1) Las proteínas son macromoléculas esenciales en casi todos los procesos celulares y cumplen funciones específicas determinadas por su estructura. 2) Los péptidos y proteínas son polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos que pueden desempeñar funciones importantes como hormonas, neurotransmisores y antibióticos. 3) El estudio de la estructura de proteínas y péptidos es fundamental para comprender su diversidad funcional y relación estructura-función.

1. En casitodoslosprocesosqueocurrenen lascélulasestánpresenteslasproteínas
(delgriegoprotos,quesignificaprimeroomás importante).Entrelasmacromoléculas,
ellassonlasejecutoras,elácidodesoxirribonucleico(ADN)esla memoriaquecontie-
nela informacióngenéticay losácidosribonucleicos(ARN)sonlasmacromoléculas
descodificadoras,ya que son capacesde convertir la informacióncodificadaen los
ácidosnucleicosen la informaciónsecuencia1delas proteínas.
Existenmiles deproteínasdiferentes,cadauna con funciónespecíficaAcualquier
nivelaueuosrefiramos,unadeterminadaest~cturapermiteunafuncióndeterminada y
las sonun ejemploconspicuo; por ello sevuelveimportanteeimprescindible
elestudiodela estructuradelasproteínas,loquepermitirácomprendersudiversidad
funcional,larelación estructura-funcióny susProbiedadesmásrelevantes.
Enestecontexto,dadasusimportanciasbiológica y biomédica,nopodemosdejar
dehacerreferenciaa los péptidos.
Péptidosy proteínas
Lospéptidosylasproteínassonpolímeros(delgriegopolimuchos,merosparte)
deaminoácidosunidospor enlace peptídico(capítulo 6).
Cadaaminoácidoqueformapárte deuna cadenapeptídicase ledenominaresi-
d ~ p u e sha perdidounátomodehidrógenodesugmpoaminoy una porciónhidroxüo
desugrupo&boxilo, ouno delos2siocupan6 s extremosdela cadena.
Sedenominanoügopeptidoscuandocontienende2 a 7residuosdeaminoácidos;
polipéptidos cuando su pesomoleeutaresmenor que 5000, y proteínas cuando su
Pesomoleculares mayor que 5000.
Enelcasodelos&go&ptidos sepuede especificarelnúmero exactoderesiduos- - -
deaminoácidosquecontiene,anteponiendoelprefijo: di-,tri-,tetra-,penta-,hexa-,o
hepta,alapalabrapé~tido.Eldipéptidocontiene2residuosdeaminoácidos,elhipéptido
3y asisucesivame"&.
EBtnictorsdeloa peptidoa
Comoelenlacepeptídicoseestableceentreelgrupoa-carboxüodeun aminoácido
Y elgnip0a-aminodelsiguiente,los residuosdelosextremostendrán: uno, elgrupo
aminonoComprometidoen elenlace,yelotro,el carboxilo. Por convenio,el residuo
aminoacídicoquetieneelgrupoaminolibre(N-terminal)sueleescribirsea laizquier-
. d a ~elquePoseeelgmpo carboxilolibre(C-terminal), a la derecha.

2. Lospéptidos estánconstiinidospor un ejecovalente,dondesealternan deforma
monótonaelcarbonoayelenlacepeptídico, porloquequedanproyectadasporfuera
de este eje covalentelas cadenas laterales de los residuosaminoacídicos. Algunos
ejemplosdepéptidossemuestrana continuación:
Arg -Pro -Pro -Gli - Fen -Ser -Pro -Fen -Arg
Bradiquinina
7S - S -7
Cis -Tir -Iso -Gln -Asp -Cis -Ro - Leu -Gli - NH,
Oxitocina
Tir -Gli -Gli- Fen- Met
Encefalina
D - Fen -+L - Leu 4-0m 4-Val 4 -Pro
A 1
y 4 1 1 1 - Cis -Gli
Glutatión
La conformacióndelospolipéptidosquedaesiabilizadapor interaccionesdébi-
les. Suactividadsóloestáfavorecidacuandoadquierenconformacionesespecíficas.
LosgrnposqueseenmentranionizadosapHñsiológicosonela-aminoyelaarbo>UIo
termyiales, asícomolos gruposde las cadenaslateralesde losresiduosdeaminchddos
básicosyácidos.

3. No obstante, lasconstantes de ionización de estos grupos serán diferentes a la de
losaminoácidos libres, pues estarán bajo La influencia de los gmpos quele rodean.
Se puede predecir el comportamiento ácido-básico y la carga eléctrica de un
péptido a partir de sus grupos a-amino y a-carboxilo libres, y de la naturaleza y
número de los grupos ionizablesde suscadenas laterales (Fig. 12.1).
Funciones biol6gicas
Los péptidos cumplen variadas e importantes funciones. En la tabla 12.1 se
relacionan algunosejemplos.
nbla12.1. Oligopéptidos ypéptidos que cumplen funcionesnotables
~ügopéptidosy 'L Origen
polipéptidos
Función
mtowna
Bradiquinina
GramicidinaS
Glucagón
Corticot~opina
Sintetizado
comemalmente
Hipotálamo
Casitodas
lascélulas
Sistemanervioso
cuihal
Hipófisis
posterior
Riñón
Badeiia
Bacillusbrevis
Pánupa~
Hipófisis
anteiior
células
bacterianas
Hormonaqueestimula
la überacióndela
hormonaümtmpina
Ayudaamantenerlos
grupossulfidrilosenso
formamiuada
Controldeldolor,induce
analgesia
Hormonaque~Omulalas
contracaonesuterinas
Acciónvasodilatadora
potente
Antibiótico
Hormonaqueestimula
alacorte!
=P-
Confiererigjdezy
resistenciaala
envolturacelular
bgdeiiana
R.,&: Total de residuos aminoaiídicas.
Iwortaneia biomédica ;
Numensosoligopéptidos simrn como neurotra$misoresen loscentros nmiosoi
delenctfalo; otros son hormonas liberadoras, que mediante ella5 el hipotálamo
OH OH
I l
CH2 H CH,
l l
H3N+-C-c-N-c-coa- b)
l Il l
H O H
OH OH
l I
CH, H CH,
I I I
H,N- C- C-N- C-COO- c)
I II I
H O H
Fig. 12.1. El dipéptido serilserina. a) Di-
sueltos en una solución que tiene
pH<3 se encuentra en su forma
catiónica. b) Representación de su
forma isueléetriea. e) Disueltos en
una solución que tiene pH>10 se
encuentra en su forma nniónica.
Serina pK,=2,21 pK,=Y,lS.

