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Estructura de las Proteínas: Un Análisis Detallado, Study Guides, Projects, Research of Biochemistry

Este documento proporciona una descripción detallada de la estructura de las proteínas, desde el nivel primario hasta el cuaternario. Se explican los diferentes tipos de enlaces y fuerzas que mantienen la estructura de las proteínas, así como los factores que pueden afectar su estabilidad. También se incluyen ejemplos de proteínas importantes, como la mioglobina y la hemoglobina, y se analiza la importancia de la estructura tridimensional para la función de las proteínas.

Typology: Study Guides, Projects, Research

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ProteÌnas
En casi todos los procesos que ocurren en las cÈlulas est·n presentes las proteÌ-
nas (del griego proteos, que significa primero o m·s importante).
Entre las macromolÈculas, el ·cido desoxirribonucleico (ADN) es la me-
moria que contiene la informaciÛn genÈtica, y los ·cidos ribonucleicos (ARN)
son las decodificadoras, ya que son capaces de convertir la informaciÛn alma-
cenada en el genoma en la informaciÛn secuencial de las proteÌnas, que les
permite adquirir su estructura tridimensional funcional. Las proteÌnas son las
macromolÈculas ejecutoras.
Existen miles de proteÌnas diferentes, cada una con funciÛn especÌfica.
Una determinada estructura permite una funciÛn determinada y las proteÌnas
son un ejemplo sobresaliente; por ello se vuelve importante e imprescindible
el estudio de la estructura de las proteÌnas, lo que permite comprender su
diversidad funcional, la relaciÛn estructura-funciÛn y sus propiedades m·s
relevantes.
PÈptidos y proteÌnas
La polimerizaciÛn de los L-α- amino·cidos unidos por enlace peptÌdico,
origina los pÈptidos y las proteÌnas, en dependencia de que su peso molecular
sea menor o mayor de 5000 D.
Cada amino·cido que forma parte de una cadena peptÌdica se le denomi-
na residuo, pues ha perdido un ·tomo de hidrÛgeno de su grupo amino y una
porciÛn hidroxilo de su grupo carboxilo, o uno de los dos, si ocupan los extre-
mos de la cadena.
Los pÈptidos pueden clasificarse de acuerdo con el n˙mero de amino·cidos
constituyentes en: dipÈptidos, si contienen dos; tripÈptidos, si contienen tres;
tetrapÈptidos, si contienen cuatro; y asÌ sucesivamente, o en general denomi-
narse polipÈptidos cuando est·n integrados por m·s de 7 residuos de
amino·cidos.
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ProteÌnas

E

n casi todos los procesos que ocurren en las cÈlulas est·n presentes las proteÌ- nas (del griego proteos , que significa primero o m·s importante). Entre las macromolÈculas, el ·cido desoxirribonucleico (ADN) es la me- moria que contiene la informaciÛn genÈtica, y los ·cidos ribonucleicos (ARN) son las decodificadoras, ya que son capaces de convertir la informaciÛn alma- cenada en el genoma en la informaciÛn secuencial de las proteÌnas, que les permite adquirir su estructura tridimensional funcional. Las proteÌnas son las macromolÈculas ejecutoras. Existen miles de proteÌnas diferentes, cada una con funciÛn especÌfica. Una determinada estructura permite una funciÛn determinada y las proteÌnas son un ejemplo sobresaliente; por ello se vuelve importante e imprescindible el estudio de la estructura de las proteÌnas, lo que permite comprender su diversidad funcional, la relaciÛn estructura-funciÛn y sus propiedades m·s relevantes.

PÈptidos y proteÌnas

La polimerizaciÛn de los L-α- amino·cidos unidos por enlace peptÌdico, origina los pÈptidos y las proteÌnas, en dependencia de que su peso molecular sea menor o mayor de 5000 D. Cada amino·cido que forma parte de una cadena peptÌdica se le denomi- na residuo, pues ha perdido un ·tomo de hidrÛgeno de su grupo amino y una porciÛn hidroxilo de su grupo carboxilo, o uno de los dos, si ocupan los extre- mos de la cadena. Los pÈptidos pueden clasificarse de acuerdo con el n˙mero de amino·cidos constituyentes en: dipÈptidos, si contienen dos; tripÈptidos, si contienen tres; tetrapÈptidos, si contienen cuatro; y asÌ sucesivamente, o en general denomi- narse polipÈptidos cuando est·n integrados por m·s de 7 residuos de amino·cidos.

