Universidad Peruana Cayetano Heredia
Departamento de Bioquímica y Biología Molecular

Sesión de Aula Interactiva: Proteínas

Profesores: Mirko Zimic (página web personal)
                  Vanessa Adaui


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Secuencias de aminoácidos utilizadas en el curso (download zip file)
Guía de práctica

 

ESTRUCTURA TRIDIMENSIONAL (3D) DE PROTEÍNAS

  Las biomoléculas poseen tamaños y estructuras 3D características, que son el resultado de su esqueleto estructural y sus grupos funcionales sustituyentes.  La conformación 3D de las moléculas determina sus interacciones; por ejemplo, en la unión de un sustrato al centro catalítico de una enzima, las moléculas deben encajar exactamente, de forma complementaria, para que se produzca la acción biológica.

El estudio de la estructura 3D de las biomoléculas se realiza principalmente por métodos físicos.  El método más informativo es el de la cristalografía de rayos X.  Si un compuesto puede ser cristalizado, la difracción de los rayos X por el cristal puede usarse para determinar las posiciones relativas de cada uno de los átomos de la molécula con gran precisión. Mediante este método se han deducido las estructuras de la mayor parte de las biomoléculas pequeñas (aquellas que poseen menos de aproximadamente 50 átomos) y de muchas biomoléculas mayores como las proteínas.

Las técnicas de resonancia magnética nuclear (RMN) son complementarias a la cristalografía de rayos X al proporcionar información acerca de la estructura 3D de biomoléculas en disolución, pero está limitado a moléculas no mayores que 30 kD.

Ciertas estructuras han sido obtenidas por modelaje teórico, un método no tan exacto como los métodos experimentales descritos. Un tipo de modelaje, llamado “modelaje por homología”, involucra la superposición de una secuencia conocida a una estructura 3D determinada experimentalmente de una molécula similar en secuencia.  Los resultados de este tipo de modelaje tienden a ser más confiables que aquellos derivados puramente a partir del conocimiento teórico.

El conocimiento de la estructura 3D detallada de una biomolécula es útil porque suele arrojar indicios sobre los mecanismos de las reacciones en las que la molécula participa.

Los datos sobre las estructuras 3D de macromoléculas proteicas se encuentran disponibles en la base de datos de proteínas (Protein Data Bank): http://www.rcsb.org/pdb/ como archivos *.pdb.

Para la visualización de las proteínas en su estructura 3D se utilizará el programa RasMol (Versión para Windows: RasWin). Este programa permite mostrar las dos representaciones básicas de cada molécula: 1) un modelo espacial lleno y 2) una representación de cintas.  En esta última, se podrá apreciar las estructuras b representadas por flechas planas y las hélices a por cintas helicoidales; los giros o vueltas b se observarán como cintas que unen las diferentes estructuras secundarias entre sí.


Revistas de interés:

Journal of Molecular Modeling Full text journal online
Journal of Structural Biology Full text journal online
Journal of Theoretical Biology Full text journal online

Software

RASMOL (Visualizador de estructuras moleculares 3D)
Swiss PDb Viewer (Visualizador de estructuras moleculares 3D avanzado).
Pedro´s Biomolecular Research Tools (Galeria de programas utilitarios) 

Información complementaria

Libros
mzimic@jhsph.edu
http://www.oocities.org/mirkozimic