4. gobierna la función de la hipófiis; otros son hormonas producidas en el tracto
gastrointestinal,ademásotrosoligopéptidosoperanenlosmecanismosinvolucrados
en lasvíassensorialesdeldolor,presión,caloroenlainduccióndelsueno. Porejem-
plo, la sustnndeP:
Arg -Pro-Lis-Pro-Gln-Gln- Fen- Fen- Gli-Leu- Met-NH,
disiribuidaenelcerebro,lamédulaespina1yelsistemanenicsoperiférico,pareceser
elneurotrasmisor usado por lasneuronassensorialeseferentesdela médula dorsal
involucradoen losmecanismosdeldolor,presiónycalor.
LasustanciaPestápresente eneltractogastrointesonal,encélulasespeeiaiizadas
endocrinas,yen losplexosnerviososproduciendovasodilataciónyestimulaciónde
la motüidad.En laenfermedaddeCoreadeHuntington,quesecaracterizapor movi-
mientosinvoluntariosbrevesydeterioroprogresivodelasfuncionesnedessuperio-
res,ésteesunodelosneuropéptidoscuyaconcentraciónestádisminuida.
Muchospéptidospueden utilizarsecon&es terapéuticospor ser ahtibióticoso
agentesantitumorales.
Entre los antibióticos se encuentran la valinomicinay la gramicidinaA. La
bleomicinaesun péptidoqueseencuentraentrelosagentesantitumorales.
Lasproteínassongrandespolimeros, cuyop amoledar abarcaelrangoentre5
mil y millones, que adoptan variadas estructurasen el espacioque posibilitan sus
funciones.
Clasificaciónde km pmteúias
Debidoa ladiversidadestructuralyfuncionaldelasproteínasya laspropiedades
fisico-químicasquepresentan,existendiversoscriteriospara clasificarlas.
Pueden clasificarseen globularesy fibrosas.Lasglnhulsressonproteínascuya
estructuratridimensionalesesferoidal. Larszón desusejesaxialesesmenorque10y
generalmentenoexcedende3a 4. Sonproteínasglobulareslamioglobina,lahemo-
globina,lasproteínasplasmáticas,lasenzimasylashistorias.
Lasfib- sonproteínascuyaestmcturatridimensionalesalargada,seconoce
quela razón entresusejesaxialesesmayorque 10.
Pueden clasificarseen insolubles,solublesy poco solubles.Lasinsolubles pre-
sentanunaeshuchunmuy"empaquetada", quel'per~te formarlosdiferentestipos
defibras,aquíseencuentrantodaslasproteínasfibmsas;tambihinduyelasproteínas
globulares,que formanparte delas membranascelularesen lascualessu gradode
insolubilidadsecorrespondecon la profundidaddeinmersiónenlabicapaLipídica.
Estoesconsecuenciadela cantidaddecadenaslateralesderesiduosdeaminoácidos
apolaresqueseproyectan desdesusuperficie,einteraccionanconlapoiriónapolarde
losLípidosmedianteelestablecimientodeunioneshidrofóbicas.
Las solubles presentan una estructura espacialglobular, dondese proyectan
emergiendodesusuperficielascadenaslateralesderesiduosdeaminoácidospolares,
que establecen interacciones no covalentescon las moléculas de agua (polar&, que
permitenmantenerseensolución,aquíseencuentrancasitodaslasproteínasglobulares.

5. Las poeosolubleso solublesen solucionesde salesneutras, comoel cloruro de
sodio;lasglobulinassonun ejemplodeestasproteínas.
Puedenclasifiear~eensimplesy conjugadas.Lassimplesestánformadassólopor
aminoácidos.Laswqjugadastienenunidoa lasproteínasun gmpoprostético,queno
esproteico;éstassesubclasificansobrelabasedeesegmpo(tabla 12.2).
w l a 122 Proteínas conjugadas
Clase
Lipopmteúias
Glicopmteúw
Fobfopmteínas
Hemopmteúw
Flavopmteúias
Metalopmteínas
G~jmprostético Ejemplo
Lípidm
Gmposfosfato
HieIm
zinc
Cakio
Molibdeno
C o b ~
-Potasio
Selenio
Níquel
Cstalasa
Alcoholdeshidrogenasi
Cahwdulina
Dinihgenasa
Citocmmooddasa
Ribonudeótidoductasa
Hnin~~quuiasa
Glutaüónperoddasa
U-
Sepueden agrupar en 8tiposdefuncionesgenerales(tabla12.3).
Laestructuraprimariadelasproteínassedefinecomoelordenolasecuenciade
SUSL-a-aminoáeidosunidosmedianteenlacespeptídicos(Fig. 12.2).
Este nivel estructural, codificadogenéticamente,se conoce cuando se sabe el
número, la estructura oidentidad y el orden detodossus residuos deaminoácidos,
mnstituyelaestmcturabásica delasproteínas.Al analizarloen detallesedistinguen
uncomponenteesirncturalcomúnpara todaslasproteínasy otroespecíñcopara cada
unadeellas.
Eselejecovalentemonótonoy homogéneodondese alternan el carbono ay el
Wpopeptidico. Entre2carbonosasepuedendistinguir3tiposdeenlacescovalentes,

6. Fig. 12.2. Secuencia de aminoácidos de la
ribonucleasa bovina.
lsbla 12.3. Clasifiación de lasproteínas, según la función biológica que realizan
Tipo Ejemplos Función
EnnmaS Telome- Regulalalongitud delostelómeros
Reserva
Contráctües
Albúmina
intervieneenlosprocesosdememoriay aprendizaje
Transportamoléculasinsolublesa t r 4
delplasmasanguíneo
Ceiuloplamuna Transportacobreenel plasmasanguíneo
Fenitllia Reservadehiem
Actinay miasina Actúan enelsistemacontráctildelmúsculoesquelético
TubuOna Forman losmicrutúbulos,posibilitandosumovUniento
Confiereelasticidadalosügamentos,aldesplazarse
enlasdireeeionesdeun plano
intervieneen elcontroldelwecimiento
y ladiferenciación
Defensa Inmunoglobulinas Anulan elefectodesustanciasajenasalorganismo
Repuiadm ~ 5 3
MDM 2
Enzimaqueparücipaenelmecanismo
delaeoagulaciónsanguínea
Controlaelciclocelular.
A c í i v a l a m u e r t e c e 1 u l a r p ~
Regulalaactividaddelaproteínap53
Provocalaformacióndealgunostiposdecáncer

7. el quese estableceentre elcarbono ay elcarbonocarbonilo, elenlacepeptídicoyel
queseestableceentre elN-amídicoyelcarbonoa.
Estepolímero presenta lascadenaslateralesdelos residuosaminoacídicospor
fueradelejecovalentemonótono,por loquenointerfierenen suestabilidad.~steeje
covalentecomúna todaslasproteínassólodifiere(deproteínaa proteína)en elnúme-
rototalderesiduosdeamin&idos quelocomponen;suestabilidadquedademostra-
da ante proteínas como la enzima ~lutámic~~deshidro~enasaintegrada por 8 300
msiduosdeaminoácidosy antelascondicionesextremasqueserequieren parahidroLizar
elenlacepeptídico; para ellohay queutilizar ácidosconcentradosoálcalisdiluidos
hinientes,durante variashoras.
Entodaslasespecies,lasproteínasseformana partir delmismoconjuntointegra-
do por unos 20 L-a-aminoácidos. Estos aminoácidos son diferentes debido a la
es&ctura desuscadenaslaterales,la cual lesconfieren propiedadesfisico-químicas
específicas. La identidad, la cantidad (tabla 12.4) y el orden de los residuos de
aminoácidosque las constituyen es lo que determina la estructura primaria y la
individualidaddelasproteínas.
ibestasecuenciadeaminoácidosloquevaadeteiminarsueshueturatridimensional
y por endesufunción.
~ Z AComposiciónde aminoácidosde3proteínas
Númeroderesiduosdeaminoácidospor moléculadeproteína
Aminoácidos CitocromoC a-caseína Ferredoxina
(humano) (bovina) (deespinacas)
La información secuencia1de las proteínas radica en el orden que tienen los
amin&klos ensuestructuraprimariayesúnica para cada proteína(capítnlo9).
m1