58 BioquÌmica Humana

Estructura de los pÈptidos.

Si se analiza el tripÈptido constituido por glut·mico, glicina y serina, se observa que est· formado por tres residuos aminoacÌdicos y dos enla- ces peptÌdicos.

Por convenio las estructuras peptÌdicas se escriben con el residuo que posee el grupo α-amino libre a la izquierda y con el residuo con el grupo α-carboxilo libre a la derecha.

Importancia biomÈdica

Muchas hormonas son polipÈptidos, por ejemplo el glucagÛn, constituido por 29 amino·cidos (Fig. 5.1), cuya funciÛn es propi- ciar la movilizaciÛn de los almacenes de glucÛgeno hep·tico y de triacilgliceroles del tejido adiposo en los perÌodos interalimentarios, o de ayuno fisiolÛgico, lo que nos permite disponer de energÌa para realizar todas las funciones inherentes a la vida. Otro ejemplo es el tripÈptido glutatiÛn (Fig. 5.2), que interviene en la formaciÛn de los puentes disulfuro que requieren la estructura de nume- rosas hormonas proteÌnicas y polipeptÌdicas; tambiÈn participa en los mecanismos de defensa contra el estrÈs oxidativo.

Fig. 5.1. Secuencia de amino·cidos de la hormona polipeptÌdica glucagÛn_._

Fig. 5.2. a) Estructura del tripÈptido glutatiÛn (forma reducida). b) Forma abreviada del glutatiÛn oxidado y reducido.

a)

b)

60 BioquÌmica Humana

hÈlice. Estas interacciones unen cada espira alternativamente con la que est· ubica- da por debajo y por arriba. Formando parte de las invariantes de esta estructura regular est· la de poseer 3,6 residuos de amino·cidos por vuelta, el arrollamiento es hacia la derecha, (Fig. 5.4) y las distancias entre las espiras es de 54 nm. La estabilidad de este nivel radica en los puentes de hidrÛgenos establecidos, que unen las espiras entre sÌ, y que las cadenas laterales de los residuos aminoacÌdicos se proyectan hacia afuera de la hÈlice.

ConformaciÛn βββββ La hoja plegada se constituye entre varias cadenas polipeptÌdicas paralelas (Fig. 5.5) estabilizadas por puentes de hidrÛgeno entre el oxÌgeno carbonÌlico y el nitrÛgeno amÌdico. Estas interacciones unen cada cadena polipeptÌdica alternati- vamente con la que est· ubicada a su derecha y a su izquierda. Las cadenas latera- les de los residuos de amino·cidos se proyectan por encima y por debajo del plano de la hoja plegada, contribuyendo a estabilizar esta conformaciÛn.

Fig. 5.4. Modelo de la estructura en α-hÈlice de las proteÌnas. Se observan los puentes de H entre el C = O del residuo N y el N-H del residuo n + 4.

Fig. 5.5. Sector de una cadena polipeptÌdica en hoja plegada. Se observa la disposiciÛn en zig-zag de las cadenas polipeptÌdicas..Las cadenas laterales de los residuos de amino·cidos (en azul claro) se proyectan por encima y por debajo del plano que contiene los ejes covalentes.

Cuando las cadenas polipeptÌdicas adyacentes comienzan con terminales diferentes, o sean poseen sentidos opuestos, se denominan hojas plegadas antiparalelas (Fig. 5.6) si po- seen el mismo sentido, se denominan hojas plegadas paralelas (Fig. 5.7).

Fig. 5.6. Hoja plegada antiparalela. Las cadenas adyacentes corren en sentido contrario. Los puentes de hidrÛgeno se establecen de forma perpendicular al eje longitudinal de cada cadena.

Fig. 5.7. Hoja plegada paralela. Las cadenas corren en el mismo sentido. Los puentes de hidrÛgeno se establecen en direcciÛn obli- cua al eje longitudinal de la cadena.

