Propiedades de las Proteínas

Las propiedades fisicoquímicas de una proteína dependen de los grupos funcionales en las cadenas laterales R de los aminoácidos (aa) que quedan expuestos en su superficie.

Especifidad

Los grupos funcionales de las cadenas R de los aa definen una superficie activa capaz de interaccionar con otras moléculas mediante enlaces débiles no covalentes. Esta actividad biológica se basa en su unión selectiva con otra molécula cuya geometría complementaria le permite adaptarse y unirse con ella. Esta unión es altamente específica y puede establecerse entre moléculas idénticas o entre distintas. Por tanto, cualquier cambio en la secuencia de aa puede ocasionar la modificación de las estructuras, lo que provoca la alteración de la geometría de su superficie activa y, en consecuencia, la disminución de la funcionalidad biológica.

Solubilidad

Las proteínas son macromoléculas solubles en medios acuosos cuando adoptan la conformación globular. Esta solubilidad se basa en la interacción de cargas positivas y negativas distribuidas en la superficie de la proteína con las moléculas de agua, dando lugar a la capa de solvatación.

Desnaturalización

Es la pérdida de su conformación espacial cuando se somete a condiciones ambientales desfavorables y, como consecuencia, se anula su funcionalidad biológica. Si las condiciones ambientales que provocan la desnaturalización duran poco tiempo o son poco intensas, esta es temporal y reversible. Cuando las condiciones cesan, las proteínas se pliegan de nuevo y adoptan su conformación natural (renaturalización), lo que indica que la forma de la proteína depende de la secuencia de aa y del medio. Pero si los cambios son intensos y persistentes, los filamentos proteicos son incapaces de recuperar su forma y permanecen de modo irreversible en el estado fibroso, insolubles en agua y sin actividad biológica (desnaturalización irreversible).

Clasificación de las Proteínas

Atendiendo a su naturaleza y composición, se clasifican en:

Holoproteínas