Proteínas

1.- Con respeto a las proteínas:

a) Identifique el enlace de la figura y sus características. (2)

SOL. Es un enlace peptídico. Estos enlaces se establecen entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del aminoácido inmediato, con la consiguiente pérdida de una molécula de agua. De esta forma se obtienen cadenas lineales de aminoácidos enlazados que reciben el nombre de péptidos, y que forman la estructura primaria de las proteínas.

*Aunque los aminoácidos proteicos son diferentes, todos tienen en común un grupo amino (-NH2) y un grupo ácido carboxílico (-COOH), unidos covalentemente a un átomo de carbono central, llamado carbono alfa (Cα), al cual se unen también un átomo de hidrógeno (H) y una cadena lateral (R) distinta para cada uno de los 20 aminoácidos.

b) Qué tipos de enlaces estabilizan la estructura secundaria y terciaria. (4)

SOL. En estado natural, las cadenas polipeptídicas se pliegan a medida que se sintetizan en los ribosomas hasta adoptar espontáneamente la configuración espacial más estable. De esta forma, la sucesión de placas planas definida por la estructura primaria se enrolla sobre sí misma y origina una hélice apretada (estructura secundaria) que se estabiliza exclusivamente por los numerosos puentes de hidrógeno formados entre los grupos –NH- y –CO- de los enlaces peptídicos.

Por otro lado, la estructura terciaria es la conformación espacial definitiva que adoptan las diferentes regiones de la cadena polipeptídica como consecuencia de las interacciones establecidas entre las cadenas laterales R situadas a lo largo de la cadena.

*La estructura cuaternaria sólo se manifiesta en las proteínas formadas por la asociación de varias cadenas peptídicas iguales o diferentes. Esta asociación se establece por medio de uniones débiles, del tipo de los puentes de hidrógeno, uniones electrostáticas, interacciones hidrofóbicas, fuerzas de Van der Waals, etc.

c) Defina el proceso de desnaturalización. ¿Qué tipo de enlaces no se ven afectados? (2)

SOL. Consiste en la pérdida de la conformación espacial característica de las proteínas y, como consecuencia de ello, en la anulación de su funcionalidad biológica cuando se someten a condiciones ambientales desfavorables. Por ejemplo, el calor excesivo, cambio de pH, presencia de determinados iones o la intervención de agentes físicos (electricidad, presión) pueden provocar la ruptura de los  puentes disulfuro, los puentes de hidrógeno o el resto de las interacciones débiles que mantienen las conformaciones secundaria, terciaria o cuaternaria de las proteínas, menos consistentes que los enlaces peptídicos, que no se alteran.

d) Indique dos funciones proteicas. (2) SOL.

o   Reserva: ovoalbúmina de la clara de huevo, la caseína de la leche. Constituyen un almacén de aminoácidos.

o   Estructural: las glucoproteínas intervienen en la formación de las membranas celulares, las histonas forman parte de la estructura de los cromosomas en las células eucariotas, donde realizan funciones de regulación de la actividad de los genes, etc.

o   Homeostática: las proteínas intracelulares y del medio interno intervienen en el mantenimiento del equilibrio osmótico, y actúan junto a otros sistemas amortiguadores o tampones (sistemas buffer) que mantienen el pH constante.

o   Hormonal: la insulina, el glucagón, regulan el metabolismo de los glúcidos, y las hormonas segregadas por la hipófisis (hormona del crecimiento y otras).

o   Transporte: la hemoglobina transporta el oxígeno en la sangre de los vertebrados, la seroalbúmina acumula y transporta ácidos grasos, fármacos, tóxicos y otras sustancias en la sangre, etc.

o   Defensiva: la trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación del coágulo durante una hemorragia e impiden la pérdida de sangre, las inmunoglobulinas se comportan como anticuerpos frente a los posibles antígenos que puedan penetrar en el organismo, y son responsables de la respuesta inmunitaria humoral, etc.

o   Contráctil: la actina y la miosina constituyen las miofibrillas responsables de la contracción muscular. La dineína permite el movimiento de cilios y flagelos.

o   Enzimática: tal vez sea la función más importante. Las proteínas actúan como biocatalizadores de las reacciones químicas que tienen lugar en los seres vivos. De la velocidad de estas reacciones depende la vida.

 1.- Con respecto a las proteínas:

a) Represente y explique la formación de un enlace peptídico.

SOL. Explicado en la pregunta anterior.

b) En relación a la figura adjunta, indique qué estructuras son y sus características.

SOL. Los dos dibujos nos muestran dos tipos de estructura secundaria que pueden adoptar las proteínas hasta adoptar la configuración espacial más estable.

En el primer dibujo observamos lo que se conoce como conformación β-laminar o de hoja plegada. En ella, la cadena polipeptídica queda extendida y se pliega sucesivamente sobre sí misma hacia adelante y hacia atrás, de tal forma que los diferentes tramos de la cadena quedan enfrentados unos con otros y se unen mediante puentes de hidrógeno que, en este caso, también se establecen entre los grupos –NH- y –CO- de los enlaces peptídicos.

El segundo dibujo es el de la conformación en α-hélice. La sucesión de placas planas definida por la estructura primaria se enrolla sobre sí misma de forma que se origina una hélice apretada que se estabiliza exclusivamente por los numerosos puentes de hidrógeno formados entre los grupos –NH- y –CO- de los enlaces peptídicos.

c) ¿Qué tipos de enlaces estabilizan la estructura terciaria y cuaternaria de las proteínas?

SOL. Explicado en la pregunta anterior.

d) Describa que son las heteroproteínas y poner dos ejemplos.

SOL. También llamadas proteínas conjugadas, están formadas por cadenas peptídicas (grupo proteico) y sustancias no proteicas (grupo prostético), cuya naturaleza permite clasificarlas en:

o   Glucoproteínas: el grupo prostético es una cadena glucídica. Desempeñan diversas funciones como los proteoglucanos (forman parte de la matriz extracelular), las proteínas de membrana, algunas hormonas, etc.

o   Lipoproteínas: el grupo prostético es una sustancia lipídica. Se trata de asociaciones con determinadas proteínas de la sangre que permiten el transporte por el torrente sanguíneo de los triglicéridos, el colesterol y otros lípidos.

o   Cromoproteínas: su grupo prostético es una sustancia coloreada, como el grupo hemo de la hemoglobina y la mioglobina, que contienen un catión de hierro que les confiere la coloración roja.

o   Fosfoproteínas: el grupo prostético es el ácido fosfórico (la caseína de la leche).

e) Defina los siguientes términos: anfótero, desnaturalización, enzima, grupo prostético. SOL.

o   Anfótero: también conocido con el nombre de anfiprótica, es aquella sustancia que puede reaccionar ya sea como un ácido o como una base. Es decir, pueden donar o aceptar un protón. Algunos ejemplos son los aminoácidos y las proteínas, que tienen grupos amino y ácido carboxílico.

o   Desnaturalización: explicado en la pregunta anterior.

o   Enzima: son sustancias que aceleran las reacciones químicas del metabolismo celular. Excepto algunos tipos de ácido ribonucleico (ARN) con capacidad catalítica (las ribozimas), el resto de los enzimas son proteínas.

o   Grupo prostético: explicado en el apartado anterior.