Proteínas:

Las proteínas constituyen el grupo de biomoléculas más complejo de la célula. Constituyenaproximadamente entre el 50 y el 60 % del peso seco de la célula y despliegan una gran variedad defunciones; de allí la importancia de conocer sus estructuras para comprender sus mecanismos defuncionamiento.

4.2.1.- Las Proteínas son macromoléculas complejas formadas fundamentalmente por aminoácidosunidos entre si por enlaces peptídicos.

Representan el medio final de expresión de la información genética. Debido a la gran variedad defunciones que cumplen las proteínas en las células y a la complejidad de sus estructuras realizaremos

su estudio acorde a: 1) Su clasificaciónsegúnlos siguientes criterios: a) Función biológica b) Susproductos de hidrólisisy2) Su organización estructural.

CLASIFICACION DE LAS PROTEINAS SEGÚN SU FUNCION

Las proteínas son macromoléculas muy versátiles en cuanto a la función biológica que desempeñanpor lo que se les atribuye una participación en todas las actividades de la célula.

A continuación se describen los principales tipos de proteínas según su función:

1.- ENZIMATICAS: Son aquellas proteínas que aceleran la velocidad de las reacciones químicas.Dada la importancia de estas proteínas se le dedicarán un extenso tema para su estudio. Ejemplo deeste tipo de proteínas lo constituyen las enzimas digestivas como la tripsina, quimotripsina, amilasa,lipasa.

2.- ESTRUCTURALES: Las proteínas que sirven de apoyo mecánico y forman el armazón de lasestructuras dentro de la célula y en su alrededor. Carecen de dinámica intrínsica. Como ejemplo deestas proteínas se encuentran el colágeno, la queratina y elastina entre otras.

3.- HORMONALES: Las que regulan la actividad metabólica (el conjunto de reacciones químicas)dentro de la célula. Ejemplo de estas proteínas lo constituye la insulina, que es una hormonaelaborada por el páncreas y cuya función es regular el metabolismo de la glucosa. Su deficienciacausa la enfermedad conocida como diabetes mellitus.

4.- TRANSPORTADORAS: aquellas proteínas que se encuentran en la membrana celular ydeterminan qué tipo de sustancias entran y salen de la membrana facilitándoles su paso. Ejemplo deeste tipo de proteínas ATPasa de Na+-K+ que transporta K+ hacia el interior y Na+ hacia elexterior de las células manteniendo de esta manera las concentraciones de K+ alta y la de Na+ bajaen el medio intracelular, mientras que en el medio extracelular la Na+ se mantiene alta y la de K+baja. Otro tipo de proteínas transportadoras moviliza sustancias de un sitio a otro en el organismocomo lo hace la hemoglobina que transporta el oxígeno, desde los pulmones vía la sangre hasta lasdemás partes del cuerpo.

5.- DE DEFENSA O PROTECCION: Son aquellas proteínas que detienen al organismo ante cualquieragresión. Ejemplo de estas proteínas lo constituyen los anticuerpos o inmunoglobulinas, que secombinan consubstancias extrañas que llegan al torrente sanguíneo y las neutralizan evitando así quecausen daño al organismo. Otras proteínas con el fibrinógeno y la trombina protegen el organismocuando un vaso sanguíneo es lesionado, participando en la formación del coágulo que evita la pérdidade sangre.

6.-RECEPTORAS: Son proteínas que se encuentran en las membranas celulares y tienen capacidadde unirse en la superficie externa de las membranas a ciertos compuestos que no atraviesan, peroesa unión genera una señal que se transmite al interior de la célula y produce una respuesta. De estaforma actúan algunas hormonas como la insulina que tiene sus receptores a nivel de la membranaplasmática de las células blanco sobre las cuales actúan.

7.- CONTRACTILES: Son las responsables del movimiento que se genera en los sistemas contráctilesy móviles. Ejemplo de ellas son la actina y la miosina que son los principales constituyentes delsistema contráctil del músculo, y que hacen posible el movimiento corporal.

8.- ALMACENADORAS: Proteínas a las cuales se les une una sustancia para su almacenamiento, y

que se libera cuando es requerida. Ejemplo, la ferritina, almacena hierro en el brazo, la hemoglobinaalmacena oxígeno en el músculo esquelético.

9.- TOXINAS: Son proteínas producidas por un organismo y son tóxicas para otro organismo. Es elcaso de las toxinas de la difteria y del cólera producidas por bacterias, que causan las enfermedadesen los humanos; los venenos de serpientes tambièn contienen toxinas que son proteínas enzimaticas.Algunas plantas tambièn producen toxinas que contienen venenos para los humanos.

CLASIFICACION DE LAS PROTEINAS SEGÚN SU PRODUCTO DE HIDRÓLISIS.

Cuando las proteínas son sometidas a degradación hidrolítica (ruptura por introducción de agua)completa, todas producen alfa-aminoácidos y algunas, además de alfa-aminoácidos producen tambiènun grupo no peptídico, encontrándose según este criterio dos grandes clases de proteínas: SIMPLESy CONJUGADAS.

a) PROTEINAS SIMPLES: Aquellas que por hidrólisis producen sólo alfa-aminoácidos

b) PROTEINAS CONJUGADAS: Aquellas que por hidrólisis producen además de alfa-aminoácidosotro grupo no proteico que se le conoce como “GRUPO PROSTÉTICO”

El grupo prostético puede ser orgánico o inorgánico, y puede unirse de manera covalente o nocovalente al componente peptídico.

- CLASIFICACION DE LAS PROTEINAS CONJUGADAS

Estas proteínas a su vez se clasifican según la naturaleza del grupo prostético. Las clases comunesson las siguientes:

-Lipoproteínas: tiene un componente lipídico unido al componente peptídico. La B-lipoproteína de lasangre constituye un ejemplo de este tipo de proteínas.

-Glucoproteínas: El componente peptídico está unido a carbohidratos. Ejemplo de éstas son elcolágeno y las gamma globulinas entre muchas otras.

-Nucleoproteínas: Consiste en un complejo de ácidos nucleicos y proteínas. Ejemplo de éstas lasconstituyen los ribosomas que son una combinación de proteínas y ácidos ribonucleicos.

-Hemoproteínas: Aquellas proteínas que tienen como grupo prostético el “Hemo” que es unacombinación de hierro con la porfirina. Ejemplo de estas son la hemoglobina, la mioglobina y elcitocromo C.

Figura 1. Estructura básica de las hemoproteínas o cromoproteínas.

-Metaloproteínas: El grupo prostético es un ión metálico, generalmente un catión. Dentro de estaclase se encuentran algunas enzimas como la alcohol deshidrogenasa que tiene como grupoprostético el Zn2+ y la piruvato quinasa que tiene como grupos prostéticos el K+ y Mg2 o el Mn2+.Entre otras proteínas no enzimáticas que posee iones metálicos se encuentra la ferritina que como sedijo anteriormente almacena hierro.

-Fosfoproteínas: Poseen un grupo fosfato en su construcción. Un ejemplo de ellas es la caseína dela leche.

ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DE LAS PROTEINAS:

Las proteínas pueden tener hasta cuatro niveles de organización estructural conocidos como:

1.- Estructura primaria

2.- Estructura secundaria

3.- Estructura terciaria y

4.- Estructura cuaternaria

1.- ESTRUCTURA PRIMARIA:

Es la secuencia lineal, unidimensional de residuos aminoácidos, unidos entre sí por enlaces peptídicos,que forman el esqueleto covalente de una proteína.

Al formarse la cadena polipeptídica, tendrá un extremo amino (N) y un extremo carboxilo (C).

La secuencia de aminoácidos es característica de cada proteína, y en ella, el tipo de aminoácidos, elorden en que se encuentran dentro de las proteínas y la cantidad, están determinados genéticamentea través de la información contenida en el ADN.

La estructura primaria de una proteína determina los niveles superiores de organización que rigen laconformación nativa y la actividad biológica de la misma (Ley de Anfinsen). De tal forma que lasalteraciones en el ADN (mutaciones) pueden causar alteraciones en la estructura primaria de lasproteínas, lo que a su vez pueden causar alteraciones parciales o totales en el funcionamiento de lasmismas. El ejemplo típico lo constituye el caso de una alteración de la estructura primaria de lahemoglobina que trae como consecuencia de la aparición de la enfermedad conocida como “anemiafalciforme”.

La hemoglobina es una proteína que está constituida por cuatro cadenas polipeptídicas, dos de ellasidénticas denominadas cadenas alfa ( ), constituidas cada por 141 residuos de aminoácidos y lasotras dos idénticas entre si constituidas cada una, por 146 residuos de aminoácidos y se lesdenomina cadenas beta (ß). La hemoglobina de los pacientes con anemia falciforme difiere de lahemoglobina normal sólo en un aminoácido, que se encuentra ubicado en la posición 6 de la cadenaß. En la hemoglobina normal este aminoácido corresponde al ácido glutámico y en la hemoglobina dela anemia falciforme es sustituido por el aminoácido valina.

El cambio de este aminoácido es el resultado de una mutación en el ADN y las consecuencias son lassiguientes:

Primero: La hemoglobina de los pacientes con anemia falciforme tiene menor capacidad de unirse al

O2 (menor afinidad) y por lo tanto es más deficiente el transporte del O2 en el organismo.

Segundo: Dado que el aminoácido que se ha cargado negativamente a pH fisiológico, al sersustituído por un aminoácido sin carga neta, las cargas eléctricas de las proteínas tambièn se alterany esta presentará un patrón de migración en un campo eléctrico distinto al de la hemoglobina normal.

Tercero: Los eritrocitos adoptan la forma de hoz en vez de la forma de disco bicóncavo que tienennormalmente. A causa de ello, se apilan en forma de monedas dentro de los vasos sanguíneos,trayendo como consecuencia clínica la hemólisis (ruptura de los eritrocitos), y trastornos circulatorios.

Existen otros tipos de alteraciones de estructura primaria de la hemoglobina que conduce a otrostipos de anemia.

La estructura primaria de las proteínas ha sido útil para determinar cambios evolutivos de lasespecies. Es casi como las proteínascomunes a varias especies, como en el caso del citocromo C queestá presente en todos los organismos aerobios desde bacterias, hongos, algas, insectos, plantas yanimales, exibe variaciones en la secuencia de aminoácidos de una especie a otra. Mientras máscercana se encuentre las especies evolutivamente, las diferencias dentro de las secuencias deaminoácidos del citocromo C es menor y viceversa, mientras más alejadas se encuentren las especiesen el arbol filogenético, mayor es el número de diferencias.

ESTRUCTURA SECUNDARIA DE LAS PROTEINAS.

La estructura secundaria de las proteínas se refiere al arreglo geométrico repetitivo que adoptan lascadenas polipeptídicas alrededor de un solo eje en el espacio.

Dentro de la estructura secundaria de las proteínas se encuentran:LA HELICEALFA, LA LÁMINABETA OPLEGADAYLAHELICEDEL COLAGENO.

a) LA HELICE ALFA:

Es la estructura que adopta las cadenas polipeptídicas o segmentos de éstas al enrollarse en forma dehélice alrededor de un eje longitudinal. Los rasgos más importantes de esta estructura son lassiguientes:

1. El esqueleto de la hélice está formado por los enlaces peptídicos

Y los enlaces del carbono carbonílico con el carbono alfa de los aminoácidos.

2. Todos los grupos R de los aminoácidos se ubica el exterior de la hélice.

3.Cada vuelta completa de la hélice recorre una distancia de aproximadamente 0,54 nm y abarcaaproximadamente 3,6 residuos de aminoácidos, de tal forma que la contribución de cada aminoácidoa la distancia de la vuelta es de 0,15 mm.

4.la hélice posee dos extremos libres: uno representado por el grupo NH3+ (N o amino terminal) delprimer aminoácido de la cadena y el otro representado por el grupo COO- (C o carboxiterminal) del

último aminoácido de la cadena.

