1) Considere una proteína parcialmente plegada, que posee una secuencia desplegada en medio acuoso, consistente en Ser,Thr, Asn y dos residuos no polares.

Para el plegamiento de un residuo hidrofóbico desde un medio de baja fuerza iónica a pH neutro hacia el interior no polar de una proteína: DG: -4 kcal/mol de residuo

Para la formación de un puente H entre dos grupos polares, que no tenían participación previa en enlace: DG: -5 kcal/mol de grupo polar.

¿Cuál será el DG aproximado (en kcal/mol de proteína) cuando esta secuencia se pliega hacia el interior de la estructura?

a) Si todos sus grupos polares forman puente de H internos

b) Si todos los grupos polares menos los de la cadena lateral, forman puente H internos.

c) Si ninguno de sus grupos polares forma puente de H interno

d) ¿En cuál de las situaciones anteriores ocurrirá el plegamiento?

2) Para verificar la hipótesis de que muchas proteínas estabilizadas por enlaces disulfuro se encuentran en la configuración de mínima energía, una serie de proteínas conteniendo enlaces disulfuro se trató con mercaptoetanol en presencia de urea 8M.

Mediante procedimientos adecuados se eliminaron gradualmente estos reactivos de manera que las proteínas pudieran plegarse nuevamente con reformación de enlaces -S-S-. Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

El cálculo de la recuperación de la actividad biológica se realiza postulando una unión al azar de enlaces disulfuro.

a) Demuestre que la actividad biológica recuperada con reformación al azar de 4 enlaces disulfuro es de 0.95%

b) Los resultados con ribonucleasa y lisozima ¿verifican o contradicen la propuesta del problema?

c) ¿Cómo puede explicar la aparente conformación al azar de la insulina?

d) La tripsina contiene 6 enlaces-S-S-. Luego de someterla al procedimiento del problema, se observó experimentalmente la recuperación de sólo el 8% de la actividad enzimática. ¿Cuál es la actividad esperable con una reformación al azar de los enlaces disulfuro? Los resultados obtenidos con la Tripsina ¿verifican o contradicen la propuesta del problema?

3) Mediante la rotación óptica es posible medir el grado de asimetría de un polipéptido. Dentro de ciertos rangos, existen valores característicos para cada tipo general de estructura secundaria. Se midió la rotación óptica de dos poliaminoácidos, observándose las curvas de la Figura 1.1.

a) Explique qué interacciones estabilizan una a -hélice.

b) ¿A qué se debe el cambio de rotación óptica (y de estructura) observado con el pH?. ¿Por qué la transición es tan drástica?.

c) ¿Cómo espera que eluya cada uno de los poliaminoácidos en una cromatografía de exclusión molecular a pH=4 comparada con otra a pH=12?.

Figura 1.1.

4) A continuación, se esquematizan las estructuras primaria (renglón de arriba) y secundaria (renglón de abajo) de una proteína:

RNSQATSGFTFSHFYMEWVRGGEYIAASRHKHNKYTTEYSASVKGRYIVSRDTSESILYLQ

BBBBBBB---------BBBB--BBBBBB--------BBBB-----BBBBBBBBB--BBBBB

   I             II    III           IV         V        VI

El esquema está orientado desde el extremo amino (izquierda) hacia el carboxilo (derecha). Los aminoácidos están representados por el código de una letra. La estructura secundaria se presenta como "B": correspondiente a un aminoácido en una cadena beta, o "-": aminoácido en un lazo (sin estructura secundaria definida). Las cadenas beta están representadas por números romanos.

Figura 1.2

a) ¿Qué interacciones estabilizan la estructura tridimensional esquematizada?.

b) ¿Entre cuáles aminoácidos se formarán puentes de hidrógeno en la hoja beta formada por las cadenas II, III y IV?. ¿Qué grupos intervendrán? ¿Los de las cadenas laterales, los de los enlaces peptídicos, ambos?.

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