Fundamentos de Bioquímica: Estructura y Propiedades de Aminoácidos, Lípidos y Agua

Aminoazúcares y Enlaces N-Glucosídicos

El enlace N-glucosídico se forma entre un grupo hidroxilo (OH) de un monosacárido (como la glucosa) y un compuesto aminado. Mediante este proceso se forman los aminoazúcares.

Las principales sustancias de interés biológico derivadas de los monosacáridos son las aminoglucosas, que provienen de la sustitución de un grupo alcohólico por un grupo amino. Entre ellas destacan la D-glucosamina y la N-acetilglucosamina.

Aminoácidos: Estructura y Funciones

Propiedades Generales

Los aminoácidos son compuestos orgánicos de baja masa molecular que se caracterizan por poseer un grupo carboxilo y un grupo amino. Son compuestos sólidos cristalinos, solubles en agua, con un punto de fusión elevado y con actividad óptica.

Estructura de Aminoácidos Primarios

Los aminoácidos primarios, que son aquellos que constituyen las proteínas, tienen una masa molecular media de 120 u. Presentan el grupo amino unido al mismo carbono al que se une el grupo carboxilo, denominado Carbono Alfa (Cα).

Los otros dos enlaces del Cα se unen con un átomo de hidrógeno (H) y con un grupo variable denominado radical R.

Aminoácidos Esenciales

Los animales no son capaces de sintetizar los aminoácidos esenciales; estos deben ser ingeridos en la dieta. En los seres humanos, existen ocho aminoácidos esenciales.

Estereoisomería y Actividad Óptica

Los aminoácidos pueden presentar distintas configuraciones:

• La configuración L se da si, al situar el grupo carboxilo (COOH) arriba, el grupo amino (NH₂) queda a la izquierda.
• Presentan configuración D si el grupo amino (NH₂) se encuentra a la derecha.

Todos los aminoácidos, excepto la glicina, presentan actividad óptica, ya que su Carbono Alfa (Cα) es asimétrico (está enlazado a cuatro radicales diferentes). Debido a ello, los aminoácidos desvían el plano de vibración de la luz polarizada que atraviesa una disolución de aminoácidos.

La posición L o D es independiente de la actividad óptica (dextrógiro o levógiro). Es decir, un aminoácido L o D puede ser dextrógiro (desvía la luz a la derecha) o levógiro (desvía la luz a la izquierda).

Reacciones Bioquímicas de los Lípidos

Esterificación

Es el proceso de formación de un éster y agua al reaccionar un ácido graso con un alcohol. Un éster es la unión de un ácido graso y un alcohol mediante un enlace covalente denominado enlace éster. La mayoría de los lípidos son ésteres que, al hidrolizarse, dan lugar a ácidos grasos y alcohol.

Saponificación

Es la reacción de un ácido graso con una base (NaOH o KOH) que da lugar a una sal de ácido graso, comúnmente denominada jabón, y agua. Los ácidos grasos son insolubles en agua; sin embargo, los jabones, aunque no son verdaderamente solubles, son dispersables y pueden dispersar los lípidos en el seno del H₂O.

Funciones Biológicas de los Lípidos

Los lípidos cumplen diversas funciones esenciales:

• Energética (almacenamiento)
• Estructural (membranas)
• Protectora
• Biocatalizadora
• Transportadora

Propiedades Físico-Químicas del Agua (H₂O)

El agua posee propiedades únicas:

• Elevada fuerza de cohesión entre las moléculas (es casi incompresible).
• Fuerza de adhesión (gran capacidad de adherirse a conductos de pequeño diámetro).
• Elevada tensión superficial.
• Alto calor específico.
• Alto calor de vaporización.
• Densidad más alta en estado líquido que en estado sólido.
• Alta constante dieléctrica.
• Bajo grado de ionización.