Aminoácidos y Péptidos

Aminoácidos Análisis de Péptidos Aminoácidos y Péptidos Síntesis de Péptidos

AMINOÁCIDOS Y PÉPTIDOS Juan José Suárez Menéndez

Aminoácidos Análisis de Péptidos Aminoácidos y Péptidos Síntesis de Péptidos

Propiedades iónicas Identificación de aminoácidos Aminoácidos Reacciones de los aminoácidos Producción de aminoácidos

Aminoácidos Name Symbol Mass(-H2O) Side Chain Occurrence (%) Alanine A, Ala 71.079 CH3- 7.49 Arginine R, Arg 156.188 HN=C(NH2)-NH-(CH2)3- 5.22 Asparagine N, Asn 114.104 H2N-CO-CH2- 4.53 Aspartic acid D, Asp 115.089 HOOC-CH2- 5.22 Cysteine C, Cys 103.145 HS-CH2- 1.82 Glutamine Q, Gln 128.131 H2N-CO-(CH2)2- 4.11 Glutamic acid E, Glu 129.116 HOOC-(CH2)2- 6.26 Glycine G, Gly 57.052 H- 7.10 Histidine H, His 137.141 N=CH-NH-CH=C-CH2- 2.23 |______________| Isoleucine I, Ile 113.160 CH3-CH2-CH(CH3)- 5.45 Leucine L, Leu 113.160 (CH3)2-CH-CH2- 9.06 Lysine K, Lys 128.17 H2N-(CH2)4- 5.82 Methionine M, Met 131.199 CH3-S-(CH2)2- 2.27 Phenylalanin eF, Phe 147.177 Phenyl-CH2- 3.91 Proline P, Pro 97.117 -N-(CH2)3-CH- 5.12 |_________| Serine S, Ser 87.078 HO-CH2- 7.34 Threonine T, Thr 101.105 CH3-CH(OH)- 5.96 Tryptophan W, Trp 186.213 Phenyl-NH-CH=C-CH2- 1.32 |_____________| Tyrosine Y, Tyr 163.176 4-OH-Phenyl-CH2- 3.25 Valine V, Val 99.133 CH3-CH(CH2)- 6.48

Aminoácidos Punto isoeléctrico pH en el punto isoeléctrico = pI = ½(pk1+pk2) Aspártico, glutámico, tirosina, p-hidroxifenilalanina, cisteina Dos grupos ácidos Tres pk pI = ½(pk1+pk2) Lisina, arginina Dos grupos amino k1 k2 k3

Aminoácidos Punto isoeléctrico pH en el punto isoeléctrico = pI = ½(pk1+pk2) Aspártico, glutámico, tirosina, p-hidroxifenilalanina, cisteina Dos grupos ácidos Tres pk pI = ½(pk1+pk2) Lisina, arginina Dos grupos amino pI = ½(pk2+pk3) k1 k2 k3

R =H Glicina R hidrófobo Alanina Símbolo: G, Gly Símbolo: A, Ala pK1=2,34 pK2=9,60 pI=5,97 pK1=2,34 pK2=9,69 pI=6,00 Abundancia: 7.49 Abundancia: 7.10

R polar (+) a pH=7 Arginina R polar Asparragina Símbolo: R, Arg Símbolo: N, Asn pK1=2,17 pK2=9,04 pK3=12,48 pI=10,76 pK1=2,02 pK2=8,80 pI=5,41 Abundancia: 4.53 Abundancia: 5.22

R polar (-) a pH=5 R polar (-) a pH=7 Ácido aspártico Cisteina Símbolo: D, Asp Símbolo: C, Cys pK1=1,88 pK2=3,65 pK3=9,60 pI=2,77 pK1=1,96 pK2=8,18 pK3=10,28 pI=5,07 Abundancia: 1.82 Abundancia: 5.22

R polar Glutamina R polar(-) a pH=7 Ácido glutámico Símbolo: Q, Gln Símbolo: E, Glu pK1=2,17 pK2=9,13 pI=5,65 pK1=2,19 pK2=4,25 pK3=9,67 pI=3,22 Abundancia: 6.26 Abundancia: 4.11

R polar (+) a pH=7 Histidina R hidrófobo Isoleucina Símbolo: I, Ile Símbolo: H, His pK1=1,82 pK2=6,00 pK3=9,17 pI=7,59 pK1=2,36 pK2=9,68 pI=6, Abundancia: 5.45 Abundancia: 2.23

