Ciencia

Instituto Tecnológico de la Paz

Ingeniería Bioquímica

6 PROTEINAS
Las proteínas son biomoléculas de alto peso molecular compuestas de cientos o miles de unidades funcionales o estructurales, en cadena, denominadas aminoácidos. Este tipo de moléculas presentan diversas actividades o funciones biológicas: las enzimas que catalizan las reacciones biológicas, la queratina que conforma a lasuñas y la piel, la fibroina que compone la seda y las telarañas, las globulinas integrantes del sistema inmunológico, las proteínas que son la estructura de los músculos, etc. De ahí la importancia de estudiar su química y comportamiento químico. 6.1 Aminoácidos Las unidades estructurales de las proteínas son los denominados aminoácidos, los cuales tienen la siguiente formula general:

es decir,son moléculas bifuncionales con un grupo carboxilo acido y un grupo básico tipo aminico. 6.1.1 Clasificación 6.1.1.1 Por la polaridad del grupo R Existen 20 aminoácidos comunes ( en realidad en las proteínas humanas se han identificado 23 pero 3 de estos son modificaciones de otros aminoácidos que generan nuevas estructuras como son la cistina, hidroxiprolina y la hidroxilisina) los cuales sediferencian por la naturaleza de la cadena R; todos estos son aminas primarias, excepción de la prolina que es una amina secundaria en un anillo de pirrolidina. De estos aminoácidos, 15 tienen cadena lateral neutra, dos tienen un segundo grupo carboxilo (acido aspartico y acido glutamico) y 3 tienen grupos amínicos básicos (lisina, arginina e histidina) por lo que se clasifican como: -Aminoácidosneutros -Aminoácidos ácidos -Aminoácidos básicos Existen, ademas, otros grupos funcionales adicionales como el tiol de la cisteina y el -OH fenólico de la tirosina los cuales, aunque son ácidos débiles, clasifican a estos como aminoácidos neutros. 6.1.1.2 Por su estructura Todos los aminoácidos componentes de las proteínas son α-aminoácidos, es decir, el grupo amino se encuentra en el carbono inmediatoal carboxilo (carbono 2). Aunque en la naturaleza se han detectado otros aminoácidos que no son α estas moléculas no son componentes de las proteínas sino moléculas activas, como es el caso del acido γ-aminobutírico, un neurotrasmisor cerebral. Existen también algunos α- aminoácidos que se comportan como moléculas activas por si solas como es el caso de la homocisteina la cual esta relacionada conenfermedades cardiacas de las arterias coronarias y, la tiroxina, hormona de la glándula tiroides, la cual es un derivado yodado de la tirosina.

M.C. Jesús Ignacio González García

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6.1.2 Propiedades acido-base Los aminoácidos sufren ciertas reacciones acido-base internas o intramoleculares, queocasiona que estos se encuentren (dependiendo del pH) como un ion bipolar denominado zwitterión, palabra que deriva del alemán y que significa híbrido: Estos son sales internas con las propiedades de las mismas, es decir, son solubles en agua y son sustancias cristalinas no volátiles y con altos puntos de fusión a la que llegan por descomposición. Los aminoácidos son sustancias anfóteras que puedencomportarse químicamente tanto como ácidos o como bases. En solución acida forman un catión y en solución básica forman un anión:

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Existe un pH intermedio en el que los aminoácidos se encuentran en equilibrio entre sus formas aniónica y catiónica, es decir, como union bipolar neutro. A este pH se le denomina “ Punto isoelectrico” (PI) del aminoácido y es diferente para cada uno:
+H N +3 N H3

OH OH

H3O+ H3O+

+H N +3 N H3

OOO

OHOH-

H2N H2 N R

OOO

R

O R O pH bajo pH bajo (acido) (acido)

R

O punto isoelectrico punto isoelectrico (ion dipolar neutro) (ion dipolar neutro)

R

R

O

pH alto pH alto (basico) (basico)...