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GRAN TRABAJO DE INVESTIGACION

TEMA: PROTEÍNAS

INTEGRANTES:

Lindsay Núñez Idrovo (Coordinadora)

Grace Kelly Icaza Onofre

Diego Guzmán Silva

PROFESORA:

MSc. María Fernanda Morales

FECHA DE ENTREGA: 08/11/2016

2do TÉRMINO

2016-2017

ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN

INGENIERIA EN ALIMENTOS

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ÍNDICE

INTRODUCCIÓN: ................................................................................................................... 3 1. Estructura y propiedades de los aminoácidos .......................................................... 4

1.1. Aminoácidos ........................................................................................................... 4 1.2. Estructura general de los aminoácidos ............................................................... 4

1.3. Propiedades aminoacídicas .................................................................................. 5 1.4. Clasificaciones de aminoácidos según sus cadenas laterales .......................... 6 1.5. Forma Zwitteriónica .............................................................................................. 7 1.6. Estereoisomería de aminoácidos ........................................................................ 8 1.7. Aminoácidos no estándar ...................................................................................10 1.8. Propiedades ácido-básicas y curvas de valoración. ........................................11

2. Funciones biológicas y estructura de las proteínas. ...............................................13 2.1. Funciones biológicas ...........................................................................................14 2.2. Enlace peptídico...................................................................................................16 2.3. Péptidos y proteínas. ..........................................................................................18

2.4. Niveles de organización estructural de las proteínas .........................................20 2.4.1. Estructura primaria: .........................................................................................20 2.4.2. Estructura secundaria: .....................................................................................21

2.4.3. Estructura terciaria ..........................................................................................26 2.4.4. Estructura cuaternaria.....................................................................................27 2.5. Fuerzas Implicadas en la estabilidad de la estructura de las proteínas .......29 2.6. Información a partir de la secuencia de aminoácidos ....................................31

3. MÉTODOS DE SEPARACIÓN Y PURIFICACIÓN DE PROTEÍNAS ...............................32 4. Desnaturalización y plegamiento de proteínas. .....................................................37

4.1. Desnaturalización de Proteínas .........................................................................37 Estabilidad de la estructura proteínica ........................................................................38 4.2. Plegamiento de Proteínas ..................................................................................40 4.2.1 El problema del plegamiento .........................................................................41 4.2.2 El efecto hidrófobo ..........................................................................................43 4.2.3 Puentes de hidrógeno .....................................................................................43

4.3. Chaperonas Moleculares ....................................................................................44 5. Métodos de Análisis de Proteínas en Alimentos .......................................................47 CONCLUSIONES: .................................................................................................................49 CONCLUSIONES DEL PAPER...............................................................................................54 BIBLIOGRAFÍA: ....................................................................................................................55 ANEXOS ................................................................................................................................56

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INTRODUCCIÓN:

En el organismo de los seres vivos encontramos una gran variedad de proteínas

que juegan un papel importante en los sistemas biológicos. La función específica

que cada proteína tiene, depende de su estructura que está determinada por la

secuencia de aminoácidos que la conforman. Los aminoácidos tienen en común la

presencia de un carbono denominado Carbono-α, al que se enlazan: un grupo

amino, carboxilo, un átomo de hidrógeno y una cadena radical que los diferencia.

Por su estructura, éstos monómeros adquieren propiedades peculiares como un

comportamiento ácido-básico y un estado de ionización que se modifica a diferentes

condiciones de pH. Para la síntesis de proteínas, los aminoácidos se unen en

secuencias lineales mediante reacciones de condensación entre un grupo carboxilo

de un aminoácido y con el grupo amino del siguiente, produciendo un enlace

covalente tipo amida denominado enlace peptídico.

Las proteínas constan de diferentes niveles estructurales como: estructura primaria

conformada de una cadena polipeptídica lineal, estructura secundaria unida por

diferentes enlaces covalentes y no covalentes, estructura terciaria y cuaternaria. Las

proteínas más estables son aquellas que poseen mayor número de enlaces débiles.

Las investigaciones a nivel bioquímico requieren la extracción y purificación del

objeto de estudio que, en este caso, son las proteínas por lo cual utilizan diversas

técnicas de separación y purificación como es el método cromatógrafo para

separación de proteínas.

Las proteínas son sintetizadas en los ribosomas luego de un complejo proceso en

el cual el ensamble de los aminoácidos se ejerce durante la traducción del RNA

mensajero (mRNA); el proceso de plegamiento comienza desde la formación de la

estructura secundaria hasta llegar a su forma estable, la cual es la estructura

terciaria. Durante el plegamiento aparecen proteínas asistentes, denominadas

chaperonas, que ejercen la función de control de calidad ya que corrigen el

plegamiento erróneo durante la estructuración proteica.

En la industria alimentaria, para determinar la cantidad de proteína que aporta un

alimento, se ejecutan distintos métodos de ensayo los cuales están fundamentados

en el conocimiento del comportamiento proteico.

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1. Estructura y propiedades de los aminoácidos.

1.1. Aminoácidos

Los aminoácidos son un grupo heterogéneo de moléculas que poseen unas

características estructurales y funcionales comunes. Existen veinte aminoácidos

diferentes especificados en el código genético, aunque hay otros aminoácidos

menos frecuentes que se forman por modificaciones enzimáticas posteriores al

proceso de traducción. En las células, estos veinte aminoácidos se unen mediante

enlaces covalentes formando largas cadenas de combinaciones específicas que

producen un gran número de proteínas diferentes. El tamaño puede ser muy

variado, desde péptidos formados por un número pequeño de aminoácidos hasta

polímeros de una elevadísima masa molecular. La disposición lineal concreta de los

aminoácidos de una proteína constituye su secuencia primaria y es esta secuencia

la que va a determinar su estructura tridimensional específica que es fundamental

para que desempeñe su función.

Además de ser las unidades estructurales de las proteínas, existen aminoácidos

que son intermediaros de ciertas rutas metabólicas, como la citrulina y la ornitina en

el metabolismo de la arginina y la prolina. Otros son precursores de muchas

sustancias biológicas que contienen nitrógeno (grupo hemo, nucleótidos,

coenzimas, hormonas, neurotransmisores, etc.). Por ejemplo, las catecolaminas

(adrenalina, noradrenalina y dopamina) se sintetizan a partir de la tirosina, un

aminoácido, en el cerebro y en las glándulas suprarrenales y actúan como

neurotransmisores y como hormonas.

1.2. Estructura general de los aminoácidos.

Los aminoácidos tienen en común la existencia de un átomo de carbono (llamado

carbono α) al que se unen los siguientes grupos funcionales: un grupo carboxilo (—

COOH), un grupo amino (— NH2) y un átomo de hidrógeno. La cuarta valencia del

carbono está unida a un radical o cadena lateral, que sirve para diferenciar los veinte

aminoácidos que constituyen la mayor parte de las proteínas. La única excepción

es la prolina, que posee una estructura cíclica y un grupo amino secundario.

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Los nombres de los veinte aminoácidos se pueden representar mediante un código

de tres letras o utilizando una única letra. Excepto en la Gly, el carbono a tiene

cuatro sustituyentes distintos, por lo que es un centro quiral. Así, los aminoácidos

se pueden presentar orientados en el espacio de dos formas diferentes que son

imágenes especulares no superponibles denominados enantiómeros. Siguiendo la

representación de Fischer, propuesta para los azúcares, los enantiómeros se

designan con las letras D o L, según su analogía con el D o L-gliceraldehído

Los aminoácidos que forman las proteínas sólo pertenecen a las formas del

enantiómero L, aunque se desconoce el motivo por el que se ha elegido esta forma

durante la evolución. Como excepción, existen formas D en algunos péptidos que

forman parte de la composición de las paredes bacterianas. Estas formas D se

forman a partir de las L por la actuación de una enzima (racemasa) que es un

frecuente objetivo farmacológico antibacteriano.

Además del carbono α, algunos aminoácidos presentan carbonos asimétricos en su

cadena lateral, como es el caso de la Thr y la lie.

1.3. Propiedades aminoacídicas.

Como ya se ha mencionado, los aminoácidos presentan un grupo amino con

carácter básico (aceptor de protones) y un grupo carboxilo con carácter ácido (dador

de protones). Como a pH fisiológico los aminoácidos se encuentran en su forma de

ion dipolar, en realidad el carácter ácido lo presenta el grupo amino protonado y el

carácter básico el grupo carboxilo ionizado. Este tipo de sustancias que pueden

actuar como ácidos o como bases se conocen como sustancias anfóteras. Además,

algunos aminoácidos tienen un grupo ácido o básico en su cadena lateral.

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Para comprender la importancia biológica de este carácter y sus principales

consecuencias vamos a analizar el comportamiento del aminoácido más sencillo, la

Gly, cuando se realiza una curva de titulación. A un pH muy ácido ambos grupos

funcionales se encuentran protonados y la forma dominante es NH3 — CH2—

COOH. Por tanto, esta molécula puede perder dos protones, el del grupo carboxilo

y el del grupo — NH3, que es ahora un ácido conjugado. Cuando va aumentando el

valor del pH (por la adición de un volumen conocido de una base fuerte como el

NaOH) cada vez encontraremos un mayor porcentaje de moléculas que han perdido

el protón del grupo ácido, hasta llegar a un valor en el que la concentración de las

formas NH3 — CH2—COOH y NH3—CH2—COO- sea igual. Si recordamos la

ecuación de Henderson-Hasselbalch, este es el valor en el que pH = pKa. En el

caso de la Gly este valor es de 2,34 para el grupo carboxilo (pK1). Si se sigue

aumentando el pH, llegará un momento en que se empiecen a perder los protones

del grupo —NH3 hasta que se llegue a un valor del pH en el que la concentración

de NH3—CH2—COO- sea igual a la de NH2— CH2 — COO”. Este valor de pH

coincide con el pKa de grupo NH3 (pK3 de 9,6 para la Gly). Entre ambos valores

habrá un valor de pH en el que la forma dominante sea el ión dipolar NH3—CH2—

COO-. Este valor de pH se denomina punto isoeléctrico, ya que la carga neta de la

molécula es cero. En aminoácidos sin cadena lateral ionizable el valor del pl coincide

con la media aritmética de los valores de pKa que afectan a la forma neutra [pl

=1/2(pK1 + pK2)].

1.4. Clasificaciones de aminoácidos según sus cadenas laterales.

La unión covalente de los aminoácidos para formar las proteínas hace que los

grupos funcionales amino y carboxilo de todos los aminoácidos, excepto el primero

y el último, se vean modificados debido a la formación del enlace peptídico. Por este

motivo, en los polipéptidos, la naturaleza química de la cadena lateral de los

aminoácidos es la que va a condicionar su solubilidad en agua, su reactividad y el

tipo de interacciones no covalentes que se pueden establecer.

Las cadenas laterales de los diferentes aminoácidos pueden ser de naturaleza

hidrofóbica (apolar), polar sin carga, o pueden presentar carga a determinados

valores de pH.

Los aminoácidos estrictamente hidrofóbicos son: Ala, Val, Leu, lie, Pro, Phe,

Trp y Met. Todos tienen cadenas laterales alifáticas, menos la Phe y el Trp

que, por presentar anillos aromáticos en su estructura, tienen la capacidad

de absorber luz ultravioleta a determinadas longitudes de onda (alrededor de

280 nm). La prolina se caracteriza por su estructura cíclica rígida con un

grupo amino secundario que le confiere un papel especial en la formación de

la estructura secundaria. El aminoácido Gly, que tiene un solo hidrógeno

como cadena lateral, se suele incluir en este grupo, aunque tiene unas

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características especiales. La presencia de azufre permite diferenciar dos

aminoácidos: Met y Cys. La Met es totalmente apolar y es el aminoácido

iniciador de la síntesis de proteínas. La Cys, que posee un grupo sulfhidrilo

muy reactivo, puede incluirse en este grupo ya que su principal característica

es la formación de puentes disulfuro entre dos Cys, un enlace covalente

apolar.

Los aminoácidos polares sin carga son: Ser, Thr, Tyr, Asn y Gln. Los tres

primeros tienen en común la presencia de un grupo hidroxilo, aunque hay

que destacar el carácter aromático de la Tyr. La Ser es con frecuencia unos

de los aminoácidos fundamentales en la catálisis enzimática, debido a su

actuación como reactivo nucleófilo. Gln y Asn se caracterizan por la

presencia de un grupo amida que les confiere su reactividad.

Los aminoácidos ionizables a pH fisiológico son: Glu, Asp, Lys, Arg e His.

Los dos primeros poseen un grupo carboxilo que se encuentra ionizado en

su forma aniónica a pH fisiológico (—COO-) y los tres últimos poseen grupos

funcionales con carácter básico por lo que pueden captar protones del medio

adquiriendo carga positiva. Tanto la Lys como la Arg se encuentran ionizadas

a pH fisiológico; y la His, con un grupo imidazol con un pKz de 6, sólo estará

cargada en un cierto porcentaje de moléculas a este pH. Como se estudiará

más adelante, también la Cys y la Tyr pueden encontrarse ionizados en unas

determinadas condiciones de pH, pero no a pH fisiológico.

