Enlaces Peptídicos: Definición, tipos y formación

Enlace peptídico

Las proteínas, que son vitales para la funcionalidad de todos los organismos vivos, están formadas por múltiples monómeros de aminoácidos unidos entre sí mediante enlaces peptídicos. Los enlaces peptídicos son enlaces covalentes químicos que unen un aminoácido con otro y se forman entre un átomo de carbono de un aminoácido y un átomo de nitrógeno del otro aminoácido. El extremo de una proteína con un átomo de nitrógeno libre se denomina extremo N, mientras que el otro extremo de una proteína con un átomo de carbono libre se denomina extremo C.

¿Qué tipo de enlace se forma entre los aminoácidos?

Los aminoácidos están compuestos por un átomo de carbono central unido a un átomo de hidrógeno y un grupo R funcional, que determina la identidad del aminoácido, y un grupo carboxilo en un lado y un grupo amino en el otro. Tras la formación del enlace peptídico, el grupo carbonilo del primer aminoácido pierde un hidroxilo (OH) y el grupo amino del segundo aminoácido pierde un hidrógeno (H). Este proceso se conoce como deshidratación, y forma un enlace covalente entre los dos aminoácidos involucrados, conocido como enlace peptídico, y genera una molécula de agua en el proceso.

Polimerización de aminoácidos

Una molécula de proteína generalmente está compuesta por una multitud de aminoácidos o péptidos, unidos entre sí mediante enlaces peptídicos. El cuerpo humano utiliza 20 aminoácidos naturales. Las proteínas se diferencian en la cantidad y tipo de aminoácidos que poseen.

Tipos de péptidos

La nomenclatura de las proteínas puede depender de la cantidad de péptidos que abarcan. Por ejemplo:

• 
  Dipéptidos: estructura proteica formada por dos residuos de aminoácidos unidos mediante un enlace covalente. Un ejemplo de dipéptido es el aspartamo, que se utiliza comercialmente como sustituto del azúcar bajo en calorías.
• Tripéptidos: una estructura proteica que está formada por tres residuos de aminoácidos unidos entre sí mediante dos enlaces covalentes. Un ejemplo de tripéptido es el glutatión, que protege las células de toxinas dañinas como los radicales libres debido a su naturaleza antioxidante.
• Oligopéptidos: estructura proteica compuesta por varios residuos de aminoácidos organizados en pequeñas cadenas. Los oligopéptidos suelen estar compuestos de dos a cuarenta residuos de aminoácidos. Un ejemplo de oligopéptido es Antipain, que es secretado por bacterias y actúa como inhibidor de proteínas.
• Polipéptidos: una gran estructura proteica compuesta por hasta dos mil residuos de aminoácidos. Los polipéptidos suelen denominarse proteínas. Ejemplos comunes de polipéptidos incluyen hormonas como la insulina y el glucagón.

¿Qué es un polímero de aminoácidos?

Como se explicó anteriormente, una proteína está formada por una secuencia de aminoácidos unidos entre sí mediante enlaces peptídicos en un proceso llamado polimerización. El orden y la secuencia de los aminoácidos son específicos de cada proteína, lo que da origen a la estructura primaria de la proteína.

¿Es la proteína un polímero?

Se dice que una proteína es un polímero de monómeros de aminoácidos. El orden específico en el que se unen los aminoácidos es crucial para ensamblar la proteína de una manera particular que es necesaria para la función proteica. Tras el ensamblaje de proteínas en el citoplasma, se producen múltiples puntos de control celular para garantizar que la secuencia de aminoácidos sea correcta. Las mutaciones en el código genético o ADN, que proporciona instrucciones sobre el ensamblaje de cada proteína, podrían provocar un cambio en la estructura primaria de la proteína y, por tanto, en su forma y función. Por ejemplo, la anemia de células falciformes se produce por un cambio en la secuencia del ADN que da lugar a la codificación del aminoácido valina en lugar de glutamina. Esto da como resultado un deterioro en la estructura de la beta-globina, lo que es perjudicial para las funciones de los glóbulos rojos.

Reacciones peptídicas

Como se mencionó anteriormente, la formación de un enlace peptídico entre dos aminoácidos provoca la formación de una molécula de agua. A medida que un grupo carboxilo pierde su hidroxilo (OH) y un grupo amina pierde su átomo de hidrógeno (H), se combinan para formar una molécula de agua por cada enlace peptídico. Este proceso es reversible; Los enlaces peptídicos se pueden romper mediante la adición de una molécula de agua. La molécula de agua devuelve el hidroxilo (OH) al grupo carboxilo y un átomo de hidrógeno al grupo amina, dando lugar así a dos aminoácidos individuales separados por enlace peptídico y liberando energía. Este proceso se conoce como reacción de hidrólisis.

Ácido nucleico peptídico

El ácido desoxirribonucleico (ADN) sirve como código que dicta la expresión de proteínas tanto en células eucariotas como procarióticas. El ADN está formado por un azúcar (desoxirribosa), un grupo fosfato y una base nitrogenada. Las moléculas de azúcar y fosfato juntas forman lo que se llama la columna vertebral de azúcar-fosfato del ADN, que se ancla a la base nitrogenada y le da la capacidad de formar enlaces de hidrógeno con las bases nitrogenadas de la cadena de ADN complementaria. Los avances científicos recientes permitieron el desarrollo de ácidos peptídicos nucleicos (ANP). Los PNA son sustancias artificiales parecidas al ADN, en las que la columna vertebral de azúcar y fosfato se reemplaza por un polímero peptídico. Debido a su naturaleza flexible y sin carga, se unen a cadenas de ADN complementarias de manera muy eficiente. Por lo tanto, los PNA se utilizan en entornos de investigación y diagnóstico, en los que se emplean en ensayos de hibridación.

Resumen de la lección

• Un enlace peptídico es un enlace covalente químico que une aminoácidos para formar proteínas.
• Se produce un enlace peptídico entre un átomo de carbono de un aminoácido con un átomo de nitrógeno del otro aminoácido al eliminar un grupo hidroxilo y un átomo de hidrógeno para formar una molécula de agua.
• Un enlace peptídico se puede romper añadiendo agua, lo que restaura los átomos de hidroxilo e hidrógeno en cada aminoácido, liberando energía en el proceso. Esta reacción se llama reacción de hidrólisis.
• Los péptidos se agrupan y nombran según la cantidad de aminoácidos que posee la estructura.
• El orden y la secuencia de los aminoácidos en una proteína son cruciales para la forma y función de la proteína.
• Las estructuras sintéticas llamadas ácidos nucleicos peptídicos, que se obtienen reemplazando la columna vertebral de azúcar y fosfato del ADN con un péptido, se utilizan en investigación y diagnóstico.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador