plegamiento de las proteínas es una reacción reversible desplazada hacia productos
VERDADERO
El plegamiento disminuye la energía libre de la proteína, por eso un proceso espontáneo
Generalmente, el estado nativo de una proteína es el termodinámicamente más favorable, por lo que la reacción de plegamiento para adquirirla es muy rápida
FALSO
Que el estado plegado sea más estable implica que el equilibrio Desplegado-Plegado está desplazado hacia el plegamiento, pero no implica que sea una reacción rápida
“Estado nativo” es el término utilizado para designar la estructura 3D más estable (de menor energía) de una proteína
FALSO
EL estado nativo es la estructura 3D que permite a la proteína desarrollar su actividad biológica.
Suele ser la más estable, pero no necesariamente.
Dado que la secuencia de aminoácidos contiene la información necesaria para el plegamiento proteico, en las células las proteínas son capaces de plegarse de forma espontánea.
FALSO
Algunas puntualmente pueden plegarse espontáneamente in vivo. Pero en general, las condiciones celulares:
Elevada [proteínas], que mientras se están sintetizando (un proceso que lleva tiempo) tienen sus cadenas laterales expuestas.
Son desfavorables para el plegamiento (favorecen la formación de agregados).
El mecanismo de plegamiento implica la adquisición de una conformación compacta con un núcleo hidrofóbico y una superfície hidrofílica que se mantienen mediante interacciones entre residuos.
VERDADERO
La paradoja de Levinthal establece que la diferencia entre el tiempo teórico y real que una proteína necesita para adoptar su estructura es debida a que, de entre los millones de conformaciones posibles, solo una (la nativa) es posible debido a los impedimentos estéricos.
FALSO
La paradoja de Levinthal determina que el tiempo experimental de plegamiento es extremadamente inferior al teórico (que contempla la adopción de estructuras permitidas por los ángulos de torsión, que son más de una) porque las proteínas siguen una ruta ordenada de plegamiento, a través de la que incrementan progresivamente su estabilidad.
Cuando durante el plegamiento de una proteína una región adopta una estructura correcta esta se mantiene, facilitando el plegamiento correcto de otras regiones al actuar como núcleo de plegamiento
VERDADERO
Decimos que el plegamiento proteico es un proceso altamente cooperativo porque diferentes moléculas contribuyen a la adopción de la estructura 3D correcta
FALSO
El hecho de que sea “altamente cooperativo” hace referencia a que las zonas bien plegadas actúan como núcleos de agregación que guían el plegamiento de otras regiones.
La explicación a la paradoja de Levinthal es que el breve tiempo de plegamiento experimental se debe a que el proceso transcurre siguiendo una única ruta ordenada y directa.
FALSO
El plegamiento transcurre por una ruta ordenada de estabilización progresiva, pero esta no es única ni necesariamente directa.
El plegamiento encuentra su fuerza motora en el efecto hidroóbico, pues la necesidad de las cadenas laterales apolares de minimizar sus contactos con el solvente las lleva a interaccionar, adoptando estructuras secundarias margnialmente estables que de ser correctas podrán asociarse en estructuras de orden superior
VERDADERO
El glóbulo fundido es un intermediario globular parcialmente organizado que se debido a las interacciones hidrofóbicas de su núcleo presenta una estructura relativamente compacta y estática.
FALSO
Se trata de una estructura compacta pero dinámica, pues debe seguir habiendo interacciones dinámicas entre estructuras secundarias para conseguir el estado nativo final.
A veces durante el proceso de plegamiento se forman intermediarios de alta energía que alejan al polipéptido de la conformación nativa: se conocen como trampas cinéticas
FALSO
Las trampas cinéticas son intermediarios muy estables (de baja energía) que por tanto alejan la ruta ordenada de plegamiento de la forma nativa sin “volver atrás” porque la cadena se ha estabilizado, aunque en una forma que no es la correcta
Una vez adoptada su estructura terciaria completa los monómeros que constituyen una proteína oligomérica vuelven a sufrir ligeros ajustes conformacionales al asociarse.