1.5. Forma Zwitteriónica

Las formas cargada y no cargada de los grupos ácidos débiles —COOH y —NH3+

ionizables que existen en solución en equilibrio protónico:

𝑅 − 𝐶𝑂𝑂𝐻 ↔ 𝑅 − 𝐶𝑂𝑂− + 𝐻+

𝑅 − 𝑁𝐻3+ ↔ 𝑅 − 𝑁𝐻2 + 𝐻+

Si bien tanto el R—COOH como el R—NH3+ son ácidos débiles, R—COOH es un

ácido mucho más fuerte que R—NH3+. A pH fisiológico (pH de 7.4), los grupos

carboxilo existen casi por completo como R—COO– y los grupos amino de manera

predominante como R—NH3+.

Las moléculas que contienen un igual número de grupos ionizables de carga

opuesta y que, por ende, no portan carga neta, reciben el nombre de zwitteriones.

De este modo, los aminoácidos en sangre y casi todos los tejidos deben

representarse como en A, a continuación.

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La estructura B no puede existir en solución acuosa, porque a cualquier pH lo

bastante bajo como para protonar el grupo carboxilo, también estaría protonado el

grupo amino. De modo similar, a cualquier pH suficientemente alto como para que

predomine un grupo amino no cargado, un grupo carboxilo estará presente como

R—COO–. Sin embargo, la representación B no cargada a menudo se usa para

reacciones que no comprenden equilibrios protónicos.

Los zwitteriones son un ejemplo de una especie isoeléctrica, la forma de una

molécula que tiene un número igual de cargas positivas y negativas y, así, es neutral

desde el punto de vista eléctrico. El pH isoeléctrico, también llamado pI, es el pH a

la mitad entre valores de pKa para las ionizaciones a ambos lados de las especies

isoeléctricas.

1.6. Estereoisomería de aminoácidos.

Todos los aminoácidos excepto la glicina tienen el carbono alfa asimétrico, lo que

les confiere actividad óptica; esto es, sus disoluciones desvían el plano de

polarización cuando un rayo de luz polarizada las atraviesa. Si el desvío del plano

de polarización es hacia la derecha (en sentido horario), el compuesto se denomina

dextrógiro, mientras que si se desvía a la izquierda (sentido antihorario) se

denomina levógiro. Un aminoácido puede en principio existir en sus dos formas

enantioméricas (una dextrógira y otra levógira), pero en la naturaleza lo habitual es

encontrar sólo una de ellas.

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Estructuralmente, las dos posibles formas enantioméricas de cada aminoácido se

denominan configuración D o L dependiendo de la orientación relativa en el espacio

de los 4 grupos distintos unidos al carbono alfa. El hecho de que sea dextrógiro no

quiere decir que tenga configuración D. Los dos estereoisómeros de la alanina, la

L- y la D-alanina, son imágenes especulares no superponibles entre sí

(enantiómeros).

Los enlaces con forma de cuña se proyectan fuera del plano del papel; los enlaces

a trazos lo hacen por detrás. Se supone que los enlaces horizontales se proyectan

fuera del plano del papel, los enlaces verticales por detrás. No obstante, se utilizan

a menudo las fórmulas de proyección de una forma descuidada sin pretender

representar una configuración estereoquímica específica.

Asimetría Molecular: moléculas quirales y aquérales.

Cuando un átomo de carbono tiene cuatro sustituyentes diferentes (A, B, X, Y),

éstos pueden disponerse de dos maneras diferentes, que dan lugar a dos moléculas

no superponibles, siendo cada una de ellas la imagen especular de la otra

(enantiómeros). Estos átomos de carbono son asimétricos y se denominan átomos

quirales o centros quirales.

b) Cuando alrededor del átomo de carbono tetraédrico se disponen únicamente tres

sustituyentes diferentes (es decir, hay dos sustituyentes iguales), solamente es

posible una configuración espacial y la molécula es simétrica o aquiral.

En este caso la molécula puede súper imponerse a su imagen especular: aquí, la

molécula de la izquierda, rotando en sentido contrario a las agujas del reloj (cuando

se mira hacia abajo por el eje vertical que une A y C), da lugar a la molécula del

espejo.

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Relación estérica de los estereoisómeros de la alanina

con la configuración absoluta del L- y D-gliceraldehído.

En estas fórmulas de perspectiva, los carbonos

están alineados verticalmente con el átomo quiral

en el centro. Los carbonos de estas moléculas

están numerados empezando con los carbonos

aldehído o carboxilo en el extremo (en rojo), 1 a

3 de arriba abajo tal como se muestra.

Cuando se presentan de esta forma, el grupo R del aminoácido (en este caso el

grupo metilo de la alanina) está siempre debajo del carbono alfa. Los L-aminoácidos

son los que tienen el grupo alfa-amino a la izquierda y los D-aminoácidos los que

tienen el grupo alfa-amino a la derecha.

1.7. Aminoácidos no estándar.

Además de los veinte aminoácidos determinados por el código genético, existen

otros aminoácidos que sufren modificaciones después de estar incorporados en la

cadena polipeptídica. Estos aminoácidos “no estándares” a veces tienen un papel

biológico importante. En la molécula de colágeno existen dos de estos aminoácidos:

la 4 hidroxiprolina y la 5-hidroxilisina. En ambos casos la modificación consiste en

la adición de un grupo hidroxilo y cada reacción está catalizada por una enzima

específica. Existen cambios más complejos como la formación de desmosina en la

elastina a partir de cuatro residuos de Lys. Algunos aminoácidos de las proteínas

que forman complejos con los ácidos nucleicos también están modificados. Las

proteínas de los cromosomas, las histonas, pueden tener grupos metilo, acetilo o

fosfato específicos. El ácido y-carboxiglutámico, producido por una modificación

postraduccional dependiente de vitamina K, se encuentra en la protrombina, una de

las proteínas que intervienen en la coagulación de la sangre, y en otros factores de

coagulación. Con dos grupos carboxilo, tiene una gran capacidad para fijar cationes

Ca2+

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Por ejemplo, algunos residuos de prolina en la proteína colágena se oxidan y forman

residuos de hidroxiprolina. Otra modificación común es la adición de cadenas

complejas de carbohidratos, proceso llamado glicosilación. Muchas proteínas se

fosforilan por adición de grupos fosforilo a las cadenas laterales de serina, treonina

o tirosina. La oxidación de pares de residuos de cisteína para formar cistina también

sucede después que se sintetiza un polipéptido. En las bacterias, el primer

aminoácido en una proteína suele ser metionina, que se modifica por adición de un

grupo formilo para formar N-formilmetionina.

1.8. Propiedades ácido-básicas y curvas de valoración.

Los aminoácidos presentan características que se deben fundamentalmente a su

naturaleza iónica anfotérica ácido-base. La palabra anfótero proviene del griego

anfi, que significa ambos, por lo que a estos compuestos también se les conoce

como sustancias anfifílicas, anfolitos o electrolitos anfóteros.

Su estructura iónica se confirma por sus puntos de fusión o de descomposición que

son relativamente elevados (200ºC) o por su solubilidad en agua, que es mayor que

en disolventes polares, ambas propiedades típicas de sustancias estabilizadas por

fuerzas de atracción entre grupos de carga opuesta, como ocurre con los cristales

de sales, por ejemplo, el NaCl. Además, tienen constantes dieléctricas elevadas, y

sus valores de momento dipolo son altos debido a la presencia de funciones

negativas y positivas dentro de una misma molécula.

Su carácter anfotérico les confiere la capacidad de recibir y de donar electrones y

alcanzar un punto isoeléctrico (pI) cuando presentan el mismo número de cargas

positivas y negativas, por lo que su carga neta es cero. Los aminoácidos pueden

tener, por lo tanto, tres estados que dependen del pH: a pH, pI se encuentran en

forma protonada o catiónica; en el pI su carga es cero, y a pH . pI adquieren una

carga negativa o aniónica. Es decir, no existe un pH en el cual estos anfolitos estén

completamente ausentes de cargas eléctricas, ya que las presentan aun en el pI.

En cualquiera de estos tres estados pueden ejercer fuerzas electrostáticas. El

cuadro 3.1 muestra los valores del punto isoeléctrico de los aminoácidos.

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La ionización de los aminoácidos es similar a la de cualquier otra molécula, y por lo

tanto sigue la ecuación de Henderson-Hasselbalch:

𝑝𝐻 = 𝑝𝐾 + log𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎 𝑛𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎 (𝑏𝑎𝑠𝑒)

𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑛𝑎𝑑𝑎 (á𝑐𝑖𝑑𝑜)

Donde pK, por definición, es el logaritmo negativo de la constante de disociación (K)

del grupo ionizable:

𝐴𝑚𝑖𝑛𝑜á𝑐𝑖𝑑𝑜 ↔ 𝑏𝑎𝑠𝑒− + 𝐻+; 𝐾 =[𝑏𝑎𝑠𝑒−][𝐻+]

𝑎𝑚𝑖𝑛𝑜á𝑐𝑖𝑑𝑜

Por ejemplo, el pK del carboxilo de la glicina es de 2.34, ya que a valores de pH

menores de 2.34 este grupo se encuentra protonado como COOH, y que a pH

mayores se encuentra como COO2. El pK del amino es de 9.78, ya que, a pH, pK

toma la forma NH3+ y a pH. pK, aparece como NH2.

Además de los carboxilos y los aminos, otros grupos también ejercen una influencia

en el comportamiento ácido-base de los aminoácidos: el imidazol de la histidina, el

e-amino de la lisina, el b-carboxilo del ácido aspártico, el sulfhidrilo de la cisteína, el

g-carboxilo del ácido glutámico, el guanidino de la arginina y el hidroxilo fenólico de

la tirosina. El punto isoeléctrico de los compuestos que contienen sólo dos grupos

ionizables, un carboxilo y un amino, se puede calcular a partir de sus respectivos

valores de pK.

La curva de valoración de la alanina, en la que se aprecia fácilmente el pI y los pK

de los grupos carboxilo y amino al igual que sus formas aniónica y catiónica, en un

intervalo de pH de 1 a 13. En este caso, la curva es muy sencilla debido a que se

trata de un aminoácido con una estructura química simple. Ésta cambia

considerablemente en aminoácidos más complejos, como los aromáticos, los ácidos

o los básicos. La valoración de los péptidos y de las proteínas resulta aún más difícil

debido al gran número de aminoácidos ionizables que contienen, los que además

pueden interaccionar con diferentes iones, o estar “enterrados” en el interior de la

molécula y no estar disponibles para la valoración.

𝑝𝐼 =𝑝𝐾𝑎𝑚𝑖𝑛𝑜 + 𝑝𝐾á𝑐𝑖𝑑𝑜

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2. Funciones biológicas y estructura de las proteínas.

La conformación asumida por las proteínas nativas comprende diferentes tipos

dentro de su molécula, que definen sus propiedades inmunológicas, enzimáticas u

hormonales. Una pérdida de conformación modifica estas propiedades, como puede

suceder con la actividad biológica de las enzimas, que se basa en su conformación

tridimensional, estabilizada por un delicado balance fisicoquímico en su molécula,

sensible a cambios en su entorno, como se ilustra en la figura 3.21 con la

termodesnaturalización de la ribonucleasa que no involucra la destrucción de los

enlaces S-S.

Los cuatro niveles de estructuración están estabilizados por los diferentes tipos de

uniones químicas.Los enlaces covalentes son los responsables del enlace

peptídico, son de menor longitud y los de mayor energía. Los puentes salinos o

iónicos, también llamados interacciones electrostáticas, se crean por atracción

coulómbica entre grupos cargados con signo opuesto, y son las uniones polares

más fuertes que existen. Los puentes de hidrógeno aun siendo más débiles

desempeñan un papel primordial en la conformación 3D de una proteína por su

abundancia. Las fuerzas atractivas de Van der Waals se establecen por la inducción

de un momento dipolo entre grupos eléctricamente apolares.

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En el cuadro 3.6 se puede observar que de las uniones covalentes el enlace

peptídico C-N es el más fuerte, comparado con el enlace disulfuro S-S que requiere

de menor energía para su hidrólisis.

Este último puede romperse sin causar necesariamente una pérdida de la

conformación del polímero, y por lo tanto, de su funcionalidad.

2.1. Funciones biológicas

- Función de transporte

Se encuentran en la sangre y su función consiste en transportar moléculas

específicas de un órgano a otro. Por ejemplo, la hemoglobina, presente en los

glóbulos rojos, se combina con el oxígeno cuando la sangre pasa a través de

los pulmones, y lo transporta a los tejidos periféricos. Una enfermedad genética, la

talasemia, está causada por un defecto genético en la estructura de esta proteína.

