Bioquímica de Proteínas y Aminoácidos: Estructura, Propiedades y Esencialidad

Proteínas y Aminoácidos: Fundamentos Bioquímicos

Las proteínas son biomoléculas orgánicas esenciales, compuestas principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno (CHON).

Aminoácidos: Monómeros Fundamentales

Los aminoácidos (AA) son los monómeros de las proteínas. Son biomoléculas orgánicas sencillas de bajo peso molecular, unidas entre sí mediante un enlace denominado enlace peptídico.

Estructura Química

Se caracterizan por poseer en su molécula un grupo carboxilo (–COOH), un grupo amino (–NH₂), y un grupo lateral o radical (R), todos ellos unidos covalentemente a un átomo de carbono central denominado Carbono alfa (Cα).

Se nombran dependiendo de la naturaleza del grupo R, el cual es distinto para cada uno de ellos y determina sus propiedades químicas y biológicas.

Propiedades Físicas

Los aminoácidos presentan las siguientes características:

• Son sólidos y cristalizables.
• Son solubles en agua.
• Son incoloros o poco coloreados.
• Poseen un punto de fusión alto (generalmente por encima de los 200 °C).

Clasificación Bioquímica

Existen 20 aminoácidos proteicos que son los constituyentes básicos de las proteínas. Además, hay otros que se encuentran libres o combinados en células y tejidos, denominados aminoácidos no proteicos.

Aminoácidos Proteicos según la polaridad del radical (R):

• Hidrófobos: Los radicales son no polares.
• Polares Hidrofílicos: Los radicales son polares, pero sin carga neta.
• Básicos: Los radicales poseen un grupo amino que se ioniza positivamente.
• Ácidos: Los radicales poseen un grupo carboxilo que se ioniza negativamente.

Propiedades Químicas y Funcionales de los Aminoácidos

1. Comportamiento Iónico (Zwitterion): Cuando los aminoácidos están en disolución acuosa, forman iones dipolares, también llamados iones híbridos o zwitteriones, debido a que poseen igual número de cargas positivas y negativas. El pH en el que un aminoácido forma este ion híbrido se denomina punto isoeléctrico (pI).

2. Carácter Anfótero: El ion híbrido se puede comportar como un ácido o una base, dependiendo del pH de la disolución. Las sustancias que poseen esta doble capacidad se denominan anfóteras.

3. Regulación del pH: El carácter anfótero de los aminoácidos permite la regulación del pH (efecto tampón o buffer), ya que se comportan como ácidos o como bases según convenga al organismo.

4. Estereoisomería: Todos los aminoácidos obtenidos de la hidrólisis de una proteína tienen al menos un carbono asimétrico (el Cα), lo que da lugar a la existencia de isómeros ópticos (excepto la glicina).

Aminoácidos Esenciales: Requerimientos Nutricionales

De los 20 aminoácidos que forman las proteínas, solo algunos pueden ser sintetizados por los organismos heterótrofos a partir de compuestos más sencillos. El resto deben ser ingeridos en la dieta como tales.

Estos últimos son los que se conocen como aminoácidos esenciales. En el caso de un ser humano adulto, se consideran ocho (ejemplo: valina).