VERDADERO
La baja diferencia de energía entre conformación desplegada y nativa explica la facilidad con la que las proteínas pueden ser inactivadas por renaturalización mediante condiciones que alteran sus fuerzas internas no covalentes
FALSO
Las proteínas se inactivan por desnaturalización (pérdida estructura 3D)
La baja diferencia de energía entre conformación desplegada y nativa explica la facilidad con la que las proteínas pueden ser inactivadas por desnaturalización mediante condiciones que alteran sus fuerzas internas no covalentes
VERDADERO
Si al medio con agente desnaturalizante en que se encuentra una proteína desplegada se le añade un agente oxidante y, posteriormente, eliminamos el agente desnaturalizante, la proteína habrá adoptado principalmente conformaciones no nativas que impedirán su correcta actividad
VERDADERO
Ver ejemplo ARNasa
Si queremos desnaturalizar una proteína, podemos usar urea como agente desnaturalizante y 2-mercaptoetanol como agente reductor
VERDADERO
El mercaptoetanol rompe los puentes S-S (reduce dichos residuos)
Si a una proteína desnaturalizada y, por tanto, inactiva, le permitimos renaturalizar mediante la eliminación del agente que la mantiene desnaturalizada y añadiendo un agente oxidante de manera simultánea esta volverá a ser 100% activa e indistinguible de la proteína nativa
VERDADERO
Los puentes S-S son esenciales para que una proteína, como por ejemplo la RNAsa, adopte su conformación funcional. Así deducimos que son una importante fuerza a la hora de inducir el plegamiento.
FALSO
Son las interacciones hidrofóbicas las que inducen el plegamiento. Aunque luego la formación de otros enlaces sea crucial para adoptar la estructura correcta estos no son los que impulsan el proceso.
Las preproproteínas constituyen una excepción a la afirmación de que “la información necesaria para el plegamiento de la proteína reside en la secuencia”, puesto que dicha información no viene dictada por una secuencia aminoacídica
FALSO
Constituyen una excepción porque en efecto la información para adoptar la conformación no se encuentra en la proteína madura. No obstante, dicha informaicón sí que viene codificada en una secuencia aminoacídica: la de la secuencia “pro”, que es un segmento de la proteína inmadura que se pierde cuando la proteína pasa a su forma activa.
Muchas proteínas son incapaces de plegarse correctamente de forma espontánea por lo que requieren de asistencia durante el proceso, por lo que en dichos casos podríamos decir que la secuencia no es suficientemente informativa para dar el plegamiento
VERDADERO
Las proteínas helper constituyen dicha asistencia
Generalmente podemos saber si una mutación va a tener efecto sobre la función de una proteína solo con conocer la naturaleza (polar, apolar…) de los aa intercambiados
FALSO
Para aventurarnos a hacer tal predicción debemos saber, además, en qué región se encuentran unbicados: mutaciones en la superfície proteica se toleran mejor que en residuos del núcleo.
En los estudios de RMN de marcaje pulsado: los residuos que aparecen deuterados en la primera de varias espectroscopías son aquellos que presenta una mayor velocidad de recambio.
FALSO
Si aparecen deuterados es que están protegidos en el interior hidrofóbico o formando pdH, y que por tanto no han cambiadoo su deuterio por H, es decir que presentan mayor resistencia al recambio.
En los estudios de RMN de marcaje pulsado: las zonas ricas en hélices alfa, láminas beta y giros beta presentan una elevada resistencia al recambio, lo que indica que se forman en etappas tempranas del plegamiento
VERDADERO
Las láminas beta se forman antes que las hélices alfa
FALSO
Es al revés
El único punto durante la biosíntesis de proteínas en que se consume ATP es durante la traducción: la formación de estructuras superiores es un proceso estabilizador espontáneo
FALSO
La adopción de la conformación nativa no siempre es espontánea: las enzimas implicadas muy a menudo consumen ATP
La formación de puentes disulfuro y de enlaces cis-Pro son etapas limitantes del plegamiento
VERDADERO
Las chaperonas son enzimas que catalizan etapas limitantes del plegamiento de las proteínas
FALSO
Tales etapas son catalizadas por enzimas específicas como las isomerasas de puentes disulfiro o las isomerasas de péptidos con prolina
La isomerasa de puentes disulfuro PDI presenta dos cisteínas reactivas en la secuencia Cys-Gly-His-Cys
VERDADERO
La formación de puentes disulfuro tiene lugar en el interior de retículo endoplasmático, un entorno con un ambiente reductor análogo al del exterior celular, al que generalmente se exportan dichas proteínas
FALSO
El exterior celular y el RE son ambientes altamente oxidantes
La PDI (Isomerasa de puentes disulfuro) reducida cataliza la formación de puentes S-S mientras que la oxidada cataliza el reordenamiento de puentes S-S no nativos
FALSO
La PDI (Isomerasa de puentes disulfuro) oxidada cataliza la formación de puentes S-S (se reduce, oxidando los -SH) mientras que la reducida cataliza el reordenamiento de puentes S-S no nativos (se oxida para romper el puente que al volver a formarse correctamente la re-reduce)
La PDI (Isomerasa de puentes disulfuro) oxidada cataliza la formación de puentes S-S mientras que la reducida cataliza el reordenamiento de puentes S-S no nativos
VERDADERO
Los enlaces X-Pro siempre se sintetizan en conformación trans, en algunos casos la Peptidil Prolil Insomerasa cataliza la isomerización cis-trans de estos enlaces
FALSO
Cis y trans son configuraciones, no conformaciones: el enlace peptídico se ha de hidorlizar para interconvertirse de una a otra.
Las chaperonas son proteínas de alta especificidad de sustrato agrupadas en 6 familias en función de su masa molecular
FALSO
Se unen a una gran variedad de proteínas = baja especificidad de sustrato
La abundancia de proteínas desnaturalizadas constituye la señal de expresión inducible de las chaperonas en condiciones de estrés celular
VERDADERO
En condiciones de estrés térmico, oxidativo, tóxico… encontramos nuchas proteínas desplegadas y este hecho es el que induce la expresión de las HSP
Las chaperonas participan en la recuperación de la homeostasia y en la supervivencia celular mediante la interacción con regiones hidrofóbicas de las proteínas desnaturalizadas en condiciones fisiológicas
FALSO
Las chaperonas siempre actúan “Perdiendo tiempo” al estabilizar estas regiones, ahora bien, cuando participan en la recuperación de la homeostasia y en la supervivencia celular es en condiciones de estrés, no fisiológicas.
Las chaperonas aportan información conformacional, es decir mediante su actividad ATPasa son capaces de redirigir el plegamiento hacia un resultado diferente
FALSO
Las chaperonas solo aceleran el proceso, no alteran el resultado final.
Chaperonas moleculares es sinónimo de Hsp 70
FALSO
El sistema Hsp70 es el principal integrante de la familia de las chaperonas moleculares, pero estas abarcan otras Hsp
Una de las finalidades de las chaperonas moleculares es contribuir durante el transporte de proteínas a través de membranas, de un compartimento a otro
VERDADERO
Hsp, Bip y Dnak son ejemplos de chaperonas moleculares
VERDADERO
Hsp (citosol y matriz mitocondrial)
Bip (retículo endoplásmico)
Dnak (bacterias)
En las chaperonas moleculares, la hidrólisis de ATP induce el paso a una conformación cerrada que libera la proteína que estaba unida
VERDADERO
La elevada plasticidad conformacional de las chaperonas moleculares como DnaJ explica su capacidad para unirse a un amplio abanico de sustratos
VERDADERO
Las chaperoninas mitocondriales pertenecen al grupo de chaperoninas tipo I
VERDADERO
Tipo I: procariotas (teoria endosimbiótica)
Thermosoma y la CCT citosólica son ejemplos de chaperoninas de tipo II
VERDADERO
La chaperonina procariota GroEL/GroES se caracteriza por presentar 2 componentes:
* GroES: homopolímero de 14 subunidades Hsp60
* GroEL: cofactor de 7 subunidades de Hsp10
FALSO
GroEL es el homopolímero y GroES el cofactor
GroEL presenta una estructura cilíndrica hueca, formada por 7 anillos con 3 subunidades cada uno: la aplical, la intermedia y la ecuatorial
FALSO
Son 2 anillos cada uno con 7 subuds de 3 dominios cada una
El dominio ecuatorial de GroEL une ATP, mientras que el apical presenta abundantes residuos hidrofóbicos que interaccionan con los del polipéptido desplegado
VERDADERO
CCT es una chaperona molecular eucariota que interacciona con las proteínas del citoesqueleto
FALSO
Es una chaperonina, no una chaperona molecular
GroEL-ATP presenta una conformación abierta que presenta afinidad por los polipéptidos desnaturalizados; cuando uno se une, la hidrólisis de ATO induce su plegamiento.
FALSO
GroEL-ADP → expone la región hidrofóbica de su dominio apical = afinidad por cualquier polipéptido desnaturalizado que exponga residuos hidrofóbicos.
La liberación ADP induce la entrada ATP en presencia de GroES.
GroEL-ATP libera el fragmento peptídico desplegado a la cavidad de GroEL.
Hidrólisis ATP induce la liberación GroES que provoca liberación polipéptido plegado o no. (el plegamiento no es dirigido, la chaperonina solo crea el entorno propicio)
.CCT no requiere de un cofactor similar a GroES porque cuenta con 2 hélices alfa apicales, una de cada subunidad, que se asocian cerrando la cavidad de la chaperonina en respuesta a la unión de ATP
VERDADERO
Hsp70s se unen a los fragmentos hidrofóbicos de cadenas polipeptídicas en síntesis a medida que salen del ribosoma y las mantienen en un estado desplegado compatible con el plegamiento, que podrá tener lugar espontáneamente o requerir de la asistencia de chaperoninas.