8. Se conoce que algunas proteínas de diferentesespecies,con funciones iguales,
tienen secuenciasde aminoácidos semejantes(capítulo84);que muchas enfermeda-
desestán producidaspor laalteración delorden osecuenciade losaminoácidos(capí-
tulo 76),y quela localización celular, la modificación química o la vida media de las
proteínas están determinadas por ciertas secuencias de aminoácidos que sirven de
señal.
Organizacióntridimensional
Sedenomina eonformaci6na la disposición espacial queadoptan losátomos de
una molécula. Cada proteína tiene varias conformacionesposibles, por loque puede
pasar deuna a o ~ apor transconformación; duranteesteprocsonoocurrela ruptura de
enlacescovalentes,por lo quela transconformaciónpuede ser elresultado de la rota-
ción alrededor de enlacessimples.
La conformaciónquegeneralmentepredomina eslamás establedesdeelpuntode
vistatermodinámico,queposeelamenor energíaLibredeGibbs(G)enelmomentoque
seadopta.
Se denomina pmteúia nativa cuando esta macromolécula posee la estructura
espacial quelepermitefuncionar. El estudiode la organización espacialde las proteí-
nas incluyelosnivelessecundario,terciario ycuaternario.
Resulta conveniente comenzar elestudio de la estructura tridimensional de las
proteínas resaltando que:
1.Viene determinada por su secuencia de aminoácidos, por lo que está codificada
genéticamente.
2. Es única ocasiÚnica para cada proteína.
3.Está wtabilizada por interaccionesdébilesonocovalentesypor elpuentedisulfuro
quees un enlace covalente.
4. La funcióndepende desu estructuratridimensional.
Estnichus secundaria
De laestructura primaria recordemosqueloscarbonosadeaminoácidosadyacen-
tes seencuentranseparados por 3enlacescovalentes,ordenadosasí: Cc-C-N-Ca.
Los giros alrededor de losenlacessimplespermiten la formaciónde estructuras
secundarias.Seconocepor niveldeorganizaciónsecundario (estructurasecundaria)al
ordenamiento regular queadoptan sectoresdelacadena peptídicaa lolargodeun eje,
debidoa la interacciónde losgrupos carbonilicosyamídicoscon formación de puen-
tes de hidrógeno; las principales son la a-hélicey la conformación p.
La a-hélice es una disposición regular de la cadena polipeptídica, con predomi-
nio del eje longitudinal, está estabilizada por puentes de hidrógeno intracatenarios
queseestablecen entre los elementos del enlace peptidico.
El eje covalente se encuentra enrollado de forma compacta alrededor del eje
longitudinal de la molécula, formando una hélice. Las cadenaslaterales de los resi-
duosde aminoácidos seproyectan por fuera delejecovalentehelicoidal;cada girode
hélice ocupa 036 nm del eje longitudinal e incluye 3,6 aminoácidos.

9. Esta estructura está estabilizada por el máximo de puentes de hidrógenos
intracatenarios,queseestablecenen- elátomodehidrógenoqueestáunidoalniírógeno
amídicoy elátomodeoxígenocarbonficodelcuartoaminoácidoconrespectoaél,por
lo que cada vuelta sucesiva de la a-hélicequeda unida a las vueltas adyacentes.Los
puentesdehidrógenoestánorientadosen paraleloal ejelongitudinaldelamolécula.
Como veremos a continuación la estabilidad de la a-hélice se ve afectada por
diversosfactoresquedeterminanquecadasegmentohelicoidalabarqueuna pequeña
extensióndemásomenos 10residuosdeaminoácidoscomopromedio.
La estabilidaddela a-hélicepuede verse afectadapor:
1.La repulsión (o atracción) electrostáticaentre residuos de amino4cidos,cuyas
cadenaslateralespresentencargaseléctricasigualesodiferentes,a pH fisiológico
(Fig. 12.3);por ejemplo,muchos residuosde aminoácidospolares iónicosconti-
guosimpediríala formacióndela u-héliceen esegmento.
2. Volumendelosgrupadyacentes. El tamañoy laformade algunosgrupos dela
cadenalateraldelosresiduosdeaminoácidos,impidenlaformaciónodesestabilizan
la a-hélice;por ejemplo,lacercaníadelos residuosdeasparagina,serina,treonina
y leucina.
3. Interadones entre cadenaslaterales de aminoácidosseparadaspor 36 4 resi-
duos.Cuandoexistenaminoácidosbásicosy ácidosseparadospor 3ó4 residuosse
establecenentreellosinteraccionesiónicasqueinestabilizanla u-hélice,lomismo
ocurre en el caso de 2 aminoácidos aromáticos al establecerse entre ellos
interaccioneshidrofóbicas.
4Presenciaderesiduosdepmlina. La prolina es un aminoácidocíclico;el átomo
denitrógenoformapartedeun anillorígido,por loqueno existerotaciónalrededor
delenlaceN-C,; tampocodisponedelátomodehidrógenodelnitrógenoamídico
Paraformarpuentesdehidrógenos.
5. hterafci6n entreaminoácidosen losexiremosdelau-hélicey eldipolo eléciri-
W inherentea estaestructura. Cada enlacepeptídico es un pequeñodipoloeléc-
trico, donde el oxígeno carbonílico tiene carga parcial negativa y el nitrógeno
amidacargaparcialpositiva.
En la a-hélice los puentes de hidrógenos que se establecen entre el oxígeno
Whod¡co y elhidrógenodelnitrógenoamídicoformantambiénun dipoloeléctrico.
Lamagnitud deambosdipoloseléctricosesaditiva,en la direccióndelospuentes
de hidrógeno de la hélice, de esta forma el momento dipolar neto aumenta con la
IoWihiddeésta.
Fig. 12.3. Desestabilización del a-hélice. Los
segmentos de cadena polipep-
tidica con rarios residuos de
aminoácidos bisiros caiisecutives,
desestabilizan el a-hélice como
consecuenciade la repulsiún de las
cadenas laterales con carga positi-
va (en rojo).

10. Fig. 12.4. El dipolo eléctrico global de la
a-hélice. El dipolo el&tr¡eo de las
enlaces peptídicos se trasmite a lo
largo de la a-hélice a través de las
interaeeianes por puentes de hi-
drógeno.Losconstituyentesamino
y carbonilo de. cada enlace
peptídico se indican mediante los
símbolos + y -.Los grupos amino
ycarbonilonoenlazadosporpuen-
tes de hidrógeno y situados cerca
de los extremas de la a-hélice se
muestran en rojo.
Fig. 12.6.Cadenas B. El @ma la derecha de
las cadenas B es más estable.
Comolos4 residuosdeaminoácidossituadosa continuacióndecada extremode
la héliceno participana plenitud desuspuentesdehidrógeno,estotraecomoconse-
cuencia que las cargas parciales positivas del dipolo de la hélice radiquen en los
gruposaminoscercannsalextremoamino-terminal,y quelas cargasparcialesnegati-
vas del dipolo de la hélice radiquen en los grupos carboniloscercanosal extremo
carboxilo-terminal(Fie. 12.4).
Confrecuenciaexistenresiduosdeaminoácidosbásicos queseencuentrancerca
delextremocarboxilo-terminal,contribuyendoa laestabilizacióndelacarganegativa- -
deldipolodela hélice; sipor elcontrario, fuesenresiduosdeaminoácidosácidos,su
interacciónsería desestahilizante. Una consideración opuestasería válida para el
exiremoamino-terminal.
Es la disposición regular de las cadenaspolipeptídicascon predominiodel eje
lougitudinalyestabilizadapor puentesdehidrógenointercatenarios,queseestable-
cen entreloselementosdel enlacepeptídico.
En la conformación plas cadenaspolipeptídicasse disponen en zig-zag, por lo
quea estaestructura seledenominahoja plegada (Fig. 12.5).
Fig. 12.5. Sector de una cadena volipeptidicaen hoia ~leeada.Se observa la diswsición en n'eme
líneas diseontinuas indican los puentes de hidrógeno.
Cada cadena presenta una torción derecha ostensible,comoconsecuenciade
interacciones entre los carbonos asimétricos delos residuos de L-a-aminoácidos
(Fig. 12.6).
La disposición en zig-zagpermite que se establezca el máximo de puentes de
hidrógeno,los queunen a cada cadenaconlasadyacentesalinteraccionarlosoxíge-
nos carbonílicoscon los hidrógenosdelos nitrógenos amídicos(Figs. 12.7y 12.8).
Lascadenaslateralesdelosresiduosdeaminoácidosseproyectan por encimay
por debajodelplana queocupan losejescovalentesdelascadenaspolipeptídicas,de
estamanera nointerfieren con laestabilidaddelaestructura (Fig. 12.5).
La hoja plegada Ppuede ser paralela (Fig. 12.7),si las cadenas polipeptídicas
tienenlamisma dirección(enfrentanlosmismosextremosterminales)oantiparalelas
(Fig. 12.8),encasocontrario.
En la hoja plegada paralela los puentes de hidrógeno se establecen de forma
oblicua, y alternan la dirección, con respecto al eje longitudinal de cada cadena
polipeptídica,por loquesonmás débilescon respectoa lospuentesdehidrógenode
lasantiparalelas,queseestablecendeformaperpendicularalosejesdecadacadenaY,
por ende,quedanparalelos entre sí(Figs. 12.7y 12.8).

11. / / /
CsC-H CpC-H CFC-H
/C= O /C= O C= a,
, '. , / ,H-N H-N
H-N
H-C- Cp H-C-Cp H-C-5
/ / /
,O=C ,,O=C ,O=C
' , N
N-H'
/'
N-H N-H
/ / /
CrC-H C-C-H CBC-H
C= O /c=O, /C = o,
.. / , x.
H-N H-N
H-N
H-C- C H-C- C H-C-C
/ / p / p
Fig. 12.7. Hoja plegada paralela. Las cadenas corren
en el mismo sentido. Los puentes de hidróge-
no se establecen en dirección oblicua al eje
longitudinal de cada cadena.
/ /
Y C - H H-C-CB CBC-H
/
C=O--H-N C=O--
/ /
--H-N C-0 .... - H-N
/
H-C-Cp CBC-H H-C-Cp
/ /
-o=c N-H O = C
/
N-K- ---O=C N-H-..
/ /
F C - H H-C-Cp CBC-H
/
C=O---H-N C=O--
/ /
-H-N C=O----H-N
/
H-C-$ CBC-H H-C-CB
/ /
Fig. 12.8. Hoja plegada antiparalela. Las cadenas adya-
centes corren en sentido contrario. Los puentes
de hidrógeno se establecen de forma perpendi-
cular al eje longitudinal de cada cadena.
Enlasproteínasglobularesconfrecuencialahojaplegada Pseestructuraapartir
desectoresdeuna mismacadenapolipeptídica.
Lahoja plegada antiparalelapuedeformarsecuandoseenfrenten2omássectores
alejadosdelamismacadena ocuandouna cadenacambieabniptamentededirección.
En esteúltimo caso,elsectorquelasconectaseconocecomogiroocodo P(Fig. 12.9).
El giro o codo Pforma un giro cerrado de aproximadamente 180°,en el que
estáninvolucrados4 residuos de aminoácidos;queda estabilizadopor puentes de
hidrógeno entre el primero y el cuarto residuo. En su secuenciacontiene glicina
por ser un residuo pequeño o prolina, que determina que el enlace peptídico
donde participa su nitrógeno imino, pueda tomar la configuración cis lo que
propicia el giro cerrado (Fig. 12.10).
R
TRANS CIS
Fig. 12.9. El gira D. Éste conecta a las cade-
nas antiparalelas.
Fig. 12.10. Estructura del eiro fl. a) Obsér-.
vese el puente de hidrógeno entre
el oxígeno carbonflica del primer
residuo y el hidrógeno amídico del
cuarto. b) Isórneros trans y cis dc
un enlace pcptídieo con el nitró-
geno imuio de la prolina.

12. Fig. 12.11. Sector conectarde cadenaspara-
lelas B. El segmento polipeptidico
que conecta las cadenas paralelas
presenta giro hacia la derecha. No
se observa ningún sector conector
con giro hacia la izquierda.
Laformación deuna hoja plegadaparalela requierede5sectoresomás. La co-
nexión entre 2 de éstos se establecemedianteun segmentode cadenapolipeptídica
quecruzaporencimadelplanoqueocupalahojaplegada,orientadohacialaderecha.
En ningunaproteínaseha observadoqueelsegmentopolipeptidicoconedor tomela
conformaciónhacia la izquierda(Fig. 12.11).
Esmásfrecuentelaformacióndeestructurassecundariasformadassólopor hojas
plegadas paralelasosólopor antiparalelas, con respectoa lasque contienenambos
tipos, noobstante, algunasproteínas,comola anhidrasa carbónica,poseen las2.
Estructuraterciaria
Esla disposicióntridimensionaldelascadenas polipeptidicas estabilizadas por
interaccionesdébiles,queseestablecen entre lascadenaslateralesdelosresiduosde
aminoácidosy por elenlacecovalentepor puente disulfuro. Lasinteraccionesdébiles
pueden ser: unionessalinasoiónicas,fuenasdeVan der Waals,puentesdehidrógeno
y unioneshidrofóbicas,según la identidaddelosaminoácidoscuyascadenaslatera-
lesseenfrenten.
Enlasproteínasglobulares,residuosdeaminoácidosqueocupanposicionesale-
jadas en losnivelesprimario y secundariopueden interaccionarcuandola proteína
estáplegada. Determinadosaminoácidos como: prolina, treo~na,serina yglicina,
propicianen lacadena poüpeptídicalaformacióndegirosdurante elplegamie&o con
una determinada direccióny ángulo; estosgirosolazosson estmcturasirregulares,
extendidasoplegadas.
Comomodelopara elestudiodelaestructuraterciariade lasproteínasglobulares
usaremoslamioglobia (Fig. 12.12).Esta proteínaesun poümemde153aminoácidos.
Fig. 12.12. Estructura de la rnioglobina. El
grupo hema aparece en raja.

13. Suestructura secundariaestáformada por 8sectoresdea-hélice (80 %),de los
cualeselmáslargotiene23residuosdeaminoácidosy elmás corto7. La continuidad
deestaestnicturasecundhaestáafectadapor lapresenciadeun residuodeprolina,en
4sectoresdiferentes,y por losresiduosdeserina,treonina y asparagina,en otros. Por
estossectoresdiscoutinuossepliega la molécula;alacercarselos8segmentos,relati-
vamenterectos,dea-hélice,seaproximanresiduosdeaminoácidosqueantesestaban
distantesy suscadenaslateralespueden interaccionar.
Aquéllos que poseen cadena lateral apolar se disponen hacia el interior de la
moléculademioglobina einteraccionan medianteuniones hidrofóbicas;estedenso
núcleohidrofóbicoescaracterísticodelasproteínasqueposeenformaespacialglobu-
laroesférica. Comoel "empaquetamiento" esmuy compacto,lascadenaslaterales
apolaresestánmuy cercanas y lasfuerzasdeVan der Waalsqueseestablecenpoten-
ciansignificativamentela acciónestabilizantedelasunioneshidrofóbicas.
Todaslascadenaslateralesderesiduosdeaminoácidospolaresseencuentranen la
superficieexternadela molécula,excepto2 cadenas.
El plegamientoque adopta la mioglobiua es una de las muchas posibilidades.
Existenotrasproteínas en cuyo nivelterciariose iucluyeusectoresdea-hélice o de
conformación (tabla12.5).
lsbla125. Características estructurales y funcionalesde algunasproteínas con nivel estructural
funcionalterciario
Proteína R H C S Función
Mioglobina 153 SO O O Almacenaytransportaoxigeno
enlascélulasmusculares
CitouomoC 104 39 O O Transportaelechonesenla
cadenare~pirato~mitocondiial
Liwzhl 129 40 12 4 Enzimaqueintervieneenla
mpturadelospolisacándos
delapared celulardealgunas
hadeIk
Ribonocieasa 124 26 35 4 Enzimaqueintervieneenla
digestióndelosácidos
ribonncleim
Qui~nohipsina 247 14 45 5 Enzimaqueintervieneenla
digestióndelasproteínas
Ca~bo+ptidara 307 38 17 O Enzimaqueintervieneen
ladigestióndelos
oügopéptidos
R: total de residuos de aminoácidos. H: % de residuos en a-hélice.C: % de residuos en conformación P. S: total de
Puentes disulfuro.
Modelos esúuchvsles tereian'oscomunes
En el nivel terciario de numerosas proteínas globulares, no en las fibrosas,
existenuna serie de regularidades en su plegamientoque son comunes;puede ser
quedichas regularidades confieran a este nivel un grado no habitual de estabili-
zación o flexibilidad estructural o ambos.
Lasesiructnrassecundariasprincipalesa-héliceyconformaciónP,forman estmc-
turasmixtas,lasqueseconsideranun nivelestmctnralintermediodetransiciónentre

14. las niveles secundarioy terciario, conocidascomo estructurassnpersecnndarias o
motivosquetienen significadoestructuraly funcional.Entreellasseencuentran:
- E$,integrada por 2 cadenasplegadas; presenta 2 variantes. Silas cadenas
adyacentesson antiparalelas están conectadas por un extremomediante un
girob(Fig.12.13a).SisonparaleIasJaconexióneshaciala derecha(Fig.12.13b).
-Bude$aP,la conexiónhacialaderechaentrelascadenas plegadas paralelas
contieneuna a-hélice(Fig. 12.13c).
-BarrilP,8cadenasestánorientadasdeforma tal,quedibujanlasuperñciedeun
cilindro;aquíseobserva latendenciaa latorsión decadacadena(Fig. 12.13d).
-Motivodeíasiüa,estáfonnadopor 5cadena* paralelas,ligeramentetorcidas,
quese relacionan en elcentro (Fig.12.13e).
-Llavegriega,estáconstituidapor4cadenasantiparalelasentresí,conectadasla
primera con la segunda,la segundacon la tercera y la primera con larnarta
mediantegirosp (Fig. 12.130.
Bucle $ap
c)
Barril p
d)
Silla
e)
Llave griega
f)
Fig. 12.13. Estructuras supersecundarias o motivos. El motiva R-R puede estar formado por: a) cadenas antiparalelas o b) cadenas paralelas. cl El
bucle flan tiene una región, donde se producen las intcraccianes hidrofóbieas estabilizadoras, que aparece sarnbreada en gris d). El barril fi
y e) la silla forman d núcleo estable de muchas estructura%fl La llave griega es una unidad repetitiva que se encuentra can frecuencia en
las proteínas globulares.

15. Estosmotivossupersecundarios,alparticipar en unidadesrepetidasaun mayores,
dan lugar a diferentes estructuras terciarias. Así, cuando 2 motivospapsesolapan,
originan la unidad papap.En muchasenzimasseha demostrado queestaunidad se
encuentra formando un sitiodeunión para losnucleótidos.
En muchasproteínas queenlazan dinucleótidos,secombinan 2 unidades ~ C L P ~ P
para formar un motivoalternativoconocidocomoenlazantesdedinucleótidos.
Muchasotrasenzimasposeenuna conformaciónterciaria en barril dp,resultante
de una estructura en barril fi conectada mediante a-hélices. La disposición de las
cadenas plegadas pal formar el barril esimportante,ya que posibilita quesecreeel
núcleocentral hidrofóbico. El extremodelbarril está relacionado con el sitiofuncio-
nal oel centroactivo dedeterminadas enzimas (Fig. 12.14 a).
Existen otrasregularidades omotivoscomoson: el haz de4hélices(Fig. 12.14 h);
apcon sillaen el núcleo (Fig. 12.14c) y "emparedado" p$ (Fig. 12.14d).
b 12.14. Algunas regularidades estructurales presentes en el nivel terciario. a) El barril cdB se observa en la triosa fosfato isomerasa y en otras
muchas enzimas. Con frecuencia existe un sitio de fijación de cofaetores o sustratas, en un bolsillo cerca del extremo del barril. b) El haz de
4 hélices, aquí puede observarse en el citocromo C. Las hélices adoptan una ligera inclinación que da lugar a un bolsillo interior, que a
menudo contiene un sitio de fijación para metales u otros eofaetores esenciales para la función biológica. c) El a0 con conformación en silla
en el núcleo se observa en la adenileielasa. El núcleo hidrofóbieo es muy estable. d) El "emparedado'' nR- se observa en el dominio V, de
las inmunoglobulinas. Al formar las hojas plcgadas una estructura crwada se crea un bolsillo hidrofóbieo interior que suele ser un sitio de
unión de una molécula planar e hidrafóbica.

16. sauo!aunjaaua)hsop!qou!weapsonp!saa00~hobaquaappu!apando!u!uiopepe3
.soppopsepeurellop!sueqanbalualeaoaa[alaaodsepqaauoaseuozuauezye8ao
asseugoadse1apseppunmsiadnshseuepunmsseamp~~sase1epuanaaqu03

17. suestructura tridimensionalfuncional,despuésdelocual seseparan de ellas,por lo
quehansidodenoninadasproteínas"chaperonas" ofijadorasdecadenaspoüpeptídicas.
Las"chaperonas" pequeñassonlasprimerasqueseunen a la cadenapeptídicaen
crecimientopreviniendoel plegamientoprematuro (Fig.12.17a).
Las"chaperonas" grandesseunen posteriormentea lascadenaspolipeptídicas,
creanun microambientequepermiteelplegamientocorrectodelacadenapolipeptídica
eimpidenla agregaciónconotras cadenas.Una vez quela proteína asistidaha adqui-
rido su estructura espacialfuncional, las proteínas "chaperonas" sedisocian.Esta
disociaciónfrecuentementeestá asociadacon la hidrólisisdel ATP(Fig.12.17b).
Lasproteínas"chaperonas" también pueden actuar comoguíaen elplegamiento
de algunospolipéptidos.
Sedenominaestructuracuaternariaalnivelestructuraldelasproteínas,constitui-
dopor 2omáscadenaspolipeptídicas,idénticasodiferentesen estructura,general-
menteen númeropar, unidaspor interaccionesno covalentesdel tipo depuentes de
hidrógeno,deunionesióniw oelectrostáticasyunioneshidrofóhiw segúnla proteí-
na. Cadauna deestascadenaspolipeptídicas reciben indistintamentelosnombresde
monórnerososubunidades,yelconjuntoforma la proteína oligomérica.En algunas
protehaseste nivelseestableceespontáneamenteperootrasrequierendelasproteínas
"rhapemnas".
Lahemoglobina(Fig. 12.18)esuna proteína oligoméricaformadapor 4 cadenas
polipeptídicas,denominadasglobinas,iguales2 a 2 (a$,);cada subunidad cr posee
141aminoácidos,cada fi 146ycada globina tieneunido u11grupoprusléticohemo.
Para poder realizarcada una desusmúltiplesfunciones,requieredela integridad
desueshucairacuaternaria. Estaorganizaciónespacialesmuchísimomáscomplejay
posibüita queestamoléculapueda realizar másfuncionesquela demiuglobina.
Reiaci6nestructura-funcióndelas.pmteinas
Lagtnicturacovalentedelaspmteínasposeeun carácterinformacionalsocuencial,
quedeterminalaestructuratridimensionalbiológicamenteactiva,terciariaocuaternaria
segúnlapmteína. La funciónseejercemedianteel reconocimientomoleenlar,el cual
seestableceen virtuddela disposiciónespacialdelascadenaslateralesdedetermina-
dosresiduosdeaminoácidos; por tanto, el nivel estructural terciario ocuaternario
poseeun carácterinformacional-conformacional,quepermiteelfuncionamientodela
proteúia
Lapresenciadedeterminadosagentesfisicoso químicosprovoca la ruptura de
algunasinteraccionesno coyalentes,y si están presentes,la delospuentesdisulfuros
Yconellosepmduce,enmayoromenorgrado,lapérdidadelaestruchuatridimensional
delaproteína y por endesufunción.Estefenómenoseconocecomodesnaturalización
(Fig.12.19). Resultaoportunoprecisarqueladesnaturalizaciónnoafectalosenlaces
Wpodicos, por loquesemantieneel nivel primario.
Cuandosólosepretendedesnaturalizaruna proteína,eltratamientotienequeser
*hmente suave.Losdisolventesórganicosmisciblesen aguacomoelalcoholy la
atOna,la ureay losdetergente,actúanfundamentalmentedestruyendolasuniones
hidmf6bi~queestabilizabanelnúcleodelasproteínasglobulares.
Fig. 12.17. Las proteinas "chaperonas". a)
Las pequeñas previenen el plega-
miento prematuro, se unen a las
proteinas en crecimiento. b). Las
prolcinas "chaperonas" grandes
actúan coma guias en el plega-
miento de las proteinas.
(Tomado de Quitar. SANDO-
RAMA. Edicibn especial, 1988).
Fig. 12.18. Estructura cuaternaria de la he-
moglobina. Las cadenas a apare-
cen rn rasado pálido. Las cadenas
1%en rosado oscuro y los grupní
heme en rojo.

18. Fig. 12.19. Desnaturaliración de la
ribonucleasa. Cuando se trata la
ribonucleasa con B-mercapto-
etanol en urea 8 M se reducen los
puentes disulfuro, sr. rompen las
interaecioncs débiles, pierde su
StrueNranativa terciariay eoneUo
su actividad cnzimiitica. Aparecen
en el mismo color los residuos de
risteina involurradas en los puen-
tes disulfuro.
Fig. 12.20. Henaturalizaeiún de la
rihunuileasa. Cuando se eliminan
par diálisis la urea y el p-mer-
captoetanol, poco a poro se esta-
blecen de nuevo las interaecianes
débiles g los puentes disulhro (es-
tos últimos san oxidados por el
oxigeno presente en el aire atmos-
férico) se recupera la estructura
nativa y ron ello la actividad
iatalitiea.
Riln,iiucleasanativa Kihoniiclcasa reducida
y dcsiiaturnlizad;~
Las variaciones extremas de pH producen cambios en la carga eléctrica de los
grupos ionizahlesde las cadenas laterales delos residuos de aminoácidosexpuestos
hacia la superficie, cambiando la carga neta de las proteínas, con lo que aparecen
repulsiones electrostáticas, también resultan afectados lospuentes dehidrógeno. El
aumento dela temperatura destruye lasinteraccionesdébilesen su conjunto por au-
mento de la energía cinética.
Segúnelgradodedesorganizacióndelaestructura tridimensionaldela proteína,
queocasionael agente desnaturalizante,esteprocesopuedeser reversible cuando se
eliminan losagentescausales, lo queseconocecomo renaturalización (Fig. 12.20).
Kibonucleasa nativa
Proteínas alostéricas
Las proteínas alostéricas(delgriego,allos: otros, stereos: espacio)son aquéllas
que tienen uno o varios sitios alostéricos, por donde se une determinado ligando o
efector. La unión entre un ligandoespecíficoysu sitioalostéricoserealizamediante el
reconocimiento molecular y el establecimiento de interacciones débiles y es muy
específica.
Existen proteínas alostéricas a las que pueden unirse diferentes ligandos, los
sitiosdeuniónson generalmente diferentespara d ao dee . En estoss i con
frecuenciaexistencadenas lateralesderesiduos aminoacídicosapolares que propician
un microambiente hidrofóbico,favorable alreconocimientomoleculary al estableci-
miento de las interacciones débiles.
En lasproteínas alostéricas existen 2 conformaciones,quepresentan afinidades
diferentes por la molécula con que deben interactuar, que son la tensa T de baja
afinidady la relajada Rde alta afinidad (capítulo 17).
La hemoglobinaesuna proteína alostéricaque puede transportarhasta 4molécn-
lasdeoxígeno,una por cada subunidad. La unión dela primera molécula deoxígeno

19. a cualquieradelos4 sitiosdefijaciónesmásdifícil quelassiguientes,pues implicala
ruptura deun númeromayordeinteraccionesiónicasqueincluyenaquéllasen lasque
participanloscarboxilosterminalesdecadaglobina(Fig. 12.21). La ruptura deestas
interaccionesprovoca,una rotación de15"deun par desubunidadescdaconrespecto
alotro,aproximándose.Estatransconformaciónincrementacasi500veceslaafhidad
por eloxígenodelos3gmposhemorestantes.Lasegunda, terceray cuarta moléculas
deoxígeno,sevan uniendoa lassubunidadescon afinidadescrecientes.
Fig. 12.21. La hemoglobina, una proteína
alastérica.Enlacessalinas entrelas
diferentes subunidades de la
desoxihemoglobina. La fijación de
la primera molGeula de oxígeno es
más difíeil, pues implica la mptu-
ra de mayar cantidad de uniones
salinas. Las otras se van uniendo
con más facilidad, a medida que el
número de unione salinas destmi-
das crece.
Laestrnctnracuaternariadelahemoglobinadesoxigenada(T)esladebaja afini-
dad por el oxígenoy la de la hemoglobina oxigenada (R)es la de alta afinidad. El
ácido23bisfosfoglicéncoesun ligandooefectoralostérico,queseune a la hemoglo-
bina desoxigenada por la cavidad central que existe entre las 4 subunidades,
estabilizandoel estado T. El oxígeno liberado en los tejidos será utilizado como
agenteoxidantefinaldelacadenatransportadoradeelectronesdurante larespiración
celular(capíinlo63).
Propiedadesfísico-químicasdelasproteínas
Las propiedades físico-químicasde las proteínas son consecuenciasprincipal-
mentedesugran tamañoy dela presencia degruposionizables.
Debidoasugrantamañoformansistemascoloidalescuandoseencuentrandispersas
enmediosacuosos.Nodialiuan,osea,nopueden difundiratravésdelasmembranas.
Fisiológicamente,lasproteínasal no difundira travésdelasmembranasbiológi-
cascreanuna presiónosmótica,queen estecasoparticular sedenominaoncótica,la
quecontribuyeala distribucióndelaguay loselectrólitosentrelascélulasy el medio
extracelular.
Lapresenciadegruposionizablesen determinadosresiduosaminoacídicosex-
P h laspropiedadeseléctricasdelasproteínas.
Estos grupos son los extremos amino y carboxiloterminal, así como todos los
ionizahlesdelascadenas lateralesdelos residuosaminoacídicos. La carea eléctrica
resultantedelasproteínasdependerádelpredominiodecargasnegativasopositivas,
lo cual a su vez está determinado por el pH del medio. Al valor del pH, al cual las

20. Fig. 12.22. Eleitraforesis. Las proteínas se
trasladan a través del gel cuando
se conecta el campo eléctrica.
proteínaspresentancargamultanteonetaceroy nosedesplazanenun campoeléctri-
co,se ledenomina puntoisoeléctrico (PI)(tabla 12.6).
En el laboratorio, al variar el pH del medio de disolución,se puede cambiar la
carga eléctrica de lasproteínas y con ello,también susolubilidad. Esta esla base de
muchas técnicasde separaciónde proteínas; su empleoadecuadopermite obtener
proteínas con elevadogrado depureza y disponer de ellas para su uso médico, las
investigacionesy su comercialización.
lhbla 12.6. Puntos isoeléctricosde algunas proteínas
Proteína PI
Pepsina
Ovoalbúmina
Ureara
Fibrinógeno
Cataiasa
Hemoglobma
Somatotmpina
Ribonucleasa
CitocromoC
Lizima
Sedenomina electroforesisal métododeseparacióndemoléculas,basado en su
desplazamientoen un campoeléctrico.
Porestemétodosepuedensepararproteínasquepresentencargaseléetncasdiferen-
tes,pues realizaránsusmovimientosmigratoriosa polos opuestos,oquepresentenla
mismacarga,perocuantitativamentediferente.EnesteÚltimocaso,sedesplazaránmás
rápidoyportantoavanzaránmás,lasquepresentenunnúmeromayordecargaseléetncas.
Confrecuenciaseutilizancomosoportesel acetatodecelulosa,elpapel defiltro
y los geles de poliacrilamida,pues retardan el desplazamientode las proteínas en
formaaproximadamenteproporcionala sumasa molecnlar. En elcasodelosgelesde
poliacrilamidalasdiferentesmuestras se colocan en pequeñasdepresiones, que se
realizanen la parte superior del gel (Fig.12.22). En elprimer pocillosecoloca una
mezcla deproteínas cuyopatrón dedesplazamientoseaconocido.

21. La corrida se realiza a un pH determinado y durante el tiempo suficiente,que
permita que las diferencias por desplazamiento se manifiesten. Al terminar la
electroforesis,sevisualizanlas proteínascuandoseañade un colorantecomoel azul
Coomassie,que nosefija al gel, pero sía lasproteínas (Fig. 12.23).
Aspectosestructuralesde algunasproteínasfibrosas
En elcasodelasproteínasfibrosasse analizala estructuradela a-queratina. De
lacolágenasu estructura secundaria,pues el restodesuestructura y dela elastinase
estudianen el capítulo68.
Existen30variantesdea-queratinaenlosmamíferos,ricasenresiduoshidrofóbicos
defenilalanina,isoleucina,valina, metionina y alanina. Las del tipo 1integran una
familia de relativa acidez, mientras que la del tipo 11son una familia de relativa
basieidadEnelpelo,la estructuraterciariadelasa-queraünasesdimérica(Fig.12.24a).
Aquí2 ahélices,una deltipo1yla otra deltipo11,seentrecruzanapretadascon giro
hacia la izquierda formando en susextremosN-terminal y C-terminaldominiosde
estnicúuaglobularpococaracterizados.Estaeslaunidadquedaorigenalaestructura
tridhensional superior que está estabilizada por múltiples puentes disulfuro
intercatenarios.Losprotoñlamentos,estrncturacuaternaria,estánformadospor2hile-
rasantiparalelasdedímerosasociadoscabeza-cola(Fig.12.24b).
Ladimerizacióndelprotofilameutoformala protofibrilla.Cuatro protofibrillas
formanuna microfibrilla, quetiene aproximadamente80Adeanchoyseencuentran
cementadaspor una proteína dela matrizamorfaqueposee un elevadocontenidode
d e(Fig.12.24~).A partir deaquílaformacióndelasestructurasdeordensuperior
es poco conocida; se sabe que las constituyen las macrofibrillas. Los haces de
macrofibrillasdeaproximadamente2000Adediámetroforman la fibra delcabello
(Fig. 12.24d).
Alcontenerlaestructuraprimaria decada hélice35 % deglicina,11% dealanina
Y 21 % deprolina ehidroxiprolinapermite el enrollamientohacia la derechadelas
hélices. Lasecuenciadeaminoácidosequivalea la repetición deun tripéptidodeltipo
N-x-pmo gii-X-hip, donde X puede ser cualquier aminoácido. Cada hélice que
COnfonnalatriplehélicesonúnicas, pues presentan giroshaciala izquierday tienen3
residuosdeaminoácidospor vuelta. Las3hélicesseentrenzan,por loquecada tercer
residuodecadacadenapolipeptídicapasa a travésdelcentrodela triplehélice,quees
&apretado, quesólola cadena lateraldelosresiduosdeglicinaajustaen e x espacio
pequeño. Los grupos peptídicos están girados de forma tal, que el hidrógeno
addicodecadagücinaformaun puentedehidrógenoconeloxígenocarbonílico del
miduo aminoacídico X dela cadenavecina (Fie. 12.25).-- . -Losresiduos de prolina e hidroxiprolina,voluminososy relativamenteinflexi-
h%mnñeren rigideza todoesteensamblaje.
Como las cadenaspolipeptídicasde la triple hélice presentan giroshacia la iz-
quierda,pero seenlazana la derecha,son prácticamente incomprimibles. Cuando
sobreella se ejerceuna fuerza tensional longitudinalse convierteen una fuerzade
ODmPrrsiónlateral. aueesmás fácildesonortar.. . ~ ~
Estaestructura, queFÚIO seeniurntr~en la colágeni.confierea ~$13proteína la
elevada resistenciaa la tensión,sinrapacidad dec.itiramimto,quela cardctcri~a.
Fig. 12.23. Visualización de las proteínas
después de una corrida elertra-
foretica. Las proteínas más peque-
ñas se sitúan cerca del extremo in-
ferior del gel.

