Proteínas: Estructura, propiedades y clasificación

Aminoácidos

Son las unidades que componen las cadenas que forman las proteínas.

Estructura

Están formados siempre por un carbono central, unido a:

Un grupo amino
Un grupo carboxilo
Un hidrógeno
Una cadena lateral, que es característica de cada aminoácido. Según esta sea polar o apolar, los aminoácidos se clasificarán como tal.

Truco: El nombre aminoácido te puede ayudar a averiguar los componentes: un "amino" y un grupo "ácido", el carboxilo.

Propiedades

Los aminoácidos pueden actuar como ácidos o bases en función del pH del medio. Esto lo hacen:

Aceptando un protón su grupo amino (base)
Cediendo un protón en su grupo carboxilo (ácido).

Cuando alcanzan un valor de pH en el cual su carga neta es $0$ , se dicen que están en su punto isoeléctrico ( $pI$ ). Este punto será una referencia para su función ácido-base.

$pH<pI$	Carga positiva	El grupo amino actúa como base y capta un protón
$pH>pI$	Carga negativa	El grupo carboxilo actúa como ácido y cede un protón

Truco: A pH bajo, que es ácido, hay muchos protones libres en el medio, por lo que es probable que el aminoácido tienda a captarlos y actuar como base.

Estructura de proteínas

Estructura primaria

Se trata de una cadena de aminoácidos unidos por enlace peptídico, llamada cadena polipeptídica (1.). Si son menos de 10 aminoácidos se llama péptido.

Biología y Geología; Base química de la vida; 1. Bachillerato; Proteínas: Estructura, propiedades y clasificación

El enlace es rígido y los cuatro átomos centrales se encuentran en el mismo plano. Estos enlaces no pueden rotar, pero sí los de los carbonos alfa contiguos.

Curiosidad: Cuando se forma este enlace, se desprende agua, por lo que este enlace puede romperse con hidrólisis.

Estructura secundaria

La cadena de aminoácidos adopta una estructura tridimensional en el espacio debido a la capacidad de rotación de los carbonos alfa. Esta se sostiene por interacciones como la del enlace de hidrógeno. Las estructuras más comunes son el alfa hélice (1.) y la beta lámina (2.).

Biología y Geología; Base química de la vida; 1. Bachillerato; Proteínas: Estructura, propiedades y clasificación

Estructura terciaria

Las estructuras secundarias a su vez adoptan una disposición en el espacio, lo cual se llama conformación. Puede haber dos tipos:

	Forma	función	solubilidad
globulares	Esférica	Dinámica	Soluble en agua
fibrosas	Alargada	Estructural	Insoluble en agua

Estructura cuaternaria

Varias cadenas polipeptídicas con una conformación en el espacio (varias estructuras terciarias) se unen, formando subunidades que actúan de forma conjunta para cumplir una función.

Biología y Geología; Base química de la vida; 1. Bachillerato; Proteínas: Estructura, propiedades y clasificación

¡Cuidado!: Las proteínas no siempre la tienen.

Propiedades

Gracias a su estructura, las proteínas tienen muchas propiedades indispensables:

Anfoterismo

Como los aminoácidos son anfóteros, las proteínas que forman también lo son.

Especificidad

Las proteínas son características de cada especie e incluso de cada individuo.

Curiosidad: Esta es la razón por la que se necesita que dos personas sean "compatibles" para un trasplante, deben tener el mismo tipo de proteínas para que no sean rechazadas.

Desnaturalización

Se trata de la desintegración de la estructura de las proteínas a altas temperaturas y condiciones extremas por rotura de las interacciones que mantienen esa estructura tridimensional.

Funciones

Las proteínas tienen múltiples funciones de lo más variadas. Podemos resumirlas así:

Estructural	Membrana, hueso, citoesqueleto, cromatina
homeostática	Equilibrio osmótico y de pH
reserva	Reserva de aminoácidos en el embarazo
transporte	Transportan oxígeno, lípidos, electrones
defensiva y protectora	Sistema inmune y mucinas
hormonal	Regulación
Contráctil	Fibras musculares y espermatozoides
catalizadora	Enzimas

Clasificación

Como las proteínas son tan variadas, su clasificación es compleja:

HOLOPROTEÍNAS (solo aminoácidos)	Globulares	Albúminas, histonas, inmunoglobulinas
	Fibrosas	Queratina, colágeno, elastina, actina y miosina
HETEROPROTEÍNAS (aminoácidos + otros)	Glucoproteínas	El grupo prostético es un glúcido
	Lipoproteínas	El grupo prostético es un lípido
	Fosfoproteínas	El grupo prostético es un fosfato
	Nucleoproteínas	El grupo prostético es un nucleótido
	Cromoproteínas (pigmentos)	Porfirínicas	El grupo prostético es una metalporfirina
		No porfirínicas	El grupo prostético NO es una metalporfirina

Recuerda que: Las proteínas globulares son dinámicas y las fibrosas tienen función estructural.