Las lipoproteínas, por su parte, transportan los lípidos ingeridos con la dieta desde

el hígado hasta otros órganos por medio de la sangre.

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- Función de reserva

La ovoalbúmina se encuentra en la albúmina de los huevos y sirve para el

desarrollo del embrión de las aves, mientras que la caseína está presente en la

leche (3% de su peso) y tiene un gran valor nutritivo para los mamíferos.

- Función de movimiento

La actina y la miosina son proteínas filamentosas que se hallan en las células

musculares esqueléticas permitiendo su contracción y con ello el movimiento.

- Función estructural

Existen muchas proteínas que sirven de soporte a la estructura de los organismos.

El colágeno, por ejemplo, es una proteína con una gran capacidad elástica,

presente en tejidos tales como los tendones, los cartílagos y la dermis. Otra

proteína estructural es la elastina, que se encuentra en los ligamentos. Las plumas

de las aves, las uñas, las pezuñas y los cabellos están constituidos en su mayor

parte por queratina, una proteína muy resistente e insoluble en agua.

- Función de defensa

Existe una categoría de proteínas cuya función consiste en proteger el organismo

de daños eventuales. Los linfocitos de los vertebrados producen anticuerpos,

proteínas altamente especializadas, capaces de reconocer y destruir los agentes

patógenos externos, tales como virus y bacterias.

El fibrinógeno y la trombina son, en cambio, proteínas que regulan la coagulación

e impiden una copiosa pérdida de sangre cuando se lesiona el sistema vascular.

También las proteínas tóxicas, como la bungarotoxina del veneno de cobra, tienen

una función defensiva.

- Función reguladora

Regulan la actividad de las células e incluyen varias hormonas, como la insulina,

que regula el metabolismo de la glucosa y cuyo déficit provoca la diabetes, o la

hormona del crecimiento, que estimula el alargamiento de los huesos.

- Función enzimática

Son proteínas de muy distintos tipos, cuya función consiste en acelerar (catalizar)

las reacciones químicas que tienen lugar en la célula. Se conocen más de dos mil

enzimas, cada una de las cuales es capaz de catalizar una reacción distinta. Sin

las enzimas, las reacciones se producirían igualmente, pero en tiempos

excesivamente largos, incompatibles con la vida celular: de hecho, la pérdida de

una enzima que regula una función importante de la actividad de la célula produce

la muerte de ésta. Hay enzimas que catalizan la síntesis de las proteínas (las

sintetasas) y otras que causan su degradación (proteasas).

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2.2. Enlace peptídico.

Los análisis de difracción de rayos X de las proteínas han demostrado que el enlace

peptídico tiene un carácter parcial de doble ligadura por la resonancia entre los

átomos O-C-N. Siendo el enlace C-N de las proteínas más corto que el de otros

compuestos orgánicos e inorgánicos semejantes, que además provoca que la unión

peptídica no pueda rotar libremente, lo que limita su libertad de movimiento en la

cadena polipeptídica.

De hecho, los átomos O, C, N, H son casi coplanares. El enlace peptídico puede

considerarse un híbrido de resonancia de dos formas

El grupo de átomos alrededor del enlace peptídico puede darse en dos

configuraciones posibles, trans y cis. Normalmente son de la configuración trans, ya

que la cis es poco estable, sobre todo cuando se trata de aminoácidos con R

voluminosos.

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La cadena polipeptídica en cada residuo tiene un potente donador para formar

puentes de hidrógeno: (–NH–) y un importante aceptor de H: (–CO–), crucial para

la estructuración tridimensional de las proteínas. Los otros enlaces de la cadena C–

C y C–N son normales. La cadena no es muy reactiva, excepto por su amino y

carboxilo terminales.

Los seis átomos del enlace peptídico son coplanares, es decir, se localizan en un

solo plano que le da rigidez y estabilidad a la estructura debido a la resonancia y

limita las posibilidades de rotación o de flexión, por lo tanto, el número de formas

estructurales que pueden adquirirse es reducido. Dichas restricciones son aún más

notorias cuando los grupos R de las cadenas laterales presentan impedimentos

estéricos. Por todo lo anterior, se concluyó que, para obtener una mayor estabilidad,

los polipéptidos requieren coplanaridad de los seis átomos que integran el enlace

peptídico y para inducir una máxima interacción por puentes de hidrógeno entre

ellos se requiere colinearidad. La formación de un enlace peptídico en un entorno

acuoso no está favorecida termodinámicamente, ya que el cambio de energía libre

de esta reacción a temperatura ambiente en solución acuosa es de

aproximadamente 110kJ/mol. En realidad la reacción favorecida en estas

condiciones es la hidrólisis del enlace peptídico.

El equilibrio se encuentra muy desplazado hacia la derecha, sin embargo, la

reacción sin catalizar es sumamente lenta. Como los polinucleótidos, los

polipéptidos son metaestables, sólo se hidrolizan rápidamente cuando están

presentes catalizadores.

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La hidrólisis peptídica puede catalizarse de distintas maneras. Un método general,

que fragmenta todos los enlaces peptídicos, consiste en calentar la proteína en un

ácido mineral fuerte (normalmente HCl 6 M). Se logra una hidrólisis más específica

mediante enzimas proteolíticas o proteasas. Mu chas de estas enzimas son

específicas con relación a los enlaces que fragmentan; algunas se secretan al tracto

digestivo de los animales, donde fragmentan las proteínas para su posterior

digestión; otras, como la papaína, se encuentran en algunos tejidos vegetales. La

existencia de un conjunto de tales enzimas, con sitios de corte específico, es útil en

bioquímica debido a que permite la fragmentación de polipéptidos de un modo bien

definido. Una reacción no enzimática que rompe un enlace peptídico específico

utiliza el reactivo bromuro de cianógeno (BrC{N) que rompe específicamente el

enlace peptídico en el lado del carboxilo de los residuos de Met:

2.3. Péptidos y proteínas.

Los aminoácidos se unen covalentemente formando un enlace amida entre los

grupos a-amino y a-carboxilo. Este enlace suele denominarse enlace peptídico, y

los productos que se forman a partir de esta unión se llaman péptidos. Para la unión

de dos aminoácidos, por ejemplo, Gly más Ala, el producto es un dipéptido

denominado glicil-alanina. La reacción puede considerarse una simple eliminación

de una molécula de agua entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino

del otro. En la unión anterior se deja aún un grupo –H3N1 disponible en un extremo

del dipéptido, y un grupo –COO2 sin reaccionar en el otro. En consecuencia, la

reacción podría continuar añadiendo, por ejemplo, Glu a un extremo y Lys al otro

para producir un tetrapéptido.

19

Cada vez que se añade un aminoácido a la cadena debe eliminarse una molécula

de agua. La porción de cada aminoácido que permanece en la cadena se denomina

residuo de aminoácido como se mencionó en secciones anteriores. Colectivamente,

las cadenas que contienen pocos residuos de aminoácidos se denominan

oligopéptidos y una cadena más larga, se denomina polipéptido. La mayoría de los

oligopéptidos y los polipéptidos conservan un grupo amino que no ha reaccionado

en un extremo (amino terminal o N-terminal) y un grupo carboxilo sin reaccionar en

el otro extremo (carboxilo terminal o C-terminal). Las excepciones son algunos

oligopéptidos cíclicos pequeños, en los que se han unido los N-terminales y los C-

terminales. Además, muchas proteínas tienen los N-terminales bloqueados por

grupos N-formil o N-acetil, y unos pocos tienen los carboxilos C-terminales que se

han modificado a amidas. La secuencia de un oligopéptido o polipéptido se escribe

mediante las abreviaturas de los aminoácidos, de tres letras o una letra,

convencionalmente con N-terminal a la izquierda y C-terminal a la derecha.

Ejemplos de péptidos en alimentos.

Varios péptidos tienen funciones biológicas importantes: la anserina (b-alanil-1-

metil-L-histidina) y la carnosina (b-alanil-L-histidina) se encuentran en alta

concentración en diferentes tejidos animales con funciones de amortiguador de pH.

En el pescado es más abundante la anserina en tanto que la carnosina abunda en

el músculo de mamíferos, por lo que en un tiempo se utilizó el análisis por HPLC de

estos dipéptidos para determinar el tipo de carne utilizada en un alimento.

Otro péptido es el glutatión (g-glutamilcisteíl-glicina) (figura 3.11) integrado por un

residuo de ácido glutámico, cuyo carboxilo g, en lugar del a de los enlaces

peptídicos normales, se une a la cisteína y ésta a su vez a la glicina. Se encuentra

en papas, frutos cítricos, uvas y en sangre; permite la desintoxicación de muchas

sustancias a través de la enzima glutation-S-transferasa, y se adiciona a los

derivados cárnicos que serán curados ya que desempeña un papel muy importante

en la transformación de los nitritos en nitrosomioglobina característica del color de

los embutidos curados. Su degradación térmica produce compuestos que recuerdan

el aroma de la carne, por lo que además se ha empleado como saborizante en

aplicaciones cárnicas.

Desde luego existen muchos más péptidos en la naturaleza, algunos cumplen la

función biológica de hormona, como es el caso de la oxitocina y la vasopresina.

20

2.4. Niveles de organización estructural de las proteínas

La estructura de las proteínas puede jerarquizarse en una serie de niveles,

interdependientes. Estos niveles corresponden a:

Estructura primaria, que corresponde a la secuencia de aminoácidos.

Estructura secundaria, que provoca la aparición de motivos estructurales.

Estructura terciaria, que define la estructura de las proteínas compuestas por

un sólo polipéptido.

Estructura cuaternaria, si interviene más de un polipéptido.

2.4.1. Estructura primaria:

Por estructura primaria de una proteína se entiende la secuencia lineal en que los

aminoácidos que la componen se unen de forma covalente, a través de enlaces

amida, conocidos también como enlaces peptídicos. El enlace peptídico es el fruto

de la condensación del grupo alfa-carboxílico del aminoácido i y el grupo amina del

aminoácido i + 1, con eliminación de una molécula de agua. En esta secuencia

lineal, todos los restos de aminoácido se encuentran en la configuración L.

Una proteína con n restos de aminoácidos contiene n-1 enlaces peptídicos. Al

extremo en el que se encuentra el grupo a-amina libre se le conoce como N-terminal

y a aquel que tiene el grupo a-COOH libre se le conoce como e-terminal. Por

convención, N representa el comienzo y C el fin de la cadena polipeptídica.

La longitud de la cadena (n) y la secuencia en que los n restos se unen, determina

las propiedades físico-químicas, estructurales, biológicas y funcionales de una

proteína. La secuencia aminoacídica codifica las estructuras secundaria y terciaria

y determina la funcionalidad biológica de las proteínas. La masa molecular de las

proteínas oscila entre unos pocos miles de daltons y más de un millón. Por ejemplo,

la litina (una proteína constituida por una sola cadena polipeptídica, que se

encuentra en el músculo) tiene una masa molecular relativa de más de 1 millón,

mientras que la de la secretina es de alrededor de 2.300. Muchas proteínas tienen

masas moleculares entre 20.000 y 100.000 daltons.

21

2.4.2. Estructura secundaria:

Se refiere al ordenamiento regular y periódico de las proteínas en el espacio, a lo

largo de su eje, y que se estabiliza por diversas fuerzas, de las cuales las

electrostáticas, los puentes de hidrógeno, las interacciones hidrofóbicas y las dipolo-

dipolo son las más importantes.

La gran mayoría de estos polímeros produce a hélices en las que una vuelta

completa consta de 3.6 aminoácidos, y sus cadenas laterales R quedan orientadas

perpendicularmente hacia el exterior del eje central, presentan el menor grado de

energía libre y es la forma más estable de estructura secundaria. Esta conformación

helicoidal puede producirse con los isómeros L o D y además con un enrollamiento

hacia la derecha o hacia la izquierda. Sin embargo, todas las proteínas nativas sólo

contienen L-aminoácidos y son dextro hélices. En este tipo de estructura los

carbonilos y los iminos de los enlaces peptídicos establecen puentes de hidrógeno

intramoleculares entre las vueltas consecutivas de la cadena. Estas interacciones

suceden cada 3.6 residuos y se efectúan entre el hidrógeno (N-H) de un enlace

peptídico y el oxígeno carbonílico (C=O) del tercer aminoácido que le sigue. Los

puentes de hidrógeno son paralelos al eje de la hélice y debido a su gran número,

contribuyen de manera importante a la estabilización de la estructura, a pesar que

en forma individual su energía es muy baja.

En especìfico las longitudes de un giro y de la longitud ocupada por un aminoácido.

Cuantas más interacciones de esta naturaleza existan, más estable es la estructura

y trae como consecuencia que esos grupos hidrófilos no estén disponibles para

reaccionar con las moléculas de agua, haciendo que el polímero sea poco soluble

22

en este disolvente. La presencia de Ala, Leu, Phe, Tyr, Trp, Cys, Met, His, Asn, Glu

y Val favorece las hélices, mientras que la Pro y la hidroxi Pro, las evitan, al igual

que la Ser, Thr, Lys, Ile y los ácidos Glu y Asp.

Otro tipo de estructura secundaria es la conformación b que se presenta en las

queratinas y en otras proteínas clasificadas como fibrosas, como el pelo de los

mamíferos y la seda.

En esta conformación el polipéptido adopta una conformación en zigzag extendida,

de tal manera que pueden existir varias moléculas alineadas paralela o

antiparalelamente, con lo que producen láminas plegadas unidas transversalmente

por puentes de hidrógeno intermoleculares. Todos los residuos presentan una

rotación de 180° respecto al precedente, con lo que cada cadena se convierte en

una hélice n52. Si las cadenas también están plegadas como en un acordeón,

pueden producirse puentes de hidrógeno lineales entre cadenas adyacentes. Las

cadenas polipeptídicas paralelas se desarrollan en la misma dirección del N terminal

a C terminal, mientras que en las antiparalelas se extienden en direcciones

opuestas. Todas las uniones peptídicas contribuyen a la estabilización y cadenas

laterales R se localizan por encima y por debajo de los planos de la lámina plegada.

La secuencia de aminoácidos de cada una de estas proteínas favorece un tipo

concreto de estructura secundaria, que a su vez confiere un conjunto concreto de

propiedades mecánicas adecuadas a su función y aplicaciones.

Un tercer tipo de estructura secundaria se encuentra en las hélices de la colágena,

proteína fibrosa del tejido conectivo que le confiere una alta rigidez y resistencia a

la piel, los cartílagos. Debido a su elevado contenido de prolina y de hidroxiprolina,

no desarrolla una a-hélice, sino una conformación que consiste en una triple hélice

23

de cadenas polipeptídicas que se mantienen unidas por puentes de hidrógeno

intermoleculares.

Finalmente, cuando no existen restricciones para que la proteína rote libremente,

como son los puentes de hidrógeno, ésta adquiere varias conformaciones al azar,

que sólo están controladas por el pH, la temperatura, la fuerza iónica, los sólidos

solubles y la constante dieléctrica del disolvente. Existen así mismo zonas de las

proteínas que no contienen una forma estructurada y se describen como zonas

aperiódicas.

Hélices Alfa

Es el segundo nivel de organización proteica en el cual el esqueleto peptídico esta

enrollado, como una estructura en espiral, alrededor de un eje

imaginario (organización helicoidal de la cadena peptídica)

Características estructurales del alfa-hélice:

Hay 3.6 aminoácidos en cada vuelta de la

hélice.

Todos los enlaces peptídicos son planares y

trans.

Los grupos N-H de todos los enlaces peptídicos

apuntan en la misma dirección, la cual es

aproximadamente paralela al eje de la hélice

Los grupos C=O de todos los enlaces

peptídicos apuntan en la dirección opuesta a la

de los grupos NH, también casi paralela al eje

de la hélice.

El grupo C=O de cada enlace peptídico está

unido por enlace de hidrogeno al grupo N-H del

enlace peptídico que se encuentra separado de

el por cuatro amino ácidos.

Todos los grupos R se encuentran dispuestos

hacia afuera de la hélice.

Hoja Plegada Beta (lámina beta)

Esta estructura secundaria se define como el nivel secundario de organización de

las proteínas en el cual el esqueleto de la cadena peptídica (Beta hebras) se

extiende en un arreglo en zigzag similar a una serie de pliegues, con los enlaces

peptídicos organizados en planos de inclinación alterna (alternando planos

24

descendentes y planos ascendentes). La hoja plegada beta puede formarse entre

dos cadenas peptídicas o entre diferentes segmentos de una misma cadena

peptídica.

Características de la Hoja plegada (lámina beta):

• Cada enlace peptídico es planar y tiene configuración trans.

• Los grupos C=O y N-H de los enlaces peptídicos de cadenas adyacentes (o

de segmentos adyacentes de una misma cadena) están en el mismo plano

apuntando uno hacia el otro, de tal forma que se hace posible el enlace de

hidrogeno entre ellos.

• Los puentes de hidrogeno son más o menos perpendiculares al eje principal

de la estructura en hoja plegada.

• Todos los grupos R en cada una de las cadenas alternan, primero arriba del

eje de la lámina, después abajo del mismo, y así sucesivamente.

Hay dos clases de estructura beta en hoja plegada:

Antiparalela: se forma cuando las dos cadenas polipeptídicas corren en dirección

opuesta (una corre del grupo amino al carboxilo y la otra del carboxilo al amino).

Paralela: Si las cadenas polipeptídicas adyacentes corren en la misma dirección.

25

Usualmente los segmentos de polipéptidos que muestran conformación Beta se

denominan, individualmente, Beta-hebras, y se representan por una flecha que

apunta en la dirección en la cual la hebra corre (del grupo amino al grupo carboxilo).

En las proteínas pueden encontrarse ambos tipos de hojas plegadas, pero la

estructura antiparalela es más estable ya que se encuentran en el mismo plano

apuntando uno hacia el otro, de tal forma que se hace posible el enlace de hidrogeno

entre ellos.

El contenido de conformación beta en las proteínas es muy variable: la mioglobina,

por ejemplo, no presenta este tipo de estructura secundaria, mientras que el 45 %

del amino ácido de la quimotripsina forman parte de una conformación beta.

Beta giro, giro inverso, vueltas inversas o beta-vueltas

Este es el nivel secundario de la organización proteica que permite el cambio de

dirección de la cadena peptídica, necesario para que la proteína adopte una

estructura más compacta.

Estas estructuras incluyen generalmente 5 residuos de aminoácidos o menos, y se

asocian a la superficie proteica, ya que son estructuras hidrofilias. Debido a

consideración termodinámica, en el medio acuoso celular o sanguíneo los

aminoácidos hidrofóbicos tienden a esconderse en el interior de la proteína,

exponiéndose en los pliegues los aminoácidos más hidrofílicos, los cuales

interactúan con el ambiente acuoso. Como resultado, estos giros beta permiten la

compactación de la proteína.

Observe en la siguiente imagen como las estructuras en alfa-hélice y

conformaciones beta (las hebras beta están representadas como flechas), están

conectadas a través de dobleces y giros beta que compactan a la proteína:

26

2.4.3. Estructura terciaria

Por estructura terciaria se entiende la disposición espacial lograda cuando una

cadena polipeptídica lineal, con segmentos provistos de diversas estructuras

secundarias, se pliega sobre sí misma para adquirir una forma tridimensional

compacta.

La adquisición por parte de una proteína (inicialmente provista de una configuración

lineal) de una determinada estructura terciaria es un proceso complejo.

A nivel molecular, los detalles estructurales de una proteína están justificados por

su secuencia aminoacídica. Desde un punto de vista energético, la formación de las

estructuras terciarías supone la optimización de diversas interacciones

(hidrofóbicas, electrostáticas y de van der Waals) y enlaces de hidrógeno entre

diversos grupos de la proteína, de manera que se reduzca al valor mínimo posible

la energía libre de la molécula. El aspecto más importante de la reorganización

geométrica, para la reducción de la energía libre durante la adquisición de la

estructura terciaria, es la nueva ubicación de la mayoría de los restos hidrófobos en

el interior de la estructura y la de la mayor parte de los restos hidrófilos,

especialmente los cargados, en la interfase proteína-agua. Aunque todos los restos

hidrófobos tienden siempre a enterrarse en el interior de la proteína, es frecuente

que sólo se logre enterrarlos parcialmente.

De hecho, en la mayor parte de las proteínas globulares, aproximadamente el 40-

50% de la superficie accesible al agua está ocupada por restos apolares. Es

inevitable, además, que algunos grupos polares se encuentren situados en el

interior de la proteína; sin embargo, estos grupos polares enterrados están siempre

unidos por puentes de hidrógeno a otros grupos polares, de modo que sus energías

libres queden minimizadas en el ambiente apolar del interior de la proteína.

El plegamiento de las proteínas para formar a partir de una estructura lineal una

estructura terciaria plegada supone la reducción del área interfacial. El área

27

inteifacial accesible de una proteína se define como la totalidad del área interfacial

del espacio tridimensional ocupado por la proteína, que es determinado haciendo

imaginariamente rodar una molécula esférica de agua, de radio 1,4 Á, sobre la

superficie de la molécula proteica.

En las estructuras terciarias de diversas proteínas constituidas por una sola cadena

polipeptídica se distinguen dominios. Los dominios se definen como regiones de la

secuencia polipeptídica que adoptan formas terciarias independientes. Se trata, en

definitiva, de miniproteínas que son parte de una sola molécula proteica. La

estabilidad estructural de cada dominio es básicamente independiente de la de los

otros. En la mayor parte de las proteínas constituidas por una sola cadena

polipeptídica, los dominios se pliegan independientemente e interaccionan luego

confiriendo a la molécula proteica una determinada estructura terciaria.

2.4.4. Estructura cuaternaria

El término estructura cuaternaria hace referencia a la disposición espacial adoptada

por una proteína que contiene más de una cadena polipeptídica. Numerosas

proteínas biológicamente importantes son dímeros, trímeros, tetrámeros, etc.

Cualquiera de estos complejos cuaternarios (también denominados oligómeros)

puede estar formado por subunidades (monómeros) idénticas (homogéneas) o

distintas (heterogéneas). Por ejemplo, la P-lactoglobulina se presenta como un

dímero en el rango de pH 5-8, como un octómero en el intervalo de pH 3-5 y como

un monómero a pH superior a 8; las unidades monoméricas de estos complejos son

idénticas. Por el contrario, la hemoglobina es un tetrámero, formado por dos

cadenas polipeptídicas distintas, cadenas a y cadenas p. La formación de las

estructuras oligoméricas es debida a interacciones específicas proteína-proteína.

Se trata fundamentalmente de interacciones no covalentes, como puentes de

hidrógeno, interacciones hidrófobas e interacciones electrostáticas. La riqueza en

aminoácidos hidrófobos parece influir en la tendencia a la formación de proteínas

oligoméricas. Las proteínas que contienen más de un 30% de aminoácidos

hidrófobos ofrecen mayor tendencia a formar estructuras oligoméricas que las más

pobres en restos aminoacídicos hidrófobos.

La formación de una estructura cuaternaria es impulsada, fundamentalmente, por la

exigencia termodinámica de enterrar las superficies hidrófobas expuestas de las

subunidades.

Cuando el contenido en aminoácidos hidrófobos de una proteína supera el 30%, es

físicamente imposible formar una estructura que entierre todos los restos apolares.

Por consiguiente, es muy probable que queden zonas hidrófobas en la superficie; la

interacción a través de estas zonas hidrófobas entre monómeros adyacentes puede

dar lugar a la formación de dímeros, trímeros, etc.

28

Muchas proteínas alimentarias, especialmente las de los cereales, se presentan

como oligómeros de diferentes polipéptidos. Como era de esperar, estas proteínas

suelen contener más de un 35% de restos aminoacídicos hidrófobos (Ile, Leu, Trp,

Tyr, Val, Phe y Pro).

Además, contienen 6-12% de prolina. Por ello, las proteínas de los cereales forman

complejas estructuras oligoméricas. Las principales proteínas de reserva de la soja,

la

P-conglicinina y la glicinina, contienen alrededor de un 41 y un 39%,

respectivamente, de restos aminoacídicos hidrófobos. La P-conglicinina es un

trímero, formado por tres subunidades distintas, y exhibe un comportamiento de

asociación-disociación complejo; el equilibrio es función de la fuerza iónica y el pH.

La glicinina está compuesta por 12 subunidades,

6 de las cuales son ácidas y el resto básicas. Cada subunidad básica está unida a

una subunidad ácida, vía un puente disulfuro. Los seis pares de unidades ácidas-

básicas se unen para formar el oligómero, a través de interacciones no covalentes.

La glicinina exhibe también un comportamiento de asociación-disociación complejo,

gobernado por la fuerza iónica.

29

2.5. Fuerzas Implicadas en la estabilidad de la estructura de las

proteínas

El proceso de plegamiento por el cual una cadena polipeptídica provista de una

estructura al azar adquiere su singular estructura tridimensional es complejo. Como

ya se dijo, las bases de la conformación nativa están codificadas en la secuencia

aminoacídica de la proteína.

En la década de 1960, Anfinsen y colaboradores demostraron que, si la

ribonucleasa desnaturalizada se colocaba en una solución tampón fisiológica,

reasumía su conformación nativa y recuperaba casi el 100% de su actividad

biológica. Posteriormente, se ha demostrado que la mayoría de las enzimas tienen

un comportamiento similar. La transformación lenta, pero espontánea, de un estado

desplegado a otro plegado se ve facilitada por diversas interacciones

intramoleculares no covalentes. La conformación nativa de una proteína es un

estado termodinámico en el que se maximizan varias interacciones favorables y se

minimizan las desfavorables, de forma que se reduzca todo lo posible la energía

libre total de la molécula proteica.

Las fuerzas que contribuyen al plegamiento de la proteína se pueden agrupar en

dos categorías: (a) interacciones intramoleculares que tienen su origen en fuerzas

intrínsecas de la molécula de proteína y (b) interacciones intramoleculares

afectadas por el disolvente del entorno. Al primer grupo pertenecen las interacciones

de van der Waals y las estéticas y al segundo los enlaces de hidrógeno y las

interacciones electrostáticas e hidrofóbicas.

INTERACCIONES DE VAN DER WAALS

Son interacciones dipolo-dipolo inducido y dipolo inducido-dipolo inducido, entre

átomos neutros de las moléculas proteicas. Cuando dos átomos se aproximan entre

sí, cada uno de ellos induce un dipolo en el otro, mediante la polarización de su

nube electrónica. Las interacciones entre estos dipolos inducidos tienen un

componente atractivo y otro repulsivo.

Las magnitudes de estas fuerzas son dependientes de la distancia interatómica. La

energía de atracción es inversamente proporcional a la sexta potencia de la

distancia interatómica y la interacción repulsiva es inversamente proporcional a la

potencia doce de, esta distancia. Por tanto a una distancia r, la energía de

interacción neta entre dos átomos viene dada por la función de energía potencial

donde A y B son constantes para un par de átomos dado y E. y E, son las energías

de interacción atractiva y repulsiva, respectivamente. Las interacciones de van der

Waals son muy débiles, van disminuyendo muy acusadamente con la distancia y

adquieren un valor despreciable a distancias superiores a 6 Á. La energía de

interacción de van der Waals de los diversos pares de átomos oscila entre -0,17 y -

0,8 kJ/mol. En las proteínas, sin embargo, como son muchos los pares de átomos

30

implicados en interacciones de van der Waals, es muy importante su contribución

global al plegamiento y la estabilidad de la molécula.

PUENTES (O ENLACES) DE HIDRÓGENO

El puente de hidrógeno consiste en la interacción de un átomo de hidrógeno

covalentemente unido a un átomo electronegativo (como N, O o S) con otro átomo

electronegativo.

Esquemáticamente, un puente de hidrógeno puede representarse como D-H · · · A,

donde D y A son, respectivamente, el donador y aceptor de átomos

electronegativos. La energía de los enlaces de hidrógeno oscila entre 8,4 y 33

kJ/mol, dependiendo del par de átomos electronegativos implicados y del ángulo de

enlace.

Las proteínas contienen numerosos grupos capaces de formar enlaces de

hidrógeno. Algunos de los candidatos posibles se muestran en la Figura 9. En las

estructuras a-helicoidal y en láminas fl, la mayor parte de los puentes de hidrógeno

se forman entre los grupos N-H y C=O de los enlaces peptídicos.

INTERACCIONES ELECTROSTÁTICAS

Como ya se ha hecho notar, las proteínas contienen varios restos aminoacídicos

con grupos ionizables. A pH neutro, los restos de Asp y Glu están negativamente

cargados y los de Lys, Arg e His están cargados positivamente. A pH alcalino, los

restos Cys y Tyr asumen carga negativa.

Las proteínas ofrecen una carga neta negativa o positiva a pH neutro, según el

número relativo de restos cargados positiva y negativamente. El pH al que la carga

neta es cero es el llamado pH isoeléctrico (pi). El pH isoeléctrico es distinto del punto

isoiónico. El punto isoiónico es el pH de la disolución proteica en ausencia de

electrolitos. El punto isoeléctrico de una proteína se puede calcular a partir de su

composición aminoacídica y de los valores de pK. de sus grupos ionizables,

utilizando la ecuación de Hendersen-Hasselbach· (Ecuación 5).

Con pocas excepciones, casi todos los grupos cargados de las proteínas están

distribuidos sobre la superficie de las moléculas proteicas. Como a pH neutro las

proteínas asumen una carga positiva o negativa, es de esperar que la interacción

repulsiva neta entre cargas similares desestabilice la estructura proteica. También

es razonable suponer que las interacciones atractivas entre grupos con carga

opuesta que ocupen determinadas posiciones críticas puedan contribuir a

estabilizar la estructura proteica. En realidad, sin embargo, la intensidad de estas

fuerzas atractivas y repulsivas se ve minimizada en las disoluciones acuosas por la

alta permitividad del agua.

31

INTERACCIONES HIDROFÓBICAS

Es evidente de lo antes dicho que, en las disoluciones acuosas, la formación de

puentes de hidrógeno e interacciones electrostáticas entre varios grupos polares de

una cadena polipeptídica no poseen la energía suficiente para actuar como fuerzas

impulsoras del plegamiento proteico. Estas interacciones polares no son muy

estables en las proteínas y sus estabilidades dependen del mantenimiento de un

ambiente apolar. La principal fuerza impulsora del plegamiento proteico es la que

constituyen las interacciones hidrofóbicas entre grupos apolares.

En las disoluciones acuosas, la interacción hidrofóbica entre grupos apolares es el

resultado de la interacción termodinámicamente desfavorable entre el agua y los

grupos apolares.

Por consiguiente, en las disoluciones acuosas, los grupos apolares tienden a

agregarse de manera que se minimice el contacto directo con el agua Esta

interacción, inducida por la estructura del agua, entre grupos apolares, en las

disoluciones acuosas, se conoce como interacción hidrofóbica. En las proteínas, la

interacción hidrofóbica entre cadenas laterales apolares de los restos de los

aminoácidos es la principal causa de plegamiento en la singular estructura terciaria

adoptada, en la que la mayor parte de los grupos apolares se alejan del entorno

acuoso.

2.6. Información a partir de la secuencia de aminoácidos

Se denomina secuencia de aminoácidos o secuencia peptídica al orden en que los

aminoácidos se encadenan dentro de los péptidos y las proteínas.

Los aminoácidos se combinan por medios químicos unos con otros enlazando el

carbono del grupo carboxilo de una molécula con el nitrógeno del grupo amino de

otra. El enlace covalente que une dos aminoácidos se denomina enlace peptídico.

Cuando dos aminoácidos se combinan, se forma un Dipéptidos; una cadena más

larga recibe el nombre polipéptido.

Un polipéptido contendrá cientos de aminoácidos unidos en un orden lineal

específico. Una proteína se forma por una o varias cadenas de polipéptidos. Puede

formarse una variedad casi infinita de moléculas proteínicas. Debe aclararse que

una proteína difiere de otra en cuanto al número, tipo y secuencia de los

aminoácidos que la conforman. Los veinte tipos que se encuentran en las proteína s

biológicas podrían considerarse como letras de un alfabeto de proteínas, de manera

que cada proteína sería una palabra formada por distintas letras.

32

3. MÉTODOS DE SEPARACIÓN Y PURIFICACIÓN DE PROTEÍNAS

Métodos cromatográficos para separación de proteínas

Las separaciones cromatográficas se basan en las diferencias de carga, tamaño o

afinidad de las diferentes proteínas. Uno de los métodos más habitualmente

utilizados para la separación de proteínas es la cromatografía en columna, aunque

también existe la cromatografía en papel y en placa. La columna está rellena con

un material sólido con las características químicas adecuadas (fase estacionaria), y

una solución tamponada se hace pasar a través de la columna (fase móvil). El

extracto crudo se aplica en la parte superior de la columna y va poco a poco

entrando en la columna con la fase móvil. Cada proteína migrará a distinta velocidad

según su grado de afinidad por la fase estacionaria. Generalmente estas

cromatografías se realizan de una forma semiautomática, la fase móvil se hace

pasar a la columna a través de una bomba peristáltica y un colector de fracciones

va recogiendo el eluyente que sale de columna. Este colector hace que el tubo vaya

cambiando cada cierto número de gotas o de volumen. Después hay que localizar

33

en que tubo o tubos está la proteína que se pretende purificar. Existen distintos tipos

de cromatografías en tres ellos:

• La filtración o exclusión molecular

• La cromatografía de intercambio iónico

• La cromatografía hidrofóbica

• La cromatografía de afinidad

Filtración en gel o cromatografía de exclusión molecular

La fase estacionaria está constituida por partículas de polímeros de diferente

porosidad. La separación se basa en el tamaño de las partículas. Las proteínas más

grandes que no pueden penetrar en los poros de las partículas de la matriz de

filtración son eluidas con más rapidez que las proteínas más pequeñas que penetran

por los poros de las partículas y siguen un camino más tortuoso y más largo. El

tamaño de los poros internos depende de la naturaleza del polímero en cuestión, y

permite la entrada a proteínas por debajo de un determinado peso molecular.

Cromatografía de intercambio iónico

En ella, la columna está rellena con un soporte al que van unidos grupos cargados

positivamente (intercambio aniónico) o negativamente (intercambio catiónico).

Estos grupos cargados normalmente están neutralizados por iones del tampón.

Estos iones son reversiblemente reemplazados por las proteínas con más tendencia

a unirse al soporte. Las proteínas cargadas pueden por lo tanto unirse a

intercambiadores catiónicos o aniónicos dependiendo de su carga neta. Las

proteínas más cargadas se unirán más fuertemente al intercambiador y por lo tanto

serán más difíciles de eluir. La afinidad con la que una proteína se une a un

34

intercambiador iónico depende de la fuerza iónica del medio, debido a la

competencia entre los grupos cargados de la proteína y los iones de la fase móvil.

Una vez pegadas las proteínas, para eluirlas (retirarlas) de la columna, se suele ir

subiendo la fuerza iónica de la fase móvil (aumentando la concentración de sal,

NaCl), de esta forma se eluyen primero las proteínas más débilmente retenidas y

cuando la fuerza iónica sea mayor saldrán las proteínas más cargadas y por lo tanto

más retenidas.

Cromatografía de afinidad:

Muchas proteínas tienen la capacidad de unirse específicamente a ciertas

moléculas, mediante uniones fuertes, pero no covalentes. En esta técnica la

molécula que se une específicamente a la proteína se conoce con el nombre de

ligando y se une covalentemente a una matriz inerte. Cuando el extracto con la

mezcla de proteínas se aplica a la columna, la proteína buscada se unirá al ligando

inmovilizado mientras que las demás saldrán de la columna con el tampón. En este

caso también se utiliza el incremento de fuerza iónica para eluir las proteínas.

35

Las proteínas pueden separarse y caracterizarse por electroforesis

Otra técnica importante para la separación de proteínas se basa en el

desplazamiento de las proteínas cargadas en un campo eléctrico, proceso

denominado electroforesis. Estos procedimientos no son utilizados por lo general

para purificar proteínas en grandes cantidades, dado que usualmente existen

métodos alternativos más sencillos, y que los métodos electroforéticos

frecuentemente afectan a la estructura y por tanto a la función de las proteínas. No

obstante, la electroforesis es muy útil como método analítico. Su ventaja es que las

proteínas pueden visualizarse además de separarse, lo que permite al investigador

hacer una estimación rápida del número de proteínas en una mezcla o del grado de

pureza de una preparación proteica determinada. La electroforesis también permite

la determinación de propiedades cruciales de una proteína tales como su punto

isoeléctrico y su masa molecular aproximada. La electroforesis de proteínas se lleva

a cabo generalmente en geles formados por el polímero entrecruzado

poliacrilamida. El gel de poliacrilamida actúa como un tamiz molecular, retrasando

la migración de las proteínas en una forma aproximadamente proporcional a su

36

cociente carga/masa. La migración también puede estar afectada por la forma de la

proteína.

En la electroforesis, la fuerza que mueve la macromolécula es el potencial eléctrico,

E. La movilidad electroforética de la molécula es el cociente entre la velocidad de la

partícula, K, y el potencial eléctrico. La movilidad electroforética también es igual a

la carga neta de la molécula, Z, dividida por el coeficiente friccional, /, que refleja en

parte la forma de la proteína. Así:

𝜇 =𝑉

𝐸=

𝑍

𝑓

El desplazamiento de una proteína en un gel durante una electroforesis es por tanto

función de su tamaño y de su forma. Un método electroforético comúnmente

utilizado para la estimación de la pureza y la masa molecular emplea el detergente

dodecil sulfato sódico (SDS) ("dodecil” se refiere a una cadena de 12 átomos de

carbono).

El SDS se une a la mayoría de proteínas en una cantidad aproximadamente

proporcional a la masa molecular de la proteína, alrededor de una molécula por

cada dos residuos aminoácidos.

El SDS ligado incorpora una gran carga neta negativa, lo que hace que la caiga

intrínseca de la proteína sea insignificante y confiere a todas las proteínas un

cociente carga/masa similar.

Además, la conformación nativa de la proteína se altera cuando se fija el SDS y la

mayoría de las proteínas adoptan una forma similar.

