Proteínas

Proteínas

Introducción

Las proteínas son los compuestos bioquímicos más abundantes en los seres vivos. Son verdaderamente especiales por ser las sustancias centrales en casi todos los procesos biológicos. Por ejemplo, todas las enzimas están compuestas de aestructuras proteínicas. Las enzimas son los catalizadores que permiten que ocurran casi todas las reacciones químicas en los seres vivos. La vida, como la conocemos, no sería posible sin las enzimas.

Además de las enzimas, hay muchas otras proteínas localizadas dentro de las células. Junto con los lípidos, las proteínas son los componentes estructurales de las membranas celulares. Las proteínas de las membranas ayudan a transportar sustancias a través de la doble capa lipídica y trabajan como sitios receptores de los neurotransmisores y de las hormonas.

Las proteínas son responsables del soporte estructural y del movimiento del cuerpo humano. El tejido conectivo está compuesto de fibras proteínicas fuertes que ayudan a unir la piel y el hueso. Los tejidos musculares están compuestos de proteínas que se contraen; los huesos se mueven por músculos que se contraen. Las proteínas también mueven los cromosomas de las células y las proyecciones de látigo asociadas con diferentes células; por ejemplo, las células de los espermas.

Otras funciones de las proteínas incluyen el transporte y almacenamiento de iones y moléculas; por ejemplo, llevar el oxígeno de los pulmones a las células. Numero hormonas, agentes de comunicación química, son estructuras proteínicas. Una de las líneas de defensa más importantes contra los agentes infecciosos son las proteínas denominadas inmunoglobulinas. Muchos de esos agentes infecciosos que las inmunoglobulinas neutralizan también son proteínas.

Con tal diversidad de funciones, ¿cuál es la unidad básica de las proteínas? Lasproteínas son polímeros de los aminoácidos. Algunas contienen cientos y, en algunos casos, miles de aminoácidos en estructuras de cadenas enroscadas pero altamente organizadas. Por lo tanto, para entender las proteínas, primero hay que estudiar los aminoácidos.

Aminoácidos

La hidrólisis total de las proteínas da lugar a veinte aminoácidos, que son los llamadosaminoácidos proteicos. Los aminoácidos son los monómeros de las proteínas, que a su vez son polímeros lineales de aminoácidos. En ocasiones, la hidrólisis de una proteína da lugar a aminoácidos con estructura diferente a la de estos veinte. Se trata, por lo general, de modificaciones postraduccionales, esto es, modificaciones químicas de los aminoácidos proteicos llevadas a cabo sobre la molécula completa de proteína. Hay asimismo Aminoácidos no proteicos, que teniendo una estructura química de aminoácido, no forman parte de las proteínas.

La estructura de los aminoácidos proteicos es siempre la misma (ver 3d ). Se trata de un átomo de carbono saturado, que recibe el nombre de carbono alfa-, sustituido por:

 Un grupo amino, -NH2, que aparece como su forma protonada -NH3+

 Un grupo carboxilo, -COOH, que aparece como su forma disociada -COO-

 Un hidrógeno, -H

 Una cadena lateral, que es la que distingue unos aminoácidos de otros. En este caso es un grupo metilo -CH3, correspondiente al aminoácidos Alanina.

 Obsérvese que tanto el grupo amino como el carboxilo aparecen ionizados; amino como -NH3+ y carboxilo como -COO-.

Unidos al átomo de carbono alfa de los aminoácidos hay cuatro grupos diferentes. Por lo tanto, el carbono alfa es un átomo de carbono quiral en todos los aminoácidos excepto en el aminoácidos más sencillo, la glicina, la cual tiene un segundo átomo de hidrógeno y no un grupo R unido al átomo de carbono alfa.

Los aminoácidos difieren en los grupos R unidos al átomo de carbono alfa. Estos grupos R generalmente se conocen como cadenas laterales de los aminoácidos. La mayoría de los seres vivos contienen aproximadamente 20 aminoácidos, más algunos derivados de estos.

En el primer grupo, cada aminoácido contiene una cadena lateral alifática (una cadena hidrocarbonada no aromática).

Aminoácidos alifáticos

Nombre abreviatura (3 letras) abreviatura (1 letras)

Glicina

Gly G

Alanina

Ala A

Valina

Val V

Leucina

Leu L

Isoleucina

Ile I

El segundo grupo contiene los aminoácidos que tienen cadenas laterales aromáticas.

Aminoácidos aromáticos

Nombre abreviatura (3 letras) abreviatura (1 letras)

Fenilalanina

Phe F

Tirosina

Tyr Y

Triptófano

Trp W

El tercer grupo de aminoácidos está compuesto de la serina (Ser) y la treonina (Thr).

Hidroxiaminoácidos

Nombre abreviatura (3 letras) abreviatura (1 letras)

Serina

Ser S

Treonina

Thr T

El cuarto grupo lo forman los aminoácidos que contienen azufre.

Tioaminoácidos

Nombre abreviatura (3 letras) abreviatura (1 letras)

Cisteína

Cys C

Metionina

Met M

El quinto grupo está constituido únicamente por la prolina que es una amina secundaria.

Aminas secundarias

Nombre abreviatura (3 letras) abreviatura (1 letras)

Prolina

Pro P

El sexto grupo está constituido por aminoácidos ácidos que contienen dos grupos carboxílicos.

Aminoácidos dicarboxílicos

Nombre abreviatura (3 letras) abreviatura (1 letras)

ácido aspártico

Asp D

ácido glutámico

Glu E

Asparragina

Asn N

Glutamina

Gln Q

El séptimo grupo se encuentra constituido por los aminoácidos básicos.

Aminoácidos dibásicos

Nombre abreviatura (3 letras) abreviatura (1 letras)

Lisina

Lys K

Arginina

Arg R

Histidina

His H

Aminoácidos esenciales

En la naturaleza no se encuentran ampliamente distribuidos los aminoácidos libres, pero que son los principales componentes de las proteínas. Para que nuestro cuerpo pueda sintetizar proteínas humanas, nuestra dieta debe proporcionar las proteínas animales y vegetales necesarias. Estas proteínas se hidrolizan durante la digestión y se reesamblan para formar proteínas humanas.

Los aminoácidos se clasifican como esenciales y no esenciales en la dieta humana; son aminoácidos esenciales aquellos que se requieren en la dieta ya que no se pueden biosintetizar. Los ocho aminoácidos esenciales son:

isoleucina leucina

lisina metionina

fenilalanina treonina

triptófano valina

aunque la histidina es un aminoácido esencial para los

...