22. a hélice
microfibrilla
microfibrilla
'*' macrofibrilla
:,!/, , célula
Fig. 12.25. Estructura de la triple hélice o
trapacalágena. La secuencia de
aminoácidos de cada hélief per-
mite el compacto enrollamiento de
las 3 hélices, la que otorga a esta
proteina su elevada resistenciaa la
tensión.
Fig. 12.24. La a-queratina. La hélice a a) da lugar a las protofibrillas b) Estas a las mierafibrillas e)
que finalmente forman los haces de rnacrofibrillasd)

23. Resumen
Las proteínasdiferentesqueposeeelhombreestaninvolucradasen casitodas
las funciones que se Llevan a cabo en el organismo. Veinte L-a-aminoicidosdife-
rentesestanpresentes en lospéptidosy proteínas, en cantidadesvariablesy en un
orden específico, aportando información secuencial. La polimerización de los
aminoácidosmediante enlace peptidico determinala estnictnra primaria, donde
el eje covalente homogéneo se establece entre 2 carbonos a mediante 3 enlaces
covalentes. Las cadenas lateralesde los residnos de los aminoácidos quedan por
fuera del ejecovalente.
La organización tridimensional de la proteína queda determinada por los
niveles secnndario, teroario y enaternario. El nivel secnndario Oene 2 formas
principales,la a-hélicey laboja plegada B, estabilizadaspor puentes dehidr6geno
queseestablecenentreloselementosdelgrnpopeptitico. Laa-hélicepresenta giro
derecho;3,6 residuosde aminoácidospor espira,y lospuentes de hidrógeno unen
lasespirasentresí. Enlaconformación BLascadenaspolipeptidicassedisponenen
forma paralela o antiparalela,lospuentes de hidrógenoson intercatenarios.
La estnicínraterciaria se debe al plegamiento o "empaqnetamiento" de la o
las estnictnras secnndariasy superseeundarias,generalmenteen forma de domi-
nios. Se encuentrae s t a b h d a por interaeeionesno mvalentes: Unionesiónicaso
salinas,puentedebidr6gen0,Uniones bidmfóbicasyfue- deVanderWaals, que
seproducenporlainteraM6ndelascadenaslateralesdelosresiduosaminoacídicos,
ayndana estaestabilizaciónlospuentesdisulfuro.Enmuchasproteínas globulares
exisie mi nivel transicional antes del terciario, denominado superemüamiento
secnndario.
El nivel cuaternario esíá integradopor 2 o máscadenaspolipeptidicas idénti-
caaodiferentesenestnictnra,generalmenteennúmeropar,unidasporinteraeeiones
no mvalentes.
Silaestnictnraespachldelaspro* dependedesusecuenciadeaminoácidos
exisüní una relación mmpasiu6n-seeuencia-conformaci6n,que determinará la
idormación conformacioualy esta el reeonoeimiento molenilar.
La desnaturalización seproduce por egposición deLasproteínasante agentes
ñslmo quimieosqueprovocanla mptura de lasinteraeeionesdébiles,inclusolos
puentesmvalentesdisulfuro,sepierde la organizacióntridimensionaly comocon-
seeoenciala función. La pérdida del nivel primario no es por desuaturalización,
shiopor hidrólisis.
Las proteínas alostéricas poseen sitios por donde se une espeeífcamente el
ligando. La unión produce una transconformaciónen la proteína, hacia la forma
demayor o menor afinidad por determinadamolécula, queionuyede una forma
determinanteenmifunci6a
Las proteínas pueden dasiñcarse según su forma, solubilidad, composición
Poimiesofunción.
Sospropiedadesfisico-quúnicasdependendesugrantamañoydelapresencia
deWvos ionizables.
LaimportanciadeLasproteínas esrelevante,puesnoexistemisfunciónqueel
serh n a n o seacapazderralizardondeno esih presentes.
1.Establezcalassemejanzasy lasdiferenciasentrepolipéptidos y proteínas.
2.Expliquelaestructuracovalentedelasproteínas.
3.Establezcalassemejanzasy lasdiferenciasentrelasestmcturassecundariasprinci.
Mes.

24. 4.Expliquelaestructuraterciariadelasproteínasglobulares.
5. Realiceun estudiocomparativoestructuraly funcionalentre mioglobmay herno-
globina.
6.Expliquepor quémecanismopueden desnaturalizar a las proteínas,losagentes
siguientes:urea, ácidoclorhídrico,temperatura a 60"Cy elmercaptoetanol.
7. Expliquelaimportanciafuncionaldelasproteínas"chaperonas".
S.Aun pacientecon sospechadepadecerdrepanocitosis(sicklemia),usted leindica
una eleetroforesisdehemoglobina,con vistasa establecereldiagnósticodefiniti-
vo. Fundamenteelmotivodeesaindicación.
9.Demuestrequeenlahemoglobina secumplenlosprincipiosdeorganizacióndelas
macromoléculas.
10.Argumentesipuedensepararselaalbúminadelasglobulinasmedianteun método
basado en susolubilidad.
11.Expliquelaimportanciadela variabilidadestructnraldelasproteínas.
12.Loslípidosdelasmembranasbiológicasseorganizan enbieapas. La partepolarse
orientahacialasuperficiey haciadentroqueda laparte apolar.pr tenproteínas
globularesmembranalesqueserelacionanconla parte apolar delosLípidos.Pro-
ponga un modelo deesbuchua terciariapara esetipodeproteínasqueexpliqueesa
posibilidad.