La electroforesis en presencia de SDS separa, por tanto, las proteínas casi

exchisivamente en función de la masa (peso molecular), de forma que los

polipéptidos pequeños se desplazan más rápidamente. Después de la electroforesis

las proteínas se visualizan añadiendo un colorante tal como el azul CJoomassie que

se iya a las proteínas, pero no al gel.

De esta forma puede seguirse el progreso de un procedimiento de purificación de

una proteína, ya que el número de bandas de proteína visibles en el gel debe

disminuir tras cada nuevo paso de purificación. Cuando se compara con las

posiciones a las que se desplazan en el gel proteínas de masa molecular conocida,

la posición de una proteína desconocida puede proporcionar una medida excelente

de su masa molecular. Si la proteína tiene dos o más subunidades diferentes, las

37

subunidades se separarán generalmente a consecuencia del tratamiento con SDS

y aparecera una banda individual para cada una.

4. Desnaturalización y plegamiento de proteínas.

4.1. Desnaturalización de Proteínas

Considerando las pequeñas diferencias de energía libre de las proteínas plegadas

y desplegadas, no es sorprendente que la estructura proteínica sea muy sensible a

los factores del entorno. Muchos agentes físicos y químicos pueden perturbar la

conformación nativa de una proteína. El proceso de desorganización de la

estructura, que puede o no implicar desplegamiento, se denomina

desnaturalización. (Ésta en general no incluye la rotura de los enlaces peptídicos.)

Se entiende por desnaturalización de una proteína la pérdida de la conformación

tridimensional nativa de la misma, durante el proceso de desnaturalización se

rompen las interacciones débiles que mantienen estable la conformación, pero se

mantienen los enlaces covalentes del esqueleto polipeptídico, es decir, se pierde la

estructura secundaria, terciaria y, en su caso, cuaternaria, pero permanece intacta

la secuencia de aminoácidos.

Una proteína adopta una estructura en el espacio específica que es esencial para

el desarrollo de su función biológica. Esta estructura tridimensional es conocida con

el nombre de conformación espacial y se caracteriza por un plegamiento

determinado de su estructura. La desnaturalización de las proteínas ocurre

cuándo se pierde esta conformación espacial específica.

38

Dependiendo del grado de desnaturalización, la molécula puede perder de forma

parcial o total su actividad biológica. La desnaturalización con frecuencia da lugar

a cambios observables de las propiedades físicas de las proteínas. Por ejemplo, la

albúmina de huevo (la clara) soluble y transparente se hace insoluble y opaca tras

calentarla. Como muchas desnaturalizaciones, cocinar huevos es un proceso

irreversible.

La desnaturalización es irreversible, cuando se rompen los enlaces disúlfuros que

contribuyen a la conformación de las proteínas. La secuencia de aminoácidos, que

es lo único que permanece al final del proceso de desnaturalización, contiene la

información suficiente para que se recupere la conformación tridimensional, y con

ella la función biológica, en el proceso de renaturalización.

Estabilidad de la estructura proteínica

Los cuatro niveles de estructuración se encuentran estabilizados por los diferentes

tipos de uniones. Los enlaces covalentes son responsables del enlace peptídico.

Los puentes salinos o iónicos, son llamados interacciones electrostáticas son las

uniones polares más fuertes que existen. Los puentes de hidrógeno siendo los más

débiles cumplen un papel primordial en la conformación 3D de una proteína por su

abundancia. Las fuerzas de Van der Waals se establecen por la inducción de un

momento dipolo entre grupos eléctricamente apolares. De las uniones covalentes

el enlace peptídico C-N es el más fuerte, comparado con el enlace disulfuro S-S que

requiere de menor energía para su hidrólisis. Este último puede romperse sin causar

necesariamente una pérdida de la conformación del polímero y, por lo tanto, de su

funcionalidad.

39

La desnaturalización puede ser provocada por diferentes causas o agentes

desnaturalizantes de tipo físico o químico.

1. Ácidos y bases fuertes. Los cambios de pH alteran el estado de protonación

de algunos grupos laterales de la proteína, lo cual altera los patrones de los enlaces por puente de hidrógeno y de los puentes salinos. Al acercarse la

proteína a su punto isoeléctrico, ésta se hace insoluble y precipita en la solución.

2. Solventes orgánicos. Los solventes orgánicos hidrosolubles, como el

etanol, interfieren con las interacciones hidrófobas, debido a que interactúan con los grupos R apolares y forman enlaces por puente de hidrógeno con el

agua y con los grupos polares de las proteínas. Algunos solventes apolares también interrumpen las interacciones hidrófobas.

3. Detergentes. Los detergentes interrumpen las interacciones hidrófobas,

haciendo que las proteínas se desplieguen en cadenas polipeptídicas extendidas. Se dice que estas moléculas son anfipáticas porque tienen tanto

componentes hidrófobos como hidrófilos. 4. Agentes reductores. En presencia de reactivos como la urea, los agentes

reductores (como β-mercaptoetanol) convierten los puentes disulfuro en grupos sulfhidrilos. La urea rompe los enlaces por puente de hidrógeno y las interacciones hidrófobas.

5. Concentración salina. Cuando la concentración de sal aumenta en una

solución acuosa de proteína, algunas de las moléculas de agua que

interactúan con los grupos ionizables de la proteína son atraídas hacia los iones de la sal. A medida que disminuye el número de moléculas de solvente disponibles para interactuar con estos grupos, las interacciones proteína -

proteína aumentan. Si la concentración de sal es sufi cientemente elevada, quedan tan pocas moléculas de agua disponibles para interactuar con grupos

ionizables, que las esferas de solvatación alrededor de los grupos ionizados de la proteína desaparecen. Las moléculas proteínicas se agregan y

40

precipitan. Este proceso se denomina salting out (precipitación de proteinas

por medio de sales). Debido a que dicho procedimiento es reversible y en cada proteína se produce a diferentes concentraciones de sal, suele

emplearse como un primer paso en la purificación de proteínas. 6. Iones metálicos pesados. Los metales pesados, como el mercurio (Hg2+) y

el plomo (Pb2+), afectan de varias maneras la estructura proteínica. Pueden

romper los puentes salinos al formar enlaces iónicos con los grupos con carga negativa. Los metales pesados también forman enlaces con los grupos

sulfhidrilo, un proceso que puede provocar cambios signifi cativos en la estructura y en la función proteínica. Por ejemplo, el Pb2+ se une a los grupos sulfhidrilo de dos enzimas de la vía de síntesis del grupo hemo. El descenso

de la síntesis de hemoglobina que se produce da lugar a una anemia grave. (En la anemia disminuye por debajo de lo normal el número de eritrocitos o

la concentración de hemoglobina.) La anemia es uno de los síntomas que se mide con mayor facilidad en el envenenamiento por plomo.

7. Cambios de temperatura. Al aumentar la temperatura, aumenta la velocidad

de vibración molecular. Por último, se rompen las interacciones débiles como los enlaces por puente de hidrógeno, y la proteína se despliega. Algunas

proteínas son más resistentes a la desnaturalización por el calor, y este hecho puede utilizarse en los procedimientos de purificación.

8. Agresión mecánica. La agitación y la trituración rompen el equilibrio de las

fuerzas que mantienen la estructura proteínica. Por ejemplo, la espuma que se forma al batir vigorosamente la clara de huevo contiene proteínas

desnaturalizadas.

4.2. Plegamiento de Proteínas

Una cadena polipeptídica es sintetizada por un complejo proceso llamado

traducción en el cual el ensamble de los aminoácidos en una secuencia particular

es dictado por el RNA mensajero (mRNA).

La información para el plegamiento de las proteínas está codificada en la secuencia.

En principio, cualquier cadena polipeptídica que contenga n residuos puede

plegarse en 8n conformaciones. Este valor se basa en el hecho de que desde el

punto de vista estereoquímico, sólo ocho ángulos de enlace están permitidos en la

cadena principal polipeptídica. Sin embargo, en general todas las moléculas de

cualquier especie proteica adoptan una conformación única, denominada estado

nativo; para la vasta mayoría de las proteínas, el estado nativo es la forma plegada

más estable de la molécula.

¿Qué guía a las proteínas a su estado nativo plegado?

La respuesta a esta pregunta proviene de estudios in vitro del replegamiento de

las proteínas. La energía térmica del calor, el pH extremo que altera las cargas en

las cadenas laterales de aminoácidos, y químicos como la urea o el hidrocloruro

41

de guanidina en concentraciones de 6-8 M, pueden romper las interacciones

débiles no covalentes que estabilizan la conformación nativa de una proteína. La

desnaturalización resultante de tales tratamientos hace que una proteína pierda

tanto su conformación nativa como su actividad biológica.

4.2.1 El problema del plegamiento

Un panorama energético con una forma de embudo parece describir mejor la forma

en la que un polipéptido desplegado con su propio y único conjunto de restricciones

(p. ej., su secuencia de aminoácidos, las modificaciones que sufre después de la

traducción y las características ambientales del interior de la célula como la

temperatura, el pH y el hacinamiento molecular) gestiona su camino hacia un estado

plegado de baja energía. Dependiendo en gran medida de su tamaño, un polipéptido

puede o no formar intermediarios (especies que existen el tiempo suficiente para

detectarse) que son momentáneamente atrapados en pozos de energía local.

42

Las moléculas pequeñas (con menos de 100 residuos) suelen plegarse sin

formación de intermediarios. Conforme estas moléculas emergen del ribosoma,

comienza un proceso de plegamiento rápido y cooperativo en el que las

interacciones de las cadenas laterales facilitan la formación y el alineamiento de las

estructuras secundarias.

El plegamiento de los polipéptidos más grandes suele requerir la formación de

varios intermediarios. En muchas de estas moléculas o en los dominios dentro de

una molécula, la forma colapsada de manera hidrófoba del intermediario se

denomina glóbulo fundido.

El término glóbulo fundido se refiere a un estado globular en parte organizado de

un polipéptido en proceso de plegamiento y que se asemeja al estado nativo de la

molécula. Dentro de un glóbulo fundido las interacciones terciarias entre las

cadenas laterales de los aminoácidos son fluctuantes, es decir, aún no se han

estabilizado.

43

4.2.2 El efecto hidrófobo

A fin de prevenir asociaciones incorrectas con cadenas polipeptídicas o entre

ellas, las chaperonas se unen a zonas hidrófobas expuestas en la superficie

proteínica (recuérdese que los grupos hidrófobos tienden a agregarse, lo cual

podría inducir una estructura proteínica no nativa o agregación y precipitación de

la proteína). Muchas chaperonas son ATPasas que usan la energía

Las proteínas son más estables en agua cuando sus cadenas laterales hidrofóbicas

se agrupan en el interior de la proteína y no quedan expuestas al medio acuoso en

la superficie.

Como las moléculas de agua interaccionan con más fuerza entre sí que con las

cadenas laterales no polares de una proteína, estas cadenas son impulsadas a

vincularse entre sí, lo cual determina que la cadena polipeptídica se colapse y forme

un glóbulo fundido más compacto. Durante el plegado, la disminución de entropía

del polipéptido más que se contrarresta por el aumento de la entropía del solvente,

cuando se liberan moléculas de agua que estaban unidas a la proteína. (El plegado

también altera las jaulas extendidas de moléculas de agua que rodean a los grupos

hidrofóbicos). Este aumento general de entropía constituye la principal fuerza

impulsora del plegado. Mientras que las cadenas laterales no polares son

impulsadas hacia el interior de la proteína, la mayor parte de las cadenas laterales

polares quedan en contacto con el agua, en la superficie de la proteína. Los tramos

de la columna vertebral polar que son impulsados al interior de una proteína

neutralizan su polaridad con puentes de hidrógeno mutuos y con frecuencia generan

estructuras secundarias. Así, la naturaleza hidrofóbica del interior no sólo explica la

asociación de residuos hidrofóbicos, sino que también contribuye a la estabilidad de

hélices y láminas. Los estudios de las rutas de doblado indican que el colapso

hidrofóbico y la formación de estructuras secundarias son simultáneos.

4.2.3 Puentes de hidrógeno

Los puentes de hidrógeno contribuyen a la cooperatividad del plegamiento y ayudan

a estabilizar las conformaciones nativas de las proteínas. Los primeros puentes de

hidrógeno son los que se forman en las hélices a, las láminas b y los giros, y forman

regiones definidas de la estructura secundaria. La estructura nativa final contiene

también puentes de hidrógeno entre la columna vertebral del polipéptido y el agua,

entre aquella y las cadenas laterales polares, entre dos cadenas laterales polares y

entre éstas y el agua. Los puentes de hidrógeno contribuyen a la cooperatividad del

plegamiento y ayudan a estabilizar las conformaciones nativas de las proteínas. Los

primeros puentes de hidrógeno son los que se forman en las hélices a, las láminas

44

b y los giros, y forman regiones definidas de la estructura secundaria. La estructura

nativa final contiene también puentes de hidrógeno entre la columna vertebral del

polipéptido y el agua, entre aquella y las cadenas laterales polares, entre dos

cadenas laterales polares y entre éstas y el agua.