Dado que cada uno de esos extremos posee carga, el N-terminal + y el C-terminal se considera a lahélice como un dipolo.

5.La hélice se estabiliza por los puentes de hidrógeno que se establecen intrahelicoidalmente entre elhidrógeno del grupo amídico:

que forma parte del enlace peptídico y el oxígeno carboxílico del cuarto residuo Aminoácido

ubicado en dirección hacia el extremo C-terminal.

Aunque un enlace de hidrógeno es débil, la suma de muchos de ellos ejerce una gran fuerzaestabilizadora de esta estructura.

6.Existen aminoácidos que propician la formación de la hélice , como es el caso de aquellosaminoácidos que no son voluminosos y no poseen grupos R cargados. Pero también existenaminoácidos que desestabilizan la hélice . Entre ellos se encuentran: la glicina, que por ser tanpequeñas permiten mayor rotación de la cadena alrededor del carbono ; la prolina que poseer unanillo rígido impide el curso normal de la vuelta de hélice, además que por ser un aminoácido no tieneposibilidad de formar puentes de hidrógeno, desestabilizando la hélice .

7.Las hélices pueden ser dextrogiras o levogiras pero la más estable para una cadena polipeptídicaformada por L aminoácidos es la dextrógira y es la que se encuentra en las proteínas.

- PROTEINAS FIBROSAS: -queratina

Existe una proteína cuyas cadenas polipeptídicas adoptan casi exclusivamente la conformación enhélice . Esta proteína recibe el nombre de -queratina y es el componente principal de la lana, lacapa córnea de la piel, el cabello y las uñas.

Desde el punto de vista estructural la -queratina está formada por una unidad estructuraldenominada “protofibrilla” que consta de cuatro cadenas polipeptídicas en hélice interrumpidaspor pequeños segmentos no helicoidales (al zar), que se entretejen y se estabilizan por puentesdisulfuro (-S-S-formados entre dos residuos de cisteína).

Las protofibrillas se organizan para formar una super estructura denominada microfibrilla en las queaproximadamente nueve protofibrillas se entretejen estabilizadas también por puentes disulfuro.

Protofibrilla

La cantidad de puentes disulfuro en las -queratinas determina la rigidéz de la proteína, mientrasmayor sea el número de éstos, más dura e inflexible será la -queratina, como es el caso de lasuñas. En cambio la queratina de lana y del cabello es más flexible porque tiene menor número depuentes disulfuro.

b) LAS LÁMINAS ß o PLEGADA:

Es la estructura en la que las cadenas polipeptídicas o segmentos de la misma adoptan la forma dezigzag extendido.

Los rasgos más importantes de esta estructura son los siguientes:

1.- Las cadenas polipeptídicas entendidas se disponen adyacentemente para formar una láminaplegada u hoja ß.

2.- Las cadenas polipeptídicas pueden ser paralelas (que corren en la misma dirección) o antiparalelas(que corren en direcciones opuestas). La más estable es la antiparalela.

Laminas β Paralelas

Lamina β Antiparalela

3.- Lascadenas adyacentes se mantienen unidas entre sí a travésde puentes de hidrógeno entre losoxígenos carbonílicos y los hidrógenos Amídicos.

4.-Los grupos R se ubican alternadamente por encimay por debajo del plano de la lámina.

5.-Los aminoácidos pequeños y sin carga favorecen la formación de esta estructura.

- PROTEINAS FIBROSAS: ß-QUERATINAS

Las betas queratinas son proteínas formadas por cadena polipeptídicas en conformación ß. La fibroína(proteína de la seda) es un ejemplo de este tipo de proteínas.

De su estructura destacan las siguientes características:

1.- La estructura primaria de las cadenas polipeptídicas consiste en aminoácidos pequeños: glicina,serina y alanina. De ellos, la glicina constituye aproximadamente el 50% del total de residuosaminoácidos.

2.- Las cadenas polipeptídicas son antiparalelas y se estabilizan por puentes de hidrógeno.