CapÌtulo 5. ProteÌnas 61

TambiÈn existe la hoja plegada, cuando debido a la secuencia de sus amino·cidos una cadena gira (Fig. 5.8) y se enfrentan sectores de la misma cadena (Fig. 5.9).

Fig. 5.8. Estructura del codo o giro β. Se observa el giro cerrado de aproximadamente 180, en el est·n involucrados 4 residuos de amino·cidos; queda estabilizado por puentes de hidrÛgeno entre el oxÌgeno carbonÌlico del primer residuo y el hidrÛgeno amÌdico del cuarto.

Fig. 5.9. El giro β. Este conecta a secto- res antiparalelos de la misma cadena.

Sectores no regulares

Existen sectores donde no pueden establecerse estructuras regulares, porque presen- tan secuencias de amino·cidos que poseen cadenas laterales muy voluminosas, o con grupos que poseen carga elÈctrica a pH fisiolÛgico o contienen al amino·cido prolina, que por ser cÌclico no puede establecer puentes de hidrÛgeno, estos sectores son denominados de enrollamiento al azar.

Nivel terciario

El nivel terciario en las proteÌnas globulares se establece por el plegamiento de la cadena polipeptÌdica, lo que ocasiona que se acerquen residuos de amino·cidos que est·n alejados en los niveles primario y secundario. Este nivel queda estabilizado por interacciones dÈbiles y por el enlace covalente por puente disulfuro, seg˙n la identidad de los amino·cidos cuyas cadenas laterales se enfren- ten (Fig. 5.10). Si se enfrentan los grupos sulfidrilos de dos cisteÌnas se forma el puente disulfuro, si son uno ·cido (-) con otro b·sico (+) se establecer· una uniÛn salina o electrost·tica o iÛnica; si son dos apolares la uniÛn ser· hidrofÛbica; si son dos grupos hidroxilados o uno hidroxilado y el otro ·cido o b·sico ser· el puente de hidrÛgeno y si son anillos arom·ticos se establecer·n las fuerzas de van der Waals del tipo de apilamiento o ì stacking î. El nivel terciario de las proteÌnas globulares comprende el plegamiento de regiones entre las α-hÈlices, las hojas plegadas β (Fig. 5.11), asÌ como las combinaciones o moti- vos de estas caracterÌsticas secundarias formando estructuras compactas o dominios.

CapÌtulo 5. ProteÌnas 63

Fig. 5.12. a) Estructura terciaria del citocromo C. El haz de 4 hÈlices adopta una ligera inclinaciÛn que da lugar a un bolsillo interior que contiene el sitio de fijaciÛn del grupo hemo, esencial para su funciÛn, pues es por el hierro hemÌnico por donde transporta electrones. b) Estructura terciaria de la quimotripsina. Se puede observar el predominio de conformaciÛn β respec- to a la hÈlice α.

a) b)

Nivel cuaternario

Se denomina nivel cuaternario al nivel estructural de las proteÌnas constituido por dos o m·s cadenas polipeptÌdicas, idÈnticas o diferentes en su estructura, generalmente en n˙mero par, unidas por interacciones no covalentes y en ocasiones por puentes disulfuro. Cada una de estas cadenas polipeptÌdicas reciben indistintamente los nombres de monÛmeros o subunidades, y el conjunto forma la proteÌna oligomÈrica.

RelaciÛn estructura-funciÛn

La estructura covalente de las proteÌnas posee un car·cter informacional secuencial, que determina la estructura tridimensional biolÛgicamente activa, terciaria o cuaternaria seg˙n la proteÌna. La funciÛn se ejerce mediante el reconocimiento molecular, el cual se establece en virtud de la disposiciÛn espacial de las cadenas laterales de determinados residuos de amino·cidos; debido a esto, la estructura terciaria o cuaternaria posee un car·cter informacional conformacional, que permite el funcionamiento de la proteÌna. El plegamiento de una proteÌna hasta adquirir su estructura tridimensional biolÛgicamente activa no es un proceso al azar, la din·mica del plegamiento puede ocurrir siguiendo el orden de los niveles estructurales descritos o irse formando alterna- tivamente las estructuras secundarias y terciarias (Fig. 5.13). El plegamiento espont·neo y correcto no se cumple en todas las proteÌnas. Existen proteÌnas que para alcanzar su estructura tridimensional funcional depen- den de otras proteÌnas denominadas ì chaperonas î (Fig. 5.14) o fijadoras de cadenas polipeptÌdicas que las asisten durante el proceso de plegamiento.

que interviene en la digestiÛn de las proteÌnas, contiene un 14 % de residuos en α-hÈlice y 45 % de residuos en conformaciÛn α.

Fig. 5.13. Din·mica del plegamien- to. Una posible vÌa serÌa la forma- ciÛn alternativa de los niveles se- cundario y terciario. a) Se forma un n˙cleo estable b) y c) Alrede- dor de un n˙cleo se van definiendo de forma alterna las otras regiones, primero sus estructuras secundarias y despuÈs las terciarias. d) Queda estructurado el nivel terciario.

64 BioquÌmica Humana

Fig. 5.14. Las proteÌnas ìchaperonasî. a) Las pequeÒas previenen el plegamiento prematuro, se unen a las proteÌnas en cre- cimiento. b) Las proteÌnas ìchaperonasî grandes act˙an como guÌas en el plega- miento de las proteÌnas.

Fig. 5.15. Estructura tridimensional fun- cional de la Mioglobina. El grupo hemo aparece en rojo.

La mioglobina es un ejemplo de proteÌna cuyo nivel funcional es el terciario (Fig. 5.15). La informaciÛn secuencial de sus 153 L-α-amino·cidos permite que en su estructura secundaria existan 8 sectores en α-hÈlice (80 %). Al plegarse la molÈcula por los sectores irregulares se acercan los 8 segmentos de α-hÈlice, aproxim·ndose residuos de amino·cidos que antes estaban distantes, con lo cual sus cadenas laterales pueden interaccionar. Hacia el interior de esta proteÌna se disponen los que poseen cadena lateral apolar interaccionando mediante uniones hidrofÛbicas; este denso n˙cleo hidrofÛbico es caracterÌstico de las proteÌnas que poseen forma espacial globular o esfÈrica. Como el ì empaquetamiento î es muy compacto, las cadenas laterales apolares est·n muy cercanas y las fuerzas de Van der Waals que se establecen potencian significativamente la acciÛn estabilizante de las uniones hidrofÛbicas. Casi todas las cadenas laterales de residuos de amino·cidos polares se encuentran en la superficie externa de la molÈcula.

Con la uniÛn del grupo hemo, adquiere su conformaciÛn nativa, que es la que tiene actividad biolÛgica. Es el ·tomo de hierro ferroso hemÌnico (Fe 2+) el que le confiere a la mioglobina del tejido muscular rojo su capacidad de almacenar oxÌgeno. Durante el ejercicio fÌsico extenuante la presiÛn de oxÌgeno (pO 2 ) del m˙sculo puede caer de 20 a 5 mm de Hg y a esta presiÛn es donde la mioglobina cede con facilidad el oxÌgeno que es utilizado en las mitocondrias musculares para la sÌntesis del ATP requerido durante la contracciÛn muscular.

66 BioquÌmica Humana

La estructura cuaternaria de la hemoglobina desoxigenada (T) es la de baja afini- dad por el oxÌgeno y la de la hemoglobina oxigenada (R) es la de alta afinidad. El ·cido 2,3- bisfosfoglicÈrico (Fig. 5.18) es un ligando o efector alostÈrico que se une a la hemoglobina desoxigenada por la cavidad central que est· formada por residuos de las 4 subunidades (Fig. 5.19).

Fig. 5.19. Sitio de uniÛn del ·cido 2,3 bisfosfoglicÈrico a la desoxihemoglobina humana. El ·cido 2, bisfosfoglicÈrico interact˙a con tres grupos de carga positi- va en cada cadena beta (amino-N terminal de valina, ε- amino de la lisina y el imidazol de la histidina), que solo se proyectan hacia la cavidad central a la distancia adecuada cuando la hemoglobina est· en su forma T.

Fig. 5.20. Estructura de la triple hÈlice o tropocol·gena. La secuencia de amino- ·cidos de cada hÈlice permite el compac- to enrollamiento de las 3 hÈlices, lo que otorga a esta proteÌna su elevada resis- tencia a la tensiÛn.

Fig. 5.18. Estructura del ·cido 2, 3 bisfosfoglicÈrico (BPG). Este compuesto se forma a partir del 1, bisfosfoglicÈrico, intermediario de la vÌa glicolÌtica del eritrocito. En los tejidos perifÈricos su produc- ciÛn, catalizada por la bisfosfoglicero mutasa, es inversamente proporcional a las concentraciones de oxÌgeno.

La cavidad central es de tamaÒo suficiente para el ·cido 2,3- bisfosfoglicÈrico solo cuando la hemoglobina est· en su forma T o desoxigenada, su uniÛn provoca que aumente la transiciÛn de R a T. El oxÌgeno liberado en los tejidos aerÛbicos es utilizado como agente oxidante final de la cadena transportadora de electrones du- rante la respiraciÛn celular. La liberaciÛn de oxÌgeno desde la oxihemoglobina o forma R a los tejidos se acompaÒa de captaciÛn de protones debido a la disminuciÛn del valor del pKa de un residuo de histidina. La hemoglobina tambiÈn tiene la funciÛn de transporte parcial de diÛxido de carbono (CO 2 ) y protones desde los tejidos al pulmÛn. Adem·s parece liberar en los tejidos extrapulmonares Ûxido nÌtrico (ON), que contribuye a modular la presiÛn y el flujo sanguÌneo. Como ejemplo de proteÌna fibrosa se tiene la proteÌna col·gena, cuya unidad fundamental es la tropocol·gena o triple hÈlice (Fig. 5.20). La estructura primaria de cada cadena de la triple hÈlice tiene una secuencia de amino·cidos que equivale a la repeticiÛn de un tripÈptido del tipo gli-X-pro o gli-X- hip, donde X puede ser cualquier amino·cido.Tiene en su composiciÛn 35 % de glicina, 11 % de alanina y 21 % de prolina e hidroxiprolina. La estructura secunda- ria est· formada por tres hÈlices izquierdas que se entrelazan a la derecha, por lo que cada tercer residuo de cada cadena polipeptÌdica pasa a travÈs del centro de la triple hÈlice, que es tan apretado, que solo la cadena lateral (-H) de los residuos de glicina ajusta en este espacio tan pequeÒo. Los residuos de prolina e hidroxiprolina volumi- nosos y relativamente inflexibles confieren rigidez a todo este ensamblaje. En los mamÌferos, alrededor de 25 % del total de sus proteÌnas es col·gena. …sta en los tendones forma estructuras muy asimÈtricas de fuerza tensil elevada; la cut·- nea forma fibras flexibles entretejidas en forma laxa; los dientes y los huesos en sus regiones duras poseen col·gena que contiene un polÌmero de fosfato de calcio (hidroxiapatita) y la de la cÛrnea ocular es transparente.

CapÌtulo 5. ProteÌnas 67

Fig. 5.21. Esquema de la estructura activa, e inactivada por desnatura- lizaciÛn de la ribonucleasa bovina. Cuando se trata la ribonucleasa con β mercaptoetanol (SHCH 2 CH 2 OH) en urea 8M se reducen los puentes disulfuro, se rompen las interacciones dÈbiles pierde su estructura terciaria y por ello, su actividad enzim·tica. Aparecen en el mismo color los resi- duos de cisteÌna involucrados en los puentes disulfuro.

Propiedades de las proteÌnas

DesnaturalizaciÛn

Se conoce como desnaturalizaciÛn, la pÈrdida de las estructuras de orden superior de la proteÌna y por tanto su funciÛn. Los agentes fÌsicos o quÌmicos que ocasionan la ruptura de interacciones no covalentes y la de los puentes disulfuro si est·n presentes, se denominan agentes desnaturalizantes. La desnaturalizaciÛn no incluye la pÈrdida del nivel primario, este solo se pierde por hidrÛlisis de los enlaces peptÌdicos, el polÌmero deja de existir y los amino·cidos quedan libres en el medio. La ribonucleasa es una proteÌna enzim·tica que interviene en la digestiÛn de los ·ci- dos ribonucleicos, su estructura primaria est· formada por 124 residuos de amino·cidos de los cuales 26 % forman α-hÈlice y 35 % conformaciÛn β. Su estructura funcional es terciaria y posee 4 puentes disulfuro. Cuando se trata la ribonucleasa con β-mercaptoetanol en urea 8M, pierde su activi- dad enzim·tica (Fig. 5.21), por pÈrdida del sitio de reconocimiento, que en las proteÌnas enzim·ticas se denomina centro activo, al ser desnaturalizada porque el α-mercaptoetanol reduce los puentes disulfuros y la urea act˙a fundamentalmente destruyendo las uniones hidrofÛbicas que estabilizan el n˙cleo de esta proteÌna globular.

En este caso la desnaturalizaciÛn puede ser reversible (Fig. 5.22), pues cuando ambas molÈculas se eliminan por di·lisis, poco a poco se establecen las interacciones dÈbiles y los puentes disulfuro. Al quedar restablecida la estructura terciaria nativa vuelve a ser funcional, denomin·ndose a este proceso renaturalizaciÛn

Fig. 5.22. RenaturalizaciÛn de la ribonucleasa. Cuando se eliminan por di·lisis la urea y el β mercaptoetanol, poco a poco se establecen de nuevo las interacciones dÈbiles y los puen- tes disulfuro, (estos ˙ltimos son oxi- dados por el O 2 presente en el aire atmosfÈrico), se recupera la estruc- tura nativa con ello la actividad de la enzima.

CapÌtulo 5. ProteÌnas 69

Fig. 5.24. VisualizaciÛn de las pro- teÌnas despuÈs de una corrida electroforÈtica. Las proteÌnas m·s pequeÒas se sit˙an cerca del extre- mo inferior del gel.

La corrida se realiza a un pH determinado y durante el tiempo suficiente, que permita que las diferencias por desplazamiento se manifiesten. Al terminar la electroforesis, en el caso de proteÌnas que no poseen color natural, se visualizan cuando se aÒade un colorante como el azul de Coomassie, que no se fija al gel, pero sÌ a las proteÌnas (Fig. 5.24).

Resumen

Fig. 5.23. Electroforesis. Las pro- teÌnas se trasladan a travÈz del gel cuando se conecta el campo elÈc- trico.

La importancia de las proteÌnas es relevante, pues no existe una funciÛn que el ser humano sea capaz de realizar donde no estÈn presentes.

Veinte L- ααααα -amino·cidos diferentes est·n presentes en los pÈptidos y proteÌnas, en cantidades variables y en un orden especÌfico, aportando informaciÛn secuencial.

La polimerizaciÛn de los amino·cidos mediante enlace peptÌdico determina la es- tructura primaria donde en el eje covalente se alternan el carbono ααααα y el grupo peptÌdico, siendo sus terminales el ααααα -amino del primer residuo aminoacÌdico y el ααααα - carboxilo del ˙ltimo. Las cadenas laterales de los residuos de los amino·cidos que- dan por fuera del eje covalente, contribuyendo a la estabilidad del polÌmero.

La estructura secundaria tiene 2 formas regulares principales: la ααααα -hÈlice y la hoja plegada βββββ , estabilizada por puentes de hidrÛgeno que se establecen entre los elemen- tos del grupo peptÌdico. La ααααα -hÈlice presenta giro derecho, 3,6 residuos de amino·cidos por espira, y los puentes de hidrÛgeno unen las espiras entre sÌ. En la conformaciÛn βββββ las cadenas polipeptÌdicas se disponen en forma paralela o antiparalela, los puen- tes de hidrÛgeno son intercatenarios o intracatenarios si se establecen entre sectores diferentes de la misma cadena.

La estructura terciaria se debe al plegamiento de la o las estructuras secundarias, general- mente en forma de dominios. Se encuentra estabilizada por interacciones no covalentes: uniones iÛnicas, puentes de hidrÛgeno, uniones hidrofÛbicas y fuerzas de Van der Waals, que se producen por la interacciÛn de las cadenas laterales de los residuos aminoacÌdicos que se han aproximado. En determinadas proteÌnas ayudan a esta estabilizaciÛn el enlace covalente por puente disulfuro. En muchas proteÌnas globulares existe una estructura transicional antes de la terciaria, denominado superenrollamiento secundario.

La estructura cuaternaria est· integrada por 2 o m·s cadenas polipeptÌdicas idÈnti- cas o diferentes en estructura, generalmente en n˙mero par, unidas por interacciones

70 BioquÌmica Humana

no covalentes y en ocasiones por puentes disulfuro. Seg˙n la proteÌna el nivel tercia- rio o el cuaternario es el funcional.

Si el establecimiento de la estructura funcional de las proteÌnas depende de su se- cuencia de amino·cidos, existe una relaciÛn composiciÛn-secuencia-conformaciÛn. La informaciÛn conformacional permite el reconocimiento molecular.

Las proteÌnas alostÈricas poseen sitios por donde se une el ligando especÌficamente. La uniÛn produce una transconformaciÛn en la proteÌna, hacia la forma de mayor o menor afinidad por determinada molÈcula, que influye de una forma determinante en su funciÛn.

La desnaturalizaciÛn se produce por exposiciÛn de las proteÌnas ante agentes fÌsicos o quÌmicos que provocan la ruptura de las interacciones dÈbiles, incluso los puentes covalentes disulfuro, se pierde la estructura nativa, y de esta forma el sitio de reco- nocimiento y como consecuencia la funciÛn.

La pÈrdida de la estructura primaria no es por desnaturalizaciÛn, sino por hidrÛlisis, con lo cual la proteÌna deja de existir.

Las propiedades fÌsico-quÌmicas dependen de su gran tamaÒo y de la presencia de grupos ionizables. Su aplicaciÛn en medicina permite establecer en determinadas ocasiones el diagnÛstico certero y tambiÈn obtener proteÌnas purificadas de amplio uso en diferentes tratamientos clÌnicos.

Ejercicios

  1. Argumente si dos proteÌnas que poseen el mismo n˙mero de amino·cidos y la misma composiciÛn ser·n siempre iguales.
  2. Establezca las semejanzas y las diferencias entre las estructuras secundarias principales.
  3. Justifique por quÈ cuando los puentes de hidrÛgeno se establecen entre elementos constantes del eje monÛtono covalente se generan form·s regulares.
  4. Analice si un sector de cadena polipeptÌdica donde en su secuencia predominan los residuos aminoacÌdicos ·cidos y b·sicos pudiera formar una α-hÈlice.
  5. Como los elementos del enlace peptÌdico est·n en posiciÛn ìtransî. Especifique cÛmo esto contribuye a la estabilidad de la α-hÈlice y de la hoja plegada β.
  6. Explique por quÈ cuando se establecen interacciones entre elementos de la zona varia- ble, la estructura tridimensional de la proteÌna es irregular y ˙nica.
  7. Justifique la afirmaciÛn siguiente: ìlas interacciones dÈbiles que estabilizan las estruc- turas de orden superior, permiten la transconformaciÛnî.
  8. Argumente las condiciones que deben de cumplirse para que las proteÌnas puedan presentar puentes disulfuro en su nivel terciario.
  9. Analice la relaciÛn estructura-funciÛn que posibilita que sea la hemoglobina la que pueda ceder oxÌgeno a todos los tejidos aerÛbicos y la mioglobina no.
  10. Explique por quÈ mecanismo pueden desnaturalizar a las proteÌnas los agentes si- guientes: urea, ·cido clorhÌdrico, temperatura a 60C y el β-mercaptoetanol.
  11. Justifique la afirmaciÛn siguiente: ìLas proteÌnas con una composiciÛn rica en el amino·cido histidina poseen la mayor capacidad buffer o tampÛn a pH fisiolÛgicoî.
  12. Fundamente la afirmaciÛn siguiente: ìCuando se suprimen los agentes desnaturalizantes del medio, no siempre las proteÌnas vuelven a recobrar su estado nativo activo por renaturalizaciÛn espont·neaî.