4.3. Chaperonas Moleculares

A fin de prevenir asociaciones incorrectas con cadenas polipeptídicas o entre ellas,

las chaperonas se unen a zonas hidrófobas expuestas en la superficie proteínica

(recuérdese que los grupos hidrófobos tienden a agregarse, lo cual podría inducir

una estructura proteínica no nativa o agregación y precipitación de la proteína).

Muchas chaperonas son ATPasas que usan la energía libre de la hidrólisis de ATP

para inducir cambios conformacionales los cuales les permiten unirse a un sustrato

polipeptídico y liberarlo al tiempo que éste asume su forma nativa. Las chaperonas

se identificaron originalmente como proteínas de choque térmico (Hsp) porque su

síntesis es inducida por altas temperaturas, condiciones en las cuales las proteínas

tienden a desnaturalizarse (desplegarse) y agregarse.

Las chaperonas se localizan en todos los compartimientos celulares, se unen a un

amplio espectro de proteínas y participan en el mecanismo celular general de

plegamiento de las proteínas.

Se reconocen dos familias generales de chaperonas:

• Chaperonas moleculares, que se unen y estabilizan las proteínas

desplegadas o parcialmente plegadas, evitando así que estas proteínas se

agrupen y sean degradadas.

• Chaperoninas, que facilitan directamente el plegado de las proteínas.

Las investigaciones del plegamiento proteínico en diversos organismos han

revelado que en este proceso participan dos clases principales de chaperones.

1. Hsp70. Las proteínas hsp70 son una familia de chaperones moleculares que

se unen a las proteínas y las estabilizan durante las primeras fases del

plegamiento. Numerosos monómeros de la hsp70 se unen a segmentos

hidrófobos cortos de los polipéptidos desplegados, impidiendo de esta

manera la formación de los glóbulos fundidos. Cada clase de hsp70 posee

dos sitios de unión, uno para un segmento proteínico desplegado y otro para

el ATP. La liberación de un polipéptido de una hsp70 requiere la hidrólisis del

ATP. Se requieren hsp70 mitocondriales y del ER para la translación a través

de la membrana de algunos polipéptidos.

45

2. Hsp60. Una vez que un polipéptido desplegado es liberado de la hsp70, se

pasa a un miembro de una familia de chaperones moleculares conocida

como hsp60 (también llamadas chaperoninas o Cpn60), que intermedia el

plegamiento proteínico. Las hsp60 forman una gran estructura compuesta

por dos anillos de siete subunidades apilados. La proteína desplegada entra

en la cavidad hidrófoba del complejo hsp60. El sistema hsp60, que consiste

en dos anillos y cavidades idénticos, aumenta la velocidad y eficiencia del

proceso de plegado. La hidrólisis del ATP convierte una cavidad en un

microambiente hidrófilo que facilita el colapso del centro hidrófobo de la

proteína que se está plegando hasta la forma de glóbulo fundido. Se

requieren de 15 a 20 s para que las 7 moléculas de ATP hidrolicen las

subunidades anulares y se complete el proceso de plegamiento. En el estado

(ADP)7, el carácter hidrofóbico de la cavidad se restaura, la cámara se abre

y se libera la proteína o dominio plegado. Ahora puede unirse una proteína

no plegada para repetir el ciclo. El plegado de las proteínas sucede en dos

ciclos en forma superpuesta, según el estado de unión ATP/ADP de las dos

cavidades.

Además de promover el plegamiento de las proteínas nacientes, las

chaperonas moleculares dirigen el repliegue de las proteínas parcialmente

desplegadas como consecuencia de condiciones agresivas. Si no es posible

el repliegue, las chaperonas promueven la degradación proteínica.

46

Plegamiento de proteínas asistido por chaperonas.

Propiedades:

1) Interaccionan con proteínas desplegadas o parcialmente plegadas. Por ejemplo,

las cadenas nacientes emergentes de los ribosomas, o cadenas extendidas que

están siendo translocadas a través de membranas subcelulares

2) Estabilizan conformaciones no-nativas y facilitan el correcto plegamiento de las

proteínas

3) No interaccionan con proteínas en estado nativo, y tampoco forman parte de la

estructura final

4) Algunas chaperonas no son específicas, e interactúan con una amplia variedad

de proteínas. Otras, sin embargo, son específicas para sus dianas.

47

5) Frecuentemente acoplan la fijación de ATP/hidrólisis en el proceso de plegado.

6) Son esenciales para la viabilidad, y su expresión es frecuentemente inducida por

stress celular.

5. Métodos de Análisis de Proteínas en Alimentos

Método de Kjeldahl

En el trabajo de rutina se determina mucho más frecuentemente la proteína total

que las proteínas o aminoácidos individuales. En general, el procedimiento de

referencia Kjeldahl determina la materia nitrogenada total, que incluye tanto las no

proteínas como las proteínas verdaderas. El método se basa en la determinación

de la cantidad de Nitrógeno orgánico contenido en productos alimentarios,

compromete dos pasos consecutivos:

a) La descomposición de la materia orgánica bajo calentamiento en presencia de ácido sulfúrico concentrado.

b) El registro de la cantidad de amoniaco obtenida de la muestra

Durante el proceso de descomposición ocurre la deshidratación y carbonización de

la materia orgánica combinada con la oxidación de carbono a dióxido de carbono.

El nitrógeno orgánico es transformado a amoniaco que se retiene en la disolución

como sulfato de amonio. La recuperación del nitrógeno y velocidad del proceso

pueden ser incrementados adicionando sales que abaten la temperatura de

descomposición (sulfato de potasio) o por la adición de oxidantes (peróxido de

hidrógeno, tetracloruro, persulfatos o ácido crómico) y por la adición de un

catalizador.

En la mezcla de digestión se incluye sulfato sódico para aumentar el punto de ebullición y un catalizador para acelerar la reacción, tal como sulfato de cobre. El

amoniaco en el destilado se retiene o bien por un ácido normalizado y se valora por retroceso, o en ácido bórico y valora directamente. El método Kjeldahl no determina,

48

sin embargo, todas las formas de nitrógeno a menos que se modifiquen

adecuadamente; esto incluye nitratos y nitritos. Para convertir el nitrógeno a proteína se emplea el factor de 6.25 el cual proviene

de la consideración de que la mayoría de las proteínas tienen una cantidad aproximada de 16% de nitrógeno.

Método de Biuret

El método comprende un ensayo colorimétrico de un paso donde se cuantifica la

formación de un complejo estable entre proteínas y cobre (II). El complejo presenta

un color violeta característico, que se puede observar a 310nm o 540-560nm, el cual

se da por la coordinación de un átomo de cobre con cuatro átomos de nitrógeno.

El complejo se basa en la desprotonación de los grupos amida para formar el enlace

con el cobre (II) o por el establecimiento de un enlace coordinado entre el metal y

los pares de electrones libres de los átomos de oxígeno y de nitrógeno del péptido

Después de la adición del reactivo de cobre se requiere de tiempo para desarrollar

una coloración de Biuret estable; es necesario considerar la posible influencia de

aminoácidos libres que forman buffer en configuración tris y amoniaco.

49

CONCLUSIONES:

Las estructuras de los aminoácidos se identifican por la presencia de un grupo

amino, carboxilo, un átomo de hidrógeno y una cadena lateral, todas éstas se

encuentran enlazadas a un átomo de carbono denominado carbono-α. Por su

distinguida disposición, estos compuestos pueden actuar como sustancias

anfóteras, ya sea como ácido, bases o neutros dependiendo de las condiciones del

pH del medio. Mientras el pH del medio aumenta, cada vez se encontrará más

moléculas que han perdido el protón del grupo ácido.

Por su cadena lateral, se puede distinguir un aminoácido del otro. En la formación

de péptidos, los grupos funcionales amino y carboxilo se ven modificados para la

formación de enlaces peptídicos, quedando las cadenas laterales de los

aminoácidos. Por lo tanto, ellos dirigirán la solubilidad en el medio, su reactividad y

el tipo de interacciones no covalentes que pueden establecerse. Según el grupo

funcional de su cadena lateral, los aminoácidos pueden clasificarse en: apolares,

polar sin carga, o con carga.

La producción de la forma zwitteriónica en aminoácidos portan carga neta igual a

cero, desde un punto de vista eléctrico, ya que poseen un igual número de grupos

ionizables de cargas opuestas. Sus grupos predominantes para esta forma se

encuentran de la forma de carboxilo desprotonado y amino protonado. Un zwitterión

puede actuar como un ácido o como una base cediendo o aceptando protones. En

la mayoría de los aminoácidos lo encontramos con esta propiedad a pH fisiológico.

Como al carbono-α de los aminoácidos se enlazan diferentes grupos originan una

asimetría, dando lugar a configuraciones distintas en cuanto a las disposiciones de

los átomos de la molécula en el espacio, por lo que presentarán isomería y actividad

óptica. Debido a su isomería, cada aminoácido (excepto la glicina) pueden

disponerse de dos maneras diferentes, que dan lugar a dos moléculas no

superponibles, siendo cada una de ellas la imagen especular de la otra. Por la

posibilidad de formar dos diferentes enantiómeros, encontramos aminoácidos L con

configuración L, obteniendo al grupo amino a la izquierda del carbono quiral, estos

aminoácidos son utilizados en la biosíntesis de proteínas. Los aminoácidos con

configuración D, presentan su grupo amino a la derecha del carbono-α, de las cuales

se encuentran algunos en la naturaleza, pero no son usadas para el ensamblaje de

proteínas.

Existen aminoácidos naturales o estándar que, al ser incorporados a cadenas

polipeptídicas sufren reacciones de modificación cambiando su estructura y

originando aminoácidos ¨no estándar¨. Estas modificaciones se manifiestan como

50

la adición de grupos funcionales o la combinación de residuos. Algunos de estos

aminoácidos poseen funciones biológicas importantes.

Ya que los aminoácidos poseen propiedades anfóteras, pueden representarse en

tres estados que dependen de ciertos valores de pH, siendo: un pH en el que

predomine su forma catiónica, otro valor para su forma aniónica, y otra en la que

prepondere su forma neutral denominado punto isoeléctrico. Es decir, no existe un

valor de pH en el cual estas moléculas estén completamente ausentes de cargas

eléctricas, ya que hasta en su pI presentan carga.

Cada reacción de equilibrio posee su constante k, la cual siempre posee el mismo

valor para una misma temperatura, siendo ésta la relación entre las concentraciones

de los productos con las concentraciones de los reactivos. El logaritmo negativo de

la constante de disociación K se denomina pK, que expresa la fuerza que tienen las

moléculas al disociarse. Los aminoácidos tienen al menos dos grupos disociables,

el amino y el carboxilo; pueden tener más si el grupo R tiene a su vez grupos que

se puedan ionizar. Para cada uno de estos grupos existe un pK, el del carboxilo se

le llamará pKa y pKb al del amino; y si la cadena lateral presenta un grupo funcional,

se denominará pKR.

Conociendo los valores de pK, podremos distinguir las propiedades de sus grupos,

ya que, cuando su pKa es menor, será más fuerte el ácido, y en una base ocurre al

revés, que es más fuerte cuanto mayor es su pKa. Estos valores de pK también

proporcionan información para el conocimiento del punto isoeléctrico, siendo la

media aritmética de los valores de pKa y pKb, y si presentan grupos ionizables en

su cadena lateral, el pI se obtiene como la media aritmética de pKR y el pka si es que

la cadena lateral posee un grupo ácido, o con pKb si posee un grupo básico.

Al unirse dos o más aminoácidos dan origen a un péptido, siendo el principio de la

formación de una proteína. La reacción entre un grupo amino de su carbono-α de

un aminoácido con un grupo carboxilo de otro, da como resultado una amida,

liberando una molécula de agua, este enlace se denomida enlace peptídico. Este

tipo de enlace se presenta como un enlace simple, pero sus caracterísicas lo

aproximan más a la de un doble enlace, por lo que estos enlaces tienen

caracterísitcas intermedias entre un enlace simple y doble. Al presentar un carácter

parcial de doble enlace impide la libre rotación del enlace que une los átomos de C

y N en el enlace peptídico, volviendo al péptido más rígido.

Las proteínas tienen 4 tipos de estructura; la primera es la estructura prima, que es

una unión de forma lineal de una serie de aminoácidos unidos por enlaces amidas,

que son a su vez llamados enlaces peptídicos, esta unión libera una molécula de

agua; y esto es lo que origina la cadena principal o esqueleto.

51

Por otro lado, tenemos la estructura secundaria, que tienden a plegarse unas a otras

a lo largo de su eje. Se organizan en forma de caracol que son las hélices alfa donde

se enrolla de forma compacta alrededor de su eje por diferentes enlaces como:

puentes de hidrógeno, enlaces disulfuro, interacciones electroestáticas,

interacciones hidrófobo e interacciones dipolo-dipolo que estabilizan esta

estructura. En las hélices alfa, los grupos R de los diferentes restos aminoacídicos

sobresalen de la estructura. Unas de las principales características de esta

estructura es que cada vuelta sucesiva se mantiene unida por los puentes de

hidrogeno intracaternarios que le provee su estabilidad.