- LA HELICE DE COLAGENO:

Este tipo de estructura secundaria se encuentra en la proteína fibrosa denominada colágeno, la másabundante de las proteínas de los vertebrados. Existen muchas variedades de colágeno formandoparte del tejido conjuntivo, donde cumple diversas funciones.

Las cadenas polipeptídicas, del colágeno adoptan una estructura en forma de hélice, con lassiguientes características:

1.-El esqueleto de la hélice está formado por los enlaces peptídicos

y los enlaces del carbono carbonílico con el carbono de los aminoácidos (-C-C ).

2.- Cada vuelta completa de la hélice recorre una distancia de aproximadamente 0.94nm y abarcaaproximadamente 3 aminoácidos lo que hace que esta hélice sea más relajada (menos enrollada) quela hélice .

3.- Los extremos C-terminal y N-terminal contiene secciones no helicoidales, probablementenecesarios para formar la estructura de una triple hélice.

4.- Los aminoácidos que se encuentran con mayor frecuencia en esa estructura son la glicina querepresenta aproximadamente 1/3 del total, y la prolina e hidroiprolina que representaaproximadamente 1/4 del total de los aminoácidos (esto explica que la estructura no pueda ser unahélice ). La estructura primaria presenta la siguientesecuencia repetitiva: gly-X-Y, donde Y puedeser prolina y X hidroxiprolina.

5.- la molécula de colágeno es una súper estructura formada por unidades estructurales denominadas“tropocolágeno” que está constituida por 3 cadenas polipeptídicas helicoidales levógiras que alenrollarse entre sí forman una triple hélice dextrógira.

6.- La triple hélice (tropocolágeno) es estabilizada por puentes de hidrógeno entre la cadena.

7.- Cada molécula de tropocolágeno tiene una longitud de 300 nm de largo y 1,5 nm de diámetro.

ESTRUCTURA TERCIARIA DE LAS PROTEINAS:

Se refiere a la estructura tridimensional que adquiere la cadena polipeptídica al plegarse sobre simisma para adoptar una conformación compacta, casi esférica.

Las características más resaltantes de esta estructura son:

1.- La estructura terciaria comprende los niveles de estructuras primarias y secundarias de lasproteínas, contenidos en una sola cadena polipeptídica.

2.- La cadena polipeptídica presenta segmentos rectos, que pueden poseer estructuras en hélice oconformaciones ß. Esos segmentos rectos están conectados por regiones al azar (que no son hélice

ni conformaciones ß) denominados bucles o giros que sirven de curvaturas para el plegamiento dela cadena.

3.- La estructura compacta, casi esférica que resulta del plegamiento de la cadena polipeptídica, escaracterística de cada proteína, y en su interior se ubican, fundamentalmente los aminoácidoshidrofóbicos evitando así su contacto con el agua, mientras que la superficie se ubicapredominantemente los aminoácidos hidrobílicos; lo que le permite la solubilidad de la proteína en elmedio acuoso.

4.- Las fuerzas que la estabilizan están dadas por: las interacciones no covalentes: hidrofóbicas entregrupos R no corporales, enlaces de H+ y atracciones electrostáticas entre grupos R de losaminoácidos; y por enlaces covalentes disulfuro (-S-S-) entre dos residuos de cisteína (cistina).

- PROTEINAS GLOBULARES DE ESTRUCTURA TERCIARIA: MIOGLOBINA

La mioglobina: es una proteína que se encuentra en los músculos y su función es la de almacenar ydifundir el O2 dentro de la célula muscular.

Es el ejemplo de típico de proteína globular de estructura terciaria que se describió por primera vez yel que mejor se conoce. Las siguientes son las características estructurales más sobresaltantes deesta proteína:

1.- Está formada por una cadena polipeptídica de 153 aminoácidos.

2.- El esqueleto de la molécula consiste en 8 segmento rectos en hélice que representanaproximadamente el 70% de toda la proteína, conectados por 7 curvaturas. No representa estructurasecundaria en conformación beta, dentro de su estructura.