VERDADERO
Las chaperoquinas son chaperonas moleculares inducibles que actúan como moléculas señal intracelulares promoviendo la respuesta inmune
FALSO
Las chaperoquinas y otras citoquinas son señales extracelulares
Ante condiciones de estrés, las chaperonas pueden actuar tanto a nivel inra como extracelular
VERDADERO
Chaperonas moleculares intracelulares inducibles por condiciones de estrés celular: función citoprotectora y antiapoptótica
Chaperoquinas: secretadas al medio extracelular; actúan como citoquinas
El único mecanismo que tienen las células para evitar la toxicidad de los agregados proteicos es asegurar el plegamiento correcto, por ello invierten en él mucha energía
FALSO
El mecanismo celular de control de calidad del proteoma también incluye la capacidad de identificar y marcar proteínas erróneas para su degradación
El sistema de control de calidad del proteoma incluye:
* Chaperonas que garantizan el plegamiento correcto
* Mecanismos como el proteasoma o la autofagia que eliminan las proteínas plegadas incorrectamente/dañadas
VERDADERO
Chaperonas identifican las proteínas mal plegadas y las marcan por adición covalente de ubiquitina para su degradación proteolítica
FALSO
Las chaperonas identifican las proteínas mal plegadas interaccionando con regiones hidrofóbicas expuestas y reteniéndolas.
Esto permite que otras enzimas actúen, añadiendo la ubiquitina que atrae al proteasoma
La pérdida de integridad del proteoma es uno de los sellos distintivos del envejecimiento (hallmark of aging) dado que con la edad el sistema de control del proteoma se deteriora.
VERDADERO
El estrés celular supone una disminución de la capacidad de plegamiento en relación a las necesidades de plegamiento y recambio proteico de la célula, lo que supone una desentabilización de la proteostasia
FALSO
Ante el estrés se mantiene el equilibrio proteostático mediante un aumento de las capacidades de plegamiento y recambio proteico y se reduce la traducción de nuevas proteínas (salvo de las requeridas para gestionar esta respuesta)
Una posible causa de plegamiento aberrante son las mutaciones que afectan a chaperonas o a proteínas implicadas en la degradación de las proteínas mal plegadas
VERDADERO
Mutaciones que provocan el plegamiento defectuoso pueden causar:
* Formación de agregados fibrilares
* Incapacidad de una determinada proteína para plegarse y/o transportarse correctamente
* Disminución de la estabilidad de la proteína
VERDADERO
La anemia falciforme es causada por la sustitución de una Val por un Glu en la estructura primaria de la hemoglobina, lo que genera una polimerización anormal de la forma desoxigenada. El resultado son filamentos que depositan.
FALSO
Se sustituye un Glu por una Val
La agregación proteica puede entenderse como la formación de esructuras cuaternarias incorrectas/alteradas
VERDADERO
La mutación de Glu6 por una Val en la subunidad beta2 de la hemoglobina es una mutación silenciosa, porque no altera el alosterizmo ni la capacidad de captación de O2 de la hemoglobina
FALSO
A pesar de que no altera capacidad de captación de O2 ni alosterismo, provoca la acumulación de eritrocitos con forma de hoz en capilares estrechos, afectando a la circulación.
Además son lábiles → hemólisis (anemia)
Cambio conformacional de las proteínas característico de las amiloidosis:
Sana → predominio hélices alfa
Alterada → predominio láminas beta
VERDADERO
Amiloidosis: enfermedades en las que proteínas normalmente globulares y solubles se depositan como fibrillas insolubles (amiloides) en el espacio extracelular de tejidos
VERDADERO
La deposición de amiloides alrededor de las células supone la aparición de patologías como la diabetes de tipo II
VERDADERO
La transtiretina o prealbúmina presenta una forma funcionalque es globular y soluble:
homotetrámero → cada monómero formado por 2 láminas beta antiparalelas de 4 hebras enfrentadas
VERDADERO
La lámina alfa helicoidal es la estructura filamentos que adopta la TTR (transtiretina) mutada como consecuencia de la pérdida de 1 cadena beta en cada una de sus láminas beta
FALSO
Recibe el nombre de lámina beta helicoidal.