La hoja plegada beta presenta forma de zig-zag, donde sus cadenas se ubican

paralelamente unas a otras, por lo que los grupos R de los aminoácidos están

sobresaliendo por las caras de las hojas; los puentes de hidrogeno están de forma

intercaternaria.

Tenemos a las estructuras terciarias que es la forma tridimensional, conformada de

cadenas polipectídicas que tienen estructuras secundarias; los restos

aminoacídicos con grupos R polares se ubican al exterior de la estructura, expuesto

al contacto con el agua, mientras que los aminoácidos que poseen grupos R apolar

se ubican en el interior de la estructura, aislándose del contacto con el agua. Las

estructuras secundarias se encuentran estabilizadas por dos tipos de enlaces: los

enlaces covalentes como son los puentes disulfuro y los enlaces débiles como los

puentes de hidrogeno.

La última estructura de orden superior es la estructura cuaternaria formada por

varias cadenas polipeptidicas que reciben el nombre de protómero. Las

interacciones no covalentes que estabilizan esta estructura son las mismas

interacciones que la estructura secundaria.

Las proteínas se desnaturalizan por diversos factores o agentes, que provocan la

pérdida de su estructura tridimensional y perdiendo a su vez su función. Este

fenómeno se denomina desnaturalización, ya sea de su estructura secundaria,

terciaria y cuaternaria, permaneciendo intacta la estructura primaria que es la

secuencia de aminoácidos que conforman la proteína. Se produce una

desnaturalización irreversible cuando la proteína tiene un despliegue total en su

estructura, por otro lado, la proteína se puede renaturalizar solamente cuando el

despliegue es parcial con la ayuda de chaperonas.

Uno de los factores más importantes en la desnaturalización es la temperatura, que

provoca el desdoblamiento y pérdida de las estructuras secundarias y terciarias.

Cuando ocurre esto, aparecen las chaperonas. Otro de los agentes

desnaturalizantes es la acción extrema de pH, las proteínas se ven afectadas ya

que se altera el estado de ionización de las cadenas laterales aminoacidicas y en

52

consecuencia la carga de la proteína cambia junto a los requerimientos para el

enlace de hidrógeno.

Al usar detergentes, otro factor desnaturalizante, se somete a bajas

concentraciones; se asocian con los restos no polares de la proteína, de tal forma

que interfiere con las interacciones hidrofóbicas que forman la estructura de la

proteína nativa. Los disolventes orgánicos interactúan de la misma forma,

interrumpiendo las interacciones hidrofóbicas que forman el núcleo estable de las

proteínas en su forma de plegamiento.

La secuencia de aminoácidos se sintetiza luego de decodificar la información que

trae el mRNA en un proceso complejo llamado traducción, y es el que determina

cómo se conformará la cadena polipeptídica, además de sus respectivas estructuras

a formarse y el plegamiento; por lo cual esto no es realizado al azar.

Los polipéptidos comienzan a plegarse inmediatamente al salir del ribosoma por lo

cual sabemos que el proceso de plegamiento inicia con la formación de la estructura

secundaria. Formando en este proceso un centro hidrófobo y finalmente se tiene

pequeños reordenamientos que dan lugar a la estructura terciaria la cual es la más

estable. Durante este proceso de síntesis de proteínas y plegamiento, aparecen las

chaperonas moleculares, las cuales ayudan al plegamiento de las nuevas proteínas

o en caso de existir un plegamiento erróneo, éstas ayudarán a corregirlo, de igual

forma interactúa cuando se da la renaturalización, plegando nuevamente las

estructuras y en caso de no poder corregir el plegamiento es degradada a sus

aminoácidos constituyentes.

En el plegado de proteínas no se puede asegurar que tiene una sola vía, pueden

seguir distintas rutas de plegamiento puesto que a pesar de que se decodificó la

información de la proteína, existen una serie de restricciones para el plegamiento

que influyen luego de la traducción; ya sea la secuencia de aminoácidos, la

temperatura, pH y otros elementos. El tamaño de la cadena polipeptídica es otro

agente que determina la ruta en la cual se plegaran, ya que suele requerir la

formación de varios intermediarios.

Uno de los factores que ayudan al plegamiento proteínico correcto, es la interacción

hidrófoba ya que las cadenas laterales hidrófobas de las proteínas alcanzan una

estabilidad cuando se agrupan en el interior de la proteína y en consecuencia las

cadenas laterales apolares quedan expuestas al medio acuoso en el cual las

moléculas de agua interactúan entre sí; por lo que las cadenas apolares terminen

en vincularse entre ellas.

Luego, la entropía de la proteína disminuye, sin embargo, se liberan moléculas de

agua que estaban unidas a la proteína y la entropía del solvente aumenta generando

una fuerza impulsora de plegado. Llevando a las cadenas apolares al interior de la

53

proteína y neutralizando su polaridad con puentes de hidrógeno, formando la

estructura secundaria; además de dejar expuestas las cadenas laterales polares en

contacto con el agua.

Con este colapso hidrofóbico se logra una estabilidad de las hélices y láminas; por

lo cual se puede decir que las formaciones de los puentes de hidrógeno durante la

estructuración secundaria permiten llegar a la proteína a un estado de entropía

menor lo que significa, la estabilidad de la misma.

El método de análisis de las proteínas en alimento es básicamente determinar

analíticamente la cantidad de proteína de un alimento y para ello existen varios

métodos que nos ayudan a realizarlo y para cada caso existen fundamentos

diferentes, algunos de los ensayos dependen de la presencia de una determinada

cadena lateral aminoacídica

54

CONCLUSIONES DEL PAPER

El estudio del genoma de las proteínas, denominada proteómica, nos ayuda al

análisis estructural de las proteínas de forma que se puede caracterizar los

diferentes tipos de proteínas que existen. En este caso, la composición de los frutos

secos; no tan sólo se puede identificar el tipo de proteína, sino que además las

cantidades o trazas de proteínas alergénicas que afectan a consumidores sensibles

a estas.

En los frutos secos se ha hecho más evidente el contenido alergénico y el estudio

en estos alimentos conllevó a que la Codex enlistara estos productos y obligó a las

compañías a etiquetar a estos alimentos para advertit al consumidor que dicho

producto porta contenido alergénico. El etiquetar los productos advertía al

consumidor de las consecuencias si se los ingiere.

Para el estudio del contenido proteico se han desarrollado métodos eficientes y

rápidos para detectar estos alérgenos, ya que la única forma de que el consumidor

no sea perjudicado es la de no ingerir los frutos que contienen dichos componentes.

Una de las técnicas es la electrofóresis en geles poliacrilamida en condiciones

desnaturalizantes con dodecilsulfato sódico, el cual logra identificar a proteínas con

propiedades alergénicas como la proteína 11S que está presente en la nuez

pecanera y otros frutos.

Durante el almacenamiento de los frutos secos ocurren procesos tales como la

degradación o modificación de sus propiedades que dependen de su nivel de

actividad, los factores genéticos, el ambiente, por lo cual es necesario la búsqueda

de métodos proteómicos para determinar la manera en que son afectados

nutricionalmente y en sus características por factores externos.

55

BIBLIOGRAFÍA:

Feduchi, Elena; Carlos, Romero; Esther, Yáñez; Isabel, Blasco; y Carlota,

García. Bioquímica Conceptos Esenciales. Segunda Edición. Editorial Medica

Panamericana. Madrid, España. 2010.

Murray, Robert; David, Bender; Kathleen, Botham; Peter, Kennelly; Victor,

Rodwell; y Anthony, Weil. Harper Bioquímica Ilustrada. Vigésima Novena

Edición. Editorial McGraw-Hill Educación. México D.F., México. 2012.

Badui, Salvador. Química de los Alimentos. Cuarta Edición. Editorial Pearson

Educación. México D.F., México. 2006.

Coultate, Tom. Manual de Química y Bioquímica de los Alimentos. Tercera

Edición. Editorial Acribia S.A. Zaragoza, España. 2007.

Horton, Robert; Laurence, Moran; Gray, Scrimgeour; Marc, Perry; y David,

Rawn. Principios de Bioquímica. Cuarta Edición. Pearson Educación. México

D.F., México. 2008

Fennema, Owen; Steven, Tannenbaum. Química de los alimentos. Segunda

Edición. Editorial Acribia. Zaragoza, España. 1993.

Pratt, Charlotte; Cornelly, Kathleen. Bioquímica. Segunda Edición. Editorial El

Manual Moderno. México D.F., México. 2012.

McKee, Trudy; McKee, James. Bioquímica. Las Bases Moleculares de la Vida.

Quinta Edición. Editorial McGraw-Hill. México D.F., México. 2014.

Donald, Voet; Judith, Voet. Bioquímica. Tercera Edición. Editorial Panamericana

Médica. Buenos Aires, Argentina, 2006.

56

ANEXOS

57

Bioquímica Alimentaria

Gran Trabajo de Investigación

Grupo #2 – Proteínas

Informe #1

El día de hoy, 1 de noviembre del 2016, nos reunimos en las plazoletas de FIMCP

para la planificación de los temas a investigar en el Gran Proyecto de Investigación.

Primero, nos vamos a enfocar en los dos primeros subtemas y luego coordinamos

una fecha para opinar e intercambiar ideas. La próxima reunión seguiremos con los

tres subtemas que faltan.

Asistentes:

Guzmán Diego __________________________

Icaza Grace __________________________

Núñez Lindsay __________________________

58

Bioquímica Alimentaria

Gran Trabajo de Investigación

Grupo #2 – Proteínas

Informe #2

El día de hoy, lunes 7 de noviembre del 2016, nos reunimos en la biblioteca central

de la universidad a tratar los primeros subtemas de nuestro tema central. Diego

Guzmán y Grace Icaza expusieron los temas que se les fueron encargados a leer.

Se trataron los temas bases de aminoácidos para el entendimiento de las proteínas.

Asistentes:

Guzmán Diego __________________________

Icaza Grace __________________________

Núñez Lindsay __________________________

59

Bioquímica Alimentaria

Gran Trabajo de Investigación

Grupo #2 – Proteínas

Informe #3

El día de hoy, miércoles, 16 de noviembre del 2016, llevamos a cabo la reunión con

la finalidad de exponer los temas de enlaces peptídicos. Hoy expusimos los temas

acordados. Nos enfocamos en explicar las estructuras secundarias, terciarias y

cuaternarias de la proteína.

Todos asistieron. Para la próxima reunión, cada uno seguirá con su marco teórico y

posteriormente nos reuniremos para concluir en conjunto.

Asistentes:

Guzmán Diego __________________________

Icaza Grace __________________________

Núñez Lindsay __________________________

60

Bioquímica Alimentaria

Gran Trabajo de Investigación

Grupo #2 – Proteínas

Informe #4

Hoy, martes, 22 de noviembre tuvimos un intercambio de ideas, sobre el tema de

cada uno. Nos actualizamos entre nosotros lo que hemos estado investigando y la

información que hemos encontrado. Seguimos avanzando con el marco teórico y

con la investigación de nuestros temas respectivos y leímos juntos el paper

asignado.

Se asistió con puntualidad en la biblioteca de FIMCP.

Asistentes:

Guzmán Diego __________________________

Icaza Grace __________________________

Núñez Lindsay __________________________

61

Bioquímica Alimentaria

Gran Trabajo de Investigación

Grupo #2 – Proteínas

Informe #5

Nos reunimos el día viernes, 25 de noviembre en la biblioteca central, a las 3pm,

con el objetivo de intercambiar conocimientos, de mejorar detalles de nuestro marco

teórico y de realizar las conclusiones de nuestro trabajo a partir de lo ya conocido

por medio de nuestra investigación.

Para la próxima reunión tenemos programado ya tener completo el marco teórico y

las conclusiones de lo que hemos leído e investigado. Posteriormente, realizaremos

las diapositivas.

Todos los integrantes del grupo asistieron.

Asistentes:

Guzmán Diego __________________________

Icaza Grace __________________________

Núñez Lindsay __________________________

62

Bioquímica Alimentaria

Gran Trabajo de Investigación

Grupo #2 – Proteínas

Informe #6

El día sábado, 3 de diciembre del presente año, nos reunimos en la biblioteca central

de la universidad para repasar las conclusiones de cada uno y aportar con nuestro

punto de vista y tomar el tiempo de cada exposición. También, despejamos dudas

entre nosotros e intercambiamos conocimientos acerca de nuestros respectivos

temas y asignamos a un responsable para que imprima el trabajo de investigación.

Todos asistieron.

Asistentes:

Guzmán Diego __________________________

Icaza Grace __________________________

Núñez Lindsay __________________________