R hidrófobo Leucina R polar (+) a pH=7 Lisina Símbolo: L, Leu Símbolo: K, Lys pK1=2,36 pK2=9,60 pI=5,98 pK1=2,18 pK2=8,95 pK3=10,53 pI=9,74 Abundancia: 5.82 Abundancia: 9,06

R hidrófobo Metionina R hidrófobo Fenil alanina Símbolo: M, Met Símbolo: eF, Phe pK1=2,28 pK2=9,21 pI=5,74 pK1=1,83 pK2=9,13 pI=5,48 Abundancia: 3,91 Abundancia: 2,27

R hidrófobo Prolina R polar Serina C H N H C O O H Símbolo: P, Pro Símbolo: S, Ser pK1=1,99 pK2=10,60 pI=6,30 pK1=2,21 pK2=9,15 pI=5,68 Abundancia: 5,12 Abundancia: 7,34

R polar Treonina R hidrófobo Triptofano Símbolo: T, Thr Símbolo: W, Trp pK1=2,09 pK2=9,10 pI=5,60 pK1=2,83 pK2=9,39 pI=5,89 Abundancia: 1.32 Abundancia: 5,96

R polar (-) a pH=5 Tirosina R hidrófobo Valina Símbolo: Y, Tyr Símbolo: V, Val pK1=2,20 pK2=9,11 pK3=10,07 pI=5,66 pK1=2,32 pK2=9,62 pI=5,96 Abundancia: 6.48 Abundancia: 3.25

Extracción de aminoácidos libres Extracción de aminoácidos libres Determinación de aminoácidos libres totales Separación de aminoácidos Técnicas espectroscópicas Identificación de aminoácidos Disolventes Disolventes Purificación Purificación

Extracción de aminoácidos libres Extracción de aminoácidos libres Determinación de aminoácidos libres totales Separación de aminoácidos Técnicas espectroscópicas Identificación de aminoácidos Método del N-formol Método del N-formol Método del ácido nitroso Método de la ninhidrina

Método del N-formol Para formar la imina y bloquear el grupo amino Desaparece el carácter anfótero del aminoácido y puede valorarse con NaOH y fenolftaleina. Este método de valoración de aminoácidos libres totales se emplea para valorarlos en piensos, hidrolizados de proteínas y líquidos biológicos

Extracción de aminoácidos libres Extracción de aminoácidos libres Determinación de aminoácidos libres totales Separación de aminoácidos Técnicas espectroscópicas Identificación de aminoácidos Método del N-formol Método del ácido nitroso Método de la ninhidrina

Método del ácido nitroso Con ácido nitroso los aminoácidos desprenden nitrógeno La medida del volumen de nitrógeno desprendido permite calcular la cantidad de aminoácidos totales.

Extracción de aminoácidos libres Extracción de aminoácidos libres Determinación de aminoácidos libres totales Separación de aminoácidos Técnicas espectroscópicas Identificación de aminoácidos Método del N-formol Método del ácido nitroso Método de la ninhidrina

Método de la ninhidrina Hidratode triceto hidrindeno Los aminoácidos dan color azul-violeta con la ninhidrina Cualquier aminoácido al reaccionar origina el mismo producto de reducción de la ninhidrina

Método de la ninhidrina Hidratode triceto hidrindeno Los aminoácidos dan color azul-violeta con la ninhidrina Cualquier aminoácido da el aducto azul violeta Cualquier aminoácido al reaccionar origina el mismo producto de reducción de la ninhidrina

Extracción de aminoácidos libres Extracción de aminoácidos libres Determinación de aminoácidos libres totales Separación de aminoácidos Técnicas espectroscópicas Identificación de aminoácidos G.L.C.-M.S. G.L.C.-M.S. H.P.L.C. H.P.L.C.-UV (I.R.) Otras Otras

Extracción de aminoácidos libres Extracción de aminoácidos libres Determinación de aminoácidos libres totales Separación de aminoácidos Técnicas espectroscópicas Identificación de aminoácidos R.M.N. R.M.N. O.R.D.-C.D. O.R.D.-C.D. Otras Otras

Suspensión del alcohol con HCl anhidro del aminoácido. El éster se aísla por cristalización como clorhidrato Ésteres metílicos y etílicos Ésteres bencílicos Formación de amidas Reacciones de los aminoácidos 90% Fenil alanina