Además es por consecuencia de la perdida de 2 cadenas beta en cada una de las 4 laminas que la forman (32-2*4=24)
En la transtiretina mutada, los 4 monómeros que forman la forma globular activa pasan a dar una unidad repetitiva de 24 hebras beta (6 por subunidad) que dan una vuelta completa
VERDADERO
Las encefalopatías espongiformes transmisibles son enfermedades hereditarias debidas a priones
FALSO
SOn enfermedades infecciosas
Macro
Moleculas
El agente infeccioso de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob es inactivado por proteasas, detergentes, fenol o urea; pero no por nucleasas o radiación UV
VERDADERO
Compuestos que modifican las proteínas: proteasas, detergentes, fenol o urea
Sustancias que interaccionan con los ácidos nucleicos: radiación UV o nucleasas
Se postula que la onformación de la proteína prión resistente (PrPres) es una trampa cinética
VERDADERO
PrPc y PrPres provienen por evolución de un mismo gen: son proteínas homólogas con un elevado grado de homología de secuencia.
FALSO
Provienen exactamente del mismo gen y tienen la misma secuencia, solo difieren en su conformación:
PrPc → + hélices α
PrPres→ + láminas β (trampa cinética)
Los individuos knocked out para PrPc no desarrollan enfermedades priónicas porqe PrPres no puede inducir modificaciones por interacción con la proteína nativa
VERDADERO
Se ha ampliado el concepto de enfermedades priónicas, pues se identifican cada vez más enfermedades neurodegenerativas causadas por la proteína prion
FALSO
Cada vez se identifican más proteínas parecidas a los priones (proteínas priónicas) mal plegadas que causan enfermedades degenerativas (Alzheimer, Huntington, Parkinson) y se propagan de manera priónica, pero no son la proteína PrPres
Muchas levaduras presentan rasgos que aparecen espontáneamente como consecuencia del plegamiento, por azar, de una proteína. Esta adopta una conformación que le permite realizar una nueva función, y esta conformación se “reproduce” induciendo por contacto que otras proteínas se plieguen igual
VERDADERO
El sistema inmune innato es inhibido por la propagación de una proteína priónica señal que evita respuestas anafilácticas
FALSO
En células infectadas por virus, la rápida propagación de la proteína priónica amplifica la señal de alarma rápidamente y hace que la respuesta inmune innata para combatir la infección sea muy rápida
La acumulación de filamentos amiloideos induce la lisis celular, lo que en situaciones controladas permite el desarrollo normal del organismo; mientras que en el caso de no serlo supone patologías
VERDADERO
lisis celular = poros cerebrales en las encefalopatías espongiformes
Las farmacoperonas son una estrategia terapéutica altamente efectiva puesto que restauran la estructura de cualquier proteína aberrante
FALSO
Utilidad en proteínas aberrantes sin mutaciones en aminoácidos esenciales
NO útiles si mutación afecta a
* residuos esenciales: unión al ligando o a cofactores
* Cys (pSS)
* Pro (quiebros de la cadena)
* Deleciones
las proteínas aberrantes sobre las que las farmacoperonas actúan con más facilidad son aquellas que han sustituido residuos “nativos” por residuos de pequeño tamaño como Gly
VERDADERO
Estos residuos las hacen más flexibles y pueden acoplarse mejor aptededor de la estructura “molde” de la farmacoperona
La modificación en la secuencia de aminoácidos de insulinas animales o sintéticas permite mejorar el tratamiento para personas diabéticas
VERDADERO
La insulina debe encontrarse en forma de dímeros o hexámeros para reconocer sus receptores, por ello las insulinas de acción lenta se administran en forma monomérica, que se va asociando lentamente
FALSO
Forma activa (actuación rápida): monomérica
Formación espontánea dímeros y hexámeros inactivos (región de contacto entre las subunidades = la de reconocimiento del receptor)
La insulina administrada en forma hexamérica disocia lentamente.
Las insulinas de acción rápida presentan modificaciones que no alteran la unión al receptor, pero bloquean la formación de dímeros y hexámeros
VERDADERO
Siempre hablamos de que el plegamiento permite adoptar conformación funcional, pero existen algunas excepciones: proteínas activas que se encuentran total/parcialmente desplegadas en su forma nativa
FALSO
SOn muchas las proteínas activas que se encuentran total/parcialmente desplegadas en su forma nativa.
En los años 70 se consideraban curiosidades, patologías o artefactos experimentales pero hoy sabemos que solo ⅓ del proteoma está totalmente estructurado.
La RMN permite elucidar la estructura 3D de las PID (proteínas intrínsecamente desordenadas)
VERDADERO
La gran facilidad de las PID (proteínas intrínsecamente desordenadas) para adoptar nuevas conformaciones y, por tanto desarrollar nuevas funciones, explica la constante evolucion de los organismos más primitivos
FALSO
Son importantes reguladoras en organismos superiores pero apenas están presentes en procariotas.