Aminoácidos, enlaces peptídicos y estructuras a nivel de proteínas

Estructura básica de los aminoácidos

Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas que contienen grupos amina (-NH2) y carboxilo (-COOH). Además, cada aminoácido contiene una cadena lateral (grupo R) que es específica de un aminoácido determinado. El grupo R puede ser ácido, básico o neutro dependiendo del aminoácido. Cuatro elementos comprenden cada aminoácido:

• Carbono (C)
• Hidrógeno (H)
• Oxígeno (O)
• Nitrógeno (N)

Elementos adicionales pueden constituir el residuo R para determinados aminoácidos.

Este diagrama muestra la estructura general de un aminoácido con un grupo amina, carboxilo y R.

En total, se han caracterizado 500 aminoácidos, pero dentro de los eucariotas, el código genético solo codifica 20.

Los aminoácidos se pueden clasificar según sus grupos funcionales centrales:

• Alfa
• Beta
• Gama
• Delta

Otras formas de categorizar los aminoácidos se basan en:

• Polaridad
• El nivel de pH determinado por el residuo R (ácido, neutro, básico)
• El tipo de cadena lateral de estructura de grupo (alifático, acíclico, aromático o que contiene hidroxilo o azufre en su interior)

Los aminoácidos se pueden combinar para formar péptidos y proteínas . Los aminoácidos individuales también pueden transportar neurotransmisores en vías biosintéticas generales. El grupo amina de un aminoácido y el ácido carboxílico de otro aminoácido pueden reaccionar para formar enlaces amida y una molécula de agua, lo que se considera una reacción de condensación. La polimerización de aminoácidos da como resultado péptidos y proteínas dependiendo del número de aminoácidos involucrados.

Este diagrama muestra la reacción cuando dos aminoácidos se combinan para formar enlaces amida y liberar una sola molécula de agua.

Estructuras de nivel de proteína

Las proteínas se consideran una cadena de 31 o más aminoácidos. Menos de este número se considera un péptido. Las proteínas pueden asumir varias disposiciones 3D basadas en los aminoácidos que las componen. La función de la proteína depende de tales arreglos conformacionales específicos. Los factores que afectan la conformación 3D de las proteínas incluyen:

• Enlaces de hidrógeno
• Interacciones iónicas
• las fuerzas de van der Waals
• Embalaje hidrofóbico

La estructura de las proteínas se clasifica según las siguientes disposiciones:

• Primario
• Secundario
• Terciario
• Cuaternario

Primario

La estructura primaria de una proteína está determinada por una secuencia específica de aminoácidos que forma la cadena polipeptídica y cada aminoácido se mantiene unido por enlaces peptídicos. Los extremos de la cadena polipeptídica se denominan terminal carboxi (C) y terminal amino (N) según lo determinado por el aminoácido en cada extremo de la cadena polipeptídica. Una secuencia específica de nucleótidos para el ADN se transcribe en ARNm y luego se traduce en una proteína. Tres nucleótidos codifican para un solo aminoácido, también llamado codón triplete con algunos aminoácidos codificados por varios codones triplete.

Secundario

La estructura secundariade proteínas se refiere a subestructuras dentro de la cadena polipeptídica con dos tipos principales que ocurren en animales: hélice alfa y hojas beta o cepa beta. Estas estructuras secundarias están determinadas por los patrones de enlaces de hidrógeno entre los grupos peptídicos de la cadena principal. Con base en esta conformación, puede determinar si el cuerpo puede digerir fácilmente una proteína. Por ejemplo, una proteína llamada beta-amiloide se puede formar en los riñones y el cerebro. Las láminas beta de esta proteína dificultan la digestión y dan como resultado una acumulación dentro de estos órganos y una afección llamada amiloidosis. Si es grave, la amiloidosis en el riñón puede provocar insuficiencia renal, ya que puede bloquear la filtración dentro de los glomérulos y / o asas de Henle. En el cerebro, la amiloidosis se ha asociado con varios trastornos neurodegenerativos, incluida la enfermedad de Alzheimer.

Terciario

La estructura terciaria indica la estructura tridimensional de las moléculas de proteína monoméricas y multiméricas. Las alfa-hélices y las láminas beta-plisadas pueden disponerse en una estructura globular. Tal plegamiento depende de interacciones hidrófobas inespecíficas.

Cuaternario

La estructura cuaternaria es la estructura 3D que incluye la agregación de dos o más cadenas polipeptídicas individuales que se unen para actuar como una proteína multimérica funcional única. La proteína multimérica está formada por interacciones no covalentes y enlaces disulfuro que comprenden la estructura terciaria. Dos o más cadenas polipeptídicas que se unen de esta manera se consideran multímeros. Otros términos que pueden aplicarse incluyen:

• Dímero: consta de dos subunidades. Un ejemplo clásico de esta disposición son las hormonas gonadotropinas, como FSH y LH, que son glicoproteínas compuestas por subunidades alfa y beta.
• Trimer: tres subunidades
• Tetrámero: cuatro subunidades
• Pentámero: cinco subunidades

Resumen de la lección

Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas que contienen grupos amina (-NH2) y carboxilo (-COOH). Además, cada aminoácido contiene una cadena lateral (grupo R) que es específica de un aminoácido determinado. El grupo R puede ser ácido, básico o neutro dependiendo del aminoácido. Los aminoácidos se pueden clasificar según sus grupos funcionales centrales, polaridad, nivel de pH y tipo de cadena lateral. Para formar péptidos , el grupo amina de un aminoácido y el ácido carboxílico de otro aminoácido pueden reaccionar para formar enlaces amida y una molécula de agua, lo que se considera una reacción de condensación. La polimerización de aminoácidos da como resultado péptidos y proteínas dependiendo del número de aminoácidos involucrados.

Las proteínas se consideran una cadena de 31 o más aminoácidos. Las proteínas pueden asumir varias disposiciones 3D basadas en los aminoácidos que las componen. La estructura primaria de una proteína está determinada por una secuencia específica de aminoácidos que forma la cadena polipeptídica, y cada aminoácido se mantiene unido por enlaces peptídicos. La estructura secundaria de las proteínas se refiere a subestructuras dentro de la cadena polipeptídica, con dos tipos principales que ocurren en los animales: hélice alfa y hojas beta o cepa beta. La estructura terciaria indica la estructura tridimensional de las moléculas de proteína monoméricas y multiméricas. La estructura cuaternaria es la estructura 3D que incluye la agregación de dos o más cadenas polipeptídicas individuales que se unen para actuar como una proteína multimérica funcional única.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador