Aminoácidos y Niveles de Organización Proteica

Introducción a los Aminoácidos

Los aminoácidos son compuestos orgánicos que contienen grupos amino (-NH₂) y carboxilo (-COOH); por lo tanto, poseen propiedades ácidas y básicas. En la naturaleza se encuentran solo una veintena de aminoácidos. De los 22 o más aminoácidos encontrados en proteínas, casi todos son α-aminoácidos, es decir, el grupo amino se encuentra unido al carbono α.

En general, son fácilmente solubles en medio acuoso, pero solo ligeramente solubles o insolubles en solventes orgánicos. En solución neutra, los aminoácidos existen como iones doblemente cargados, conocidos como Zwitteriones, y no como moléculas no ionizadas.

Composición y Niveles Estructurales de las Proteínas

Las proteínas están constituidas por unidades básicas denominadas aminoácidos. Estos se encuentran unidos en la proteína por enlaces peptídicos (-CO-NH-), que se forman por condensación del α-COOH de un aminoácido con el α-NH₂ de otro.

La organización de una proteína viene definida por cuatro niveles estructurales:

• Estructura primaria: Es la secuencia de aminoácidos en forma de cadena.
• Estructura secundaria: Es la disposición espacial estable que adquieren los aminoácidos a medida que se enlazan durante la síntesis, gracias a la capacidad de giro de sus enlaces. Existen dos tipos:
  • Alfa hélice
  • Beta plegada
  En estas estructuras participan uniones del tipo puentes de hidrógeno. Presentan esta estructura secundaria la queratina o la fibroína de la seda.
• Estructura terciaria: La disposición del polipéptido tiene una conformación globular. Esta conformación facilita la solubilidad en agua y permite realizar funciones de transporte, enzimáticas, hormonales, etc. Se mantiene estable gracias a enlaces entre los radicales R:
  1. Puente disulfuro (entre radicales con azufre).
  2. Puentes de hidrógeno.
  3. Puentes eléctricos.
  4. Interacciones hidrofóbicas.
• Estructura cuaternaria: Es la unión, mediante enlaces débiles (no covalentes), de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria para formar un complejo proteico. El número de estas cadenas varía (ej. hexoquinasa con dos, hemoglobina con cuatro, o la cápside del virus de la poliomielitis con 60 unidades).

Desnaturalización y Coagulación

El proceso por el cual el ordenamiento espacial de una proteína cambia de la estructura ordenada de la molécula nativa a una configuración tridimensional más desordenada se denomina desnaturalización. Esta puede ser reversible o irreversible, provoca que la proteína se vuelva menos soluble en solución acuosa y pierda su actividad biológica.

Causas de la desnaturalización

• Físicas: Calor, presión, congelamiento, rayos X, rayos U.V., ultrasonido.
• Químicas: Cambios de pH, solventes orgánicos.
• Biológicas: Enzimas proteolíticas.

Las proteínas desnaturalizadas tienden a formar agregados de moléculas y precipitar; esto se conoce con el nombre de coagulación.