Estructura Secundaria de Proteínas: Características y Estabilidad de la α-Hélice y Lámina β
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Estructuras Secundarias de las Proteínas: La α-Hélice
La α-hélice es una de las conformaciones secundarias más comunes y estables. Se caracteriza por:
- Los planos de los sucesivos enlaces peptídicos se encuentran formando una hélice dextrógira (girando hacia la derecha).
- Cada plano gira 100º respecto al anterior, de forma que se encuentran 3,6 residuos por vuelta de hélice.
- La distancia entre un residuo y el siguiente situado en la misma posición es de 5,4 Å (Ångströms).
Estabilidad y Puentes de Hidrógeno Intracatenarios
La estructura se mantiene estable gracias a la formación de puentes de hidrógeno intracatenarios. Cada enlace peptídico establece un puente de hidrógeno con el situado cuatro posiciones por delante y cuatro por detrás en la estructura primaria.
La α-hélice está hueca en su interior, ya que las cadenas laterales de los residuos se encuentran situadas hacia el exterior de la hélice.
Factores que Inestabilizan la α-Hélice
Algunos aminoácidos inestabilizan la α-hélice, impidiendo la aparición de esta estructura cuando se encuentran en la secuencia primaria:
- Prolina e Hidroxiprolina: Estos aminoácidos impiden la formación de puentes de hidrógeno intracatenarios, bloqueando la formación de la alfa-hélice.
- Otros aminoácidos: La presencia de ciertos residuos provoca variaciones en la estructura. Aquellos que impiden la formación óptima de puentes de hidrógeno obligan a la α-hélice a adoptar una estructura más alargada y fina.
La Lámina β Plegada (Hoja Beta)
La lámina β plegada (u hoja plegada) se forma cuando algunas proteínas conservan su estructura primaria en zigzag y se asocian entre sí, estableciendo uniones mediante puentes de hidrógeno intercatenarios.
La disposición alternante o en zigzag de los planos de los enlaces peptídicos le proporciona el aspecto característico de una hoja plegada.
Estabilidad de la Lámina β
Todos los enlaces peptídicos participan en la formación de la hoja beta, proporcionando a la estructura una estabilidad excepcional. Esta conformación presenta un mayor número de puentes de hidrógeno por residuo que cualquier otra estructura secundaria.
Conformaciones de la Lámina Plegada
Existen dos posibles conformaciones de la lámina plegada:
Disposición Antiparalela
Las cadenas interaccionan paralelamente, pero con sentidos inversos. Los puentes de hidrógeno son más estables por estar más cerca las nubes electrónicas que los generan, lo que proporciona una mayor estabilidad a la estructura.
Disposición Paralela
Las cadenas polipeptídicas interaccionan entre sí, pero con igual sentido. La distancia de los puentes de hidrógeno es mayor, lo que debilita la atracción que sufren las nubes electrónicas, siendo una disposición más inestable que la antiparalela.
Ovillo Aleatorio (Conformación al Azar)
El ovillo estadístico (o aleatorio) describe las regiones donde no se repiten periódicamente los parámetros que determinan las estructuras secundarias regulares.
En estas regiones, el plegamiento de la estructura primaria adopta la conformación más estable desde el punto de vista energético, aunque carezca de una forma geométrica definida.