Alcohol bencílico con bencenosulfonato o tosilato como catalizador. El agua se elimina por destilación azeotrópica Esteres metílicos y etílicos Esteres bencílicos Formación de amidas Reacciones de los aminoácidos Glicina 90%

Los esteres bencilicos como grupos protectores de fácil eliminación. Ésteres metílicos y etílicos Ésteres bencílicos Formación de amidas Reacciones de los aminoácidos

4ºC 2h Preferentemente en medio básico y con cloruros de ácido. Por ejemplo cloruro de benzoilo y sosa concentrada en agua. Ésteres metílicos y etílicos Ésteres bencílicos Formación de amidas Reacciones de los aminoácidos

100ºC 2h También por reacción con anhídrido acético Ésteres metílicos y etílicos Ésteres bencílicos Formación de amidas Reacciones de los aminoácidos 80% Histidina

Producción industrial Hidrólisis de proteínas Síntesis química Resolución de racematos Producción de aminoácidos Síntesis microbiológica o enzimática Ácido glutámico -350.000 ton/año Otros entre 50 y 500 ton/año Metionina -120.000 ton/año Lisina -35.000 ton/año

Producción industrial Precios en 1983en $ por 100g Aminoácido L D Racemato Alanina 14.00 91.00 3.00 valina 13.25 89.00 5.00 leucina 8.25 160.00 5.25 isoleucina 28.00 7500.00 18.00* metionina 7.25 65.00 1.40 prolina 17.00 1430.00 168.00 fenilalanina 13.50 76.00 12.75 triptófano 22.00 62.00 15.00 serina 22.00 100.00 8.75 Treonina 29.00 100.00 20.00 cisteina 15.00 1840.00* 210.00* tirosina 7.90 510.00 44.80 asparragina 6.00 33.50 6.00 glutamina 6.50 710.00 - Ac aspártico 2.95 47.00 2.85 Ac glutámico 1.25 110.00 7.00 Lisina 2.85 460.00 9.90 Arginina 6.00 690.00 90.00 Histidina 12.00 250.00 30.00

Producción industrial Hidrólisis de proteínas Síntesis química Resolución de racematos Producción de aminoácidos Síntesis microbiológica o enzimática Poca importancia económica por difícil separación Hasta años 50 glutámico por hidrólisis del gluten Hoy mezclas de hidrolizados (poco importantes)

Producción industrial Hidrólisis de proteínas Síntesis química Resolución de racematos Producción de aminoácidos Síntesis microbiológica o enzimática Aminación de a-halo ácidos Aminación de a-halo ácidos Acido L-glutámico L-lisina Vía síntesis de Gabriel L-metionina Via síntesis de Strecker

Aminación de a-halo ácidos Hell-Volhard-Zelinsky 25ºC 4 dias Es la forma más inmediata de introducir un grupo amino en a a un ácido carboxílico 80% Rendimientos relativamente bajos Válido para: glicina, alanina, serina, treonina, valina, leucina, nor leucina. 56%

Producción industrial Hidrólisis de proteínas Síntesis química Resolución de racematos Producción de aminoácidos Síntesis microbiológica o enzimática Aminación de a-halo ácidos Aminación de a-halo ácidos Acido L-glutámico L-lisina Vía síntesis de Gabriel L-metionina Via síntesis de Strecker

Vía síntesis de Gabriel 2-bromomalonato de dietilo con ftalimida potásica 85%

Vía síntesis de Gabriel 2-bromomalonato de dietilo con ftalimida potásica Válido para muchos aminoácidos. Glicina (R=H)85%

Producción industrial Hidrólisis de proteínas Síntesis química Resolución de racematos Producción de aminoácidos Síntesis microbiológica o enzimática Aminación de a-halo ácidos Aminación de a-halo ácidos Acido L-glutámico L-lisina Vía síntesis de Gabriel L-metionina Vía síntesis de Strecker

Via síntesis de Strecker Aldehídos y cianuro en presencia de amoniaco Alanina (R=H)55%

Síntesis del ácido L-glutámico Hidroformilación de acrilonitrilo y síntesis de Strecker El ácido glutámico es el principal ingrediente de las “pastillas de caldo” y de sopas en polvo. Tiene sabor a carne y se dice que refuerza el sabor de los otros ingredientes

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