grupos R iorzables presentes. P o1 ejemplo, el glutamato tiene un pJ de 3,22, considerablemente inferior al de la glicina. Esto es e l resultado de la presencia de dos grupos carboxilo que, en el promedio de sus valores de pKu (3,22) , contribuyen con una carga negativa ne ta de -1 que equilibra la de + 1 debida al grupo amino. De modo semejante, el p l de la lstidina, con dos grupos cargados posil.ivamente cuando estn protonados, es de 7,59 (el promedio de los valores de pK3 de los g111pos amino e imidazol), mucho mayor que el de la glicina.

Finalmente, y como se ha indicado anteriorment.e, en las condiciones general.es de exposicin libre y abierta al entorno acuoso, slo la histidina tiene un grupo R CPKa = 6,0) que pro-porciona poder tamponante significativo al pH cercano a la neutralidad presente normalmente en los fluidos intra- y ex-tracelulares de la mayora de animales y bacterias (Tabla 3-1).

RESUMEN 3.1 Aminocidos

Los 20 aminocidos que se encuentran normalmente como residuos en las protenas contienen un grupo a-carboxilo, un grupo a-amino y un grupo R caracterstico unido al carbono a. El tomo de carbono a de Lodos los aminocidos excepto la glicina es asimtrico, por lo que los aminocidos pueden existir en al menos dos fo1~mas estereoisomricas. En protenas tan slo se encuentran los estereoismeros L, cuya configuracin est relacionada con la de la molcula de referencia, L-gliceraldehdo.

Tambin existen otros aminocidos menos comunes, ya sea como constituyentes de las protenas (mediante la modificacin de los aminocidos estndar despus de la sntesis ele protenas) o como metabolitos libres.

Los aminocidos se clasifican en cinco tipos en virtud de la polaridad y carga de sus grupos R (a pH 7) .

Los aminoddos se diferencian en sus propiedades cido-base y tienen curvas de titulacin caracterfsticas. Los aminocidos monoamino-monocarboxlicos (con grnpos R no ionizables) son cidos diprticos +H,1NCH(R)COOH] a pH bajo y existen en diversas formas diferentes al ir aumentando el pH. Los aminocidos con grupos R ionizables poseen especies inicas adicionales, dependiendo del pH del medio y del pK" del grupo R.

3.2 Pptidos y protenas Ahora nos ocuparemos de los polmeros de los aminocidos, los pptidos y las protenas . Los pptidos que se encuentran en la naturaleza varan en tamaflo desde pequeas molculas que contienen dos o tres aminocidos hasta molculas muy graneles que contienen miles de ellos. Aqt nos c:entrarernos en las propiedades quncas fundamentales de estos polmeros.

3.2 Pptidos y protenas 85

Los pptidos son cadenas de aminocidos Dos molculas de aminocidos pueden wrse de forma cova-lentc a travs de un enlace amida sustituido, denominado en-lace peptdico, formando un dipptido. Este enlace se forma por eliminacin de los e lementos del agua (deshidratacin) del grupo a-carboxilo de un aminocido y el grupo a -amino de otro (Fig. 3-13). La formacin del enlace peptdico es un ejemplo ele una reaccin de condensacin, que es un tipo de reaccin frecuente en las clulas vivas. En condiciones bio-qu111cas normales, el equilibrio de la reacein que se muestra en la Figura 3-13 favorece a los aminocidos por encima del dipptido. Para conseguir que la reaccin sea termodin.nca-mente ms favorable, es necesario n1odificar o activar qufmi-camente el grupo carboxilo de modo que su grupo hidroxilo p ueda ser eliminado ms fcilmente. Al final de este captulo se esquematiza una aproxin1acin qumica a este problema. La aproximacin biolgica a la formacin del enlace peptclico es un tema importante del Captulo 27.

Se pueden unir tres aminocidos mediant.e dos enlaces p eptdicos para formar un tripptido; de manera sinlar se pueden unir aminocidos para dar tetrapptidos, pentappti-dos y as sucesivamente. Cuando se unen unos pocos amino-cidos de este modo, la estructura resultante se denomina oligopptido. Cuando se unen roucltos aminocidos el pro-ducto se denomina polipptido. Las protenas pueden tener miles ele residuos aminocidos. Aunque a veces los trminos "polippticlo" y "prote1a" son intercambiables, las molculas denominadas polipptidos tienen generalmente masas mole-culares LnJeriores a 10.000 y las que se denominan protenas tienen masas moleculares superiores.

La Figura 3 -14 muestra la estructura de un pentapptido. Como ya se ha indicado, las unidades de aminocido de un pptido se denominan frecuentemente residuos (la. parte que queda tras perder un tomo de h.idrgeno de su grupo amino y una porcin hidroxilo de su grupo carboxilo). El residuo ami-

Ri H R2 + 1 1 1

HaN- CH- C-OH + II-N-CH-co o-11 o

I LO ~~ 11/l R1 H R2

' 1 1 1 HaN-CH- C-N-CH-coo-

~ FIGURA 3-13 Formacin de un enlace peptdico por condensacin. El grupo a-amino de un aminocido (con el grupo R2) acta como nuclefi lo desplazando el grupo hidroxilo de otro aminocido (con el grupo R1 ) para formar un enlace peptdico (sombreado en amari llo). Los grupos amino son buenos nuclefilos, pero el grupo hidroxi lo es un mal grupo saliente, por lo que no es desplazado fci lmente. A pH fisiolgico, la reaccin, tal como se muestra, no tiene lugar de forma apreciable.