Biochimica Strutturale

Mauro Fasanomauro.fasano@uninsubria.it

Argomenti del corso

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– 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 apolariAlta 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

• 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)

pH = pKa + log (CB/CA)

pI = 1/2 (pKi + pKj)

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

Amino Acidα-COOHpKa

1

α-NH3

pKa2

Side ChainpKa

3 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 9.00 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