Biochimica Strutturale Mauro Fasano mauro.fasano@uninsubria.it

Argomenti del corso Proprietà chimico-fisiche degli aminoacidi Strutture quaternarie e cooperatività Organizzazione strutturale delle proteine Enzimi Proteine del sistema immunitario Purificazione e caratterizzazione delle proteine Patologie associate a misfolding proteico Determinazione della struttura delle proteine Motivi strutturali del DNA Classificazione strutturale delle proteine e principali motivi strutturali

Testi consigliati GA Petsko, D Ringe, Struttura e funzione delle proteine, Zanichelli 2006. Reviews consigliate nel corso Elementi di base: DL Nelson, MM Cox, I principi di biochimica di Lehninger, 2010

Modalità di esame Orale con una domanda generale e una specifica 6 Appelli nelle pause didattiche

Proprietà chimico-fisiche degli aminoacidi

Aminoacidi Aminoacidi proteici Aminoacidi non proteici Monomeri delle proteine Liberi Aminoacidi non proteici

Struttura degli aminoacidi

Proprietà fisiche degli aminoacidi Caratteristiche ioniche: Punto di fusione (decomposizione) alto (>200°C) Solubili in acqua e non in solventi apolari Alta costante dielettrica e forte momento dipolare La solubilità in acqua aumenta a pH acidi o basici

Chiralità degli aminoacidi

Proprietà ottiche degli aminoacidi

Proprietà ottiche degli aminoacidi Spettri di assorbimento

Gli aminoacidi proteici

Gli aminoacidi proteici

Gli aminoacidi proteici

Gli aminoacidi proteici

Gli aminoacidi proteici

Gli aminoacidi proteici

Gli aminoacidi proteici

Gli aminoacidi proteici

Proprietà acido-base Punto isoelettrico Tutti gli aminoacidi hanno un gruppo –COOH Tutti gli aminoacidi hanno un gruppo –NH3 Alcune catene laterali hanno un gruppo acido Alcune catene laterali hanno un gruppo basico Punto isoelettrico Valore medio delle pKa dei gruppi ionizzabili

Proprietà acido-base I gruppi α-COOH ed α–NH2 si influenzano reciprocamente: –NH2 (elettronegativo) aumenta l’acidità di α-COOH (pKa = 2.0 –2.2 vs 4.7 dell’acido acetico) -COOH (elettronegativo) aumenta l’acidità di α-NH3+ (pKa = 9.2 – 9.6 vs 10.6 di metilammina)

Henderson-Hasselbach pH = pKa + log (CB/CA)

Titolazione della glicina pH = pKa + log (CB/CA) pI = 1/2 (pKi + pKj) pH = pKa + log (CB/CA)

Titolazione dell’alanina

Titolazione dell’aspartato pI = 1/3 (pKα + pKγ + pKNH3)

Titolazione dell’arginina pI = 1/3 (pKCOOH + pKNH3 + pKguan)

Titolazione dell’istidina pI = 1/3 (pKCOOH + pKNH3 + pKim)

Punti isoelettrici degli aminoacidi polifunzionali α-COOH pKa1 α-NH3 pKa2 Side Chain pKa3 pI Arginine 2.00 9.00 13.20 11.15 Aspartic Acid 2.01 9.82 3.83 2.80 Cysteine 1.71 10.78 8.33 5.02 Glutamic Acid 2.19 9.67 4.25 3.22 Histidine 1.82 9.17 6.04 7.59 Lysine 2.17 10.80 9.65 Tyrosine 2.20 9.11 10.07 5.66

Isoelettrofocalizzazione degli aminoacidi

Idrofilicità

Separazione cromatografica basata sulla diversa polarità degli aminoacidi

Interazioni non-covalenti tra aminoacidi

Interazioni non-covalenti tra aminoacidi Covalente > 300 kJ/mol Non covalente: ioniche 80 - 90 legame idrogeno 20 dipolo-dipolo 8 - 10 London < 1

Amino acidi essenziali Essenziali (n. 8): Trp, Lys, Met, Phe, Thr, Val, Leu, Ile

Aminoacidi non proteici Aminoacidi modificati Altri