3.- Los grupos R hidrofóbicos de los aminoácidos se ubican en el interior evitando el contacto con elagua, y los hidrofílicos en la superficie de la estructura casi esférica.

4.- El componente proteico que se denomina apomioglobina está unido a un grupo hemo, que esun anillo tetrapirrolico con un átomo de hierro ferroso (Fe2+) en el centro, tratándose entonces deuna proteína conjugada del tipo de las hemoproteínas. El hierro del hemo es el sitio de unión del O2.

La mioglobina tiene una alta afinidad por el O2 lo que le permite almacenarlo, y lo libera sólo cuandola presión de O2 (PO2) es muy baja como sucede cuando el músculo se encuentra en ejercicioextenuante. Esta función es muy importante porque el oxígeno es requerido para oxidar los nutrientesy obtener la energía necesaria para la contracción muscular.

ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LAS PROTEINAS:

Se refiere a la manera como las cadenas polipeptídicas de las proteínas oligoméricas (poseen más deuna cadena polipeptídica) encajan unascon otras para formar estructuras globulares.

Este nivel de organización presenta las siguientes características:

1.- Las proteínas que lo poseen están formadas por 2 o más cadenas polipeptídicas.

2.- Comprende los niveles de organización previos: cada cadena polipeptídica posee una secuencialineal de aminoácidos (estructura primaria) que determina la formación de segmentos rectos en hélice

o conformación ß (estructuras secundaria), que luego se pliegan sobre si mismo para formar unaestructura compacta, casi esférica (estructura terciaria).

3.- Las fuerzas que estabilizan esta estructuraestán dadas por interacciones no covalentes entre lassub-unidades (intercatenarias), de ellos las más importantes son las interacciones hiderofóbicas,aunque tambièn pueden encontrarse los puentes de hidrógeno entre grupos R y las interaccionesiónicas.

- PROTEINAS GLOBULARES DE ESTRUCTURAS CUATERNARIAS:HEMOGLOBINA.

Las proteínas globulares pueden ser de estructuras terciarias si poseen una sola cadena polipeptídica,y de estructura cuaternaria si poseen más de una cadena polipeptídica.

En las proteínas de estructuras cuaternarias, cada cadena polipeptídica se le denomina monómero oprotómero o subunidad, y la proteína se dice que es oligomérica. Si consta de dos protómeros se ledenomina Dímero, de cuatro Tetrámero, de seis Hexámero y así sucesivamente.

La estructura de la hemoglobina es muy bien conocida y se puede describir de la siguiente manera:

1.- Es un tetrámero, es decir que está compuesta por cuatro cadenas polipeptídicas denominadasglobinas.

2.- Dos de las globinas son cadenas polipeptídicas idénticas constituidas cada una por 141

aminoácidos y se denominan cadenas . Las otras dos globinas idénticasestán constituidas cada unapor 146 aminoácidos y se denominan cadena ß.

3.- Cada una de las cuatro cadenas, tanto como ß, presentan una estructura terciaria casi idénticaa la de la mioglobina, segmentos rectos en hélice que representan aproximadamente el 70% deltotal de la proteína, conectados entre sí por curvaturas.

4.- Como resultado de la conformación de la estructura terciaria, en cada cadena polipeptídica seforma una hendidura hidrofóbica donde se aloja un grupo hemo, que constituye el grupo prostético,al cual se le une el O2. De tal forma que a la hemoglobina es una hemoproteina a la que se le puedenunir hasta cuatro moléculas de O2.

Grupo Hemo

5.- Es la formación de la estructura cuaternaria, la interacción más fuerte ocurre entre una cadenay una ß formando una especie de dimero ß que a su vez interactúan más débilmente con el otro

dímero ß para formar el tetrámero.

La hemoglobina es una proteína que se encuentra en la sangre dentro de los eritrocitos, y seespecializa en el transporte de O2 desde los pulmones donde PO2es alta, hasta los tejidos periféricosdonde la presión es más baja. A diferencia de la mioglobina, su afinidad por el O2es menor lo que lepermite ceder más fácilmente el O2 facultándola como una proteína transportadora en vez dealmacenadota de O2.

La hemoglobina también transporta CO2 desde los tejidos a los pulmones donde es eliminado, perosolo aproximadamente el 15% del CO2producido por los tejidos es transportado como tal por lahemoglobina.

En los criterios existe la enzima anhidrasa carbónica que se encarga de transformar el CO2 en ÁcidoCarbónico (H2CO3) mediante la reacción

El H2CO3 se disocia para formar un protón y un ión bicarbonato.

El protón es captado por una hemoglobina en los tejidos periféricos para formar desoxihemoglobina ohemoglobina protonada (HbH+) cuando llega a los pulmones libera el H+ y captael O2 para formaroxihemoglobina (HbO2) que lleva a los tejidos .

Una vez en los pulmones el H+ se une al HCO3-para formar H2CO3que por la reacción inversa a laocurrida en los tejidos, catalizada por la misma enzima anhidrasa carbónica, se produce CO2que esexpulsado por los pulmones. De esta forma la hemoglobina actúa como un amortiguador de pH,captando protones y transportándolos para ser eliminados.

DESNATURALIZACION DE LAS PROTEINAS:

Conformación nativa de las proteínas: es la estructura tridimensional (casi esférica) de las proteínasglobulares que le confiere su actividad biológica.

Desnaturalización Proteica: Se refiere a la pérdida de la conformación nativa de una proteína con laconsiguiente pérdida de su actividad biológica. Esta pérdida de la conformación nativa ocurre porquese rompen las fuerzas que la estabilizan puentes de hidrógeno, puede abarcar la desorganización dela estructura cuaternaria (en las proteínas oligoméricas), la estructura terciaria y hasta la secundaria.Debido a que no llega a tocar la estructura primaria, porque se trataría entonces de la hidrólisis de laproteína, el proceso es reversible. Según la ley de Anfinsen, la estructura primaria determina lasestructuras secundarias, terciarias y cuaternarias de las proteínas.

La desnaturalizaciónpuede ser parcial si no se pierde completamente la conformación nativa y seconserva algo de actividad biológica, o total si se pierde totalmente la conformación nativa y laactividad biológica.

4.2.9.- FACTORES QUE CAUSAN LA DESNATURALIZACION PROTEICA

1.- Elevación de la temperatura:

El incremento de la temperatura proporciona la energía necesaria para romper las interaccionesdébiles que estabilizan las estructuras de las proteínas. Mientras más elevada sea la temperaturamayor será el número de interacciones que se rompen, y llegando a tocar los enlaces covalentes, porlo tanto mayor será el grado de compromiso de la actividad biológica, hasta .llegar a ser nula. De allíque es importante que el organismo mantenga la temperatura constante para evitar ladesnaturalización y pérdida de la actividad biológica de las proteínas que pueden acarrear gravesconsecuencias para el organismo.

2.- Los cambios de pH:

Las variaciones en el pH pueden causar cambio en el estado iónico de los grupos R cargados de losaminoácidos. Una disminución del pH (medio ácido) causa que los grupos ionizables de losaminoácidos tienden a comportarse como bases aceptando protones del medio, lo que traería comoconsecuencia que los grupos –COO- pierdan su carga negativa y adopten la forma protonada –COOH. Por otra parte, una elevación del pH puede causar la pérdida del protón del grupo –NH3+ delgrupo R de los aminoácidos básicos, con la siguiente pérdida de su carga positiva (-NH2).

Con estos cambios, se puede perder las interacciones iónicas (por atracción de cargas), y laformación de puentes de hidrógeno que pudiera estabilizar las estructuras terciarias o cuaternarias delas proteínas.

3.- Agentes químicos desnaturalizantes:

Algunas sustancias rompen las interacciones que estabilizan las conformaciones nativas de lasproteínas. Entre ellas podemos mencionar el mercaptoetanol que es un agente reductos que actúareduciendo los puentes disulfuro y eliminándolos; la úrea que interfiere con los puentes de hidrógenoy el cloruro de guanidinio que afecta a cualquier tipo de fuerza estabilizadora no covalente.

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