Aminoácidos y Proteínas: Propiedades, Clasificación y Enlace Peptídico

Aminoácidos: Componentes Fundamentales de las Proteínas

Composición y Estructura

Los aminoácidos son compuestos orgánicos que contienen carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N). Algunos también contienen azufre (S). Se caracterizan por tener un grupo carboxilo (-COOH) y un grupo amino (-NH₂). El grupo amino está unido al mismo carbono que el grupo carboxilo, conocido como carbono alfa. Los otros dos enlaces de este carbono se unen a un átomo de hidrógeno (H) y a un grupo variable denominado radical (R). Los aminoácidos son los monómeros que constituyen las proteínas, que son polímeros o macromoléculas. Poseen baja masa molecular, son sólidos, cristalinos, solubles en agua, tienen un punto de fusión elevado y presentan actividad óptica.

Clasificación y Ejemplos

Existen 20 aminoácidos primarios distintos, según la naturaleza del grupo R. Se designan comúnmente con las tres primeras letras de sus nombres en inglés. Por ejemplo:

• Ala (Alanina)
• Val (Valina)
• Leu (Leucina)
• Ile (Isoleucina)
• Gly (Glicina)
• Cys (Cisteína)

Los aminoácidos esenciales son aquellos que no pueden ser sintetizados por el organismo y deben ser ingeridos necesariamente con la dieta. En los seres humanos, hay 8 aminoácidos esenciales. Los aminoácidos pueden presentar dos configuraciones estereoisoméricas: configuración D y L.

Clasificación según la Polaridad del Grupo R

• Aminoácidos no polares
• Aminoácidos polares sin carga
• Aminoácidos polares con carga

Comportamiento Químico

Los aminoácidos se comportan como ácidos y como bases, lo que se denomina comportamiento anfótero. Esto se debe a que el grupo carboxilo puede liberar protones (H⁺), mientras que el grupo amino puede captar protones. Se origina así una forma iónica dipolar. Debido a esta propiedad, los aminoácidos actúan como amortiguadores o tampones, ayudando a mantener constante el pH del medio.

El Enlace Peptídico

El enlace peptídico es un enlace covalente que se establece entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del siguiente, con la liberación de una molécula de agua. En la disposición espacial, los átomos del grupo carboxilo y el grupo amino se sitúan en el mismo plano, con distancias y ángulos fijos. Además, el enlace peptídico presenta una cierta rigidez que inmoviliza en el plano los átomos que lo forman.

• Cuando se unen dos aminoácidos, se forma un dipéptido.
• Si se unen tres, se forma un tripéptido.
• Si la cadena tiene menos de 10 aminoácidos, se denomina oligopéptido.
• Si la cadena tiene más de 10 aminoácidos, se denomina polipéptido.

Propiedades de las Proteínas

Solubilidad

La solubilidad de las proteínas se debe a la elevada proporción de aminoácidos con radicales polares, especialmente si tienen carga. Estos radicales establecen enlaces de hidrógeno con las moléculas de agua, quedando cada radical recubierto por una capa de moléculas de agua. Esto impide que las moléculas proteicas se unan entre sí y precipiten. Los cambios de pH influyen en la solubilidad de las proteínas.

Desnaturalización

La desnaturalización es la pérdida de la estructura terciaria y cuaternaria, y a veces de la secundaria, debido a la rotura de los enlaces que las mantienen. Puede ser causada por cambios en el pH, variaciones de temperatura, entre otros factores. Cuando una proteína se desnaturaliza, adopta una conformación filamentosa y precipita, perdiendo sus funciones enzimáticas, transportadoras u hormonales. Como la desnaturalización no afecta a los enlaces peptídicos, algunas proteínas pueden renaturalizarse si se restablecen las condiciones normales.

Especificidad

Las proteínas que interactúan con otras moléculas presentan una estructura tridimensional específica y aminoácidos concretos en lugares determinados, lo que les permite diferenciar unas moléculas de otras parecidas. Por ejemplo, en las proteínas enzimáticas, el conjunto de aminoácidos que reconoce y contacta con las moléculas que se modifican (sustrato) se denomina centro activo.

Capacidad Amortiguadora

Las proteínas, al igual que los aminoácidos, actúan como disoluciones tampón que ayudan a mantener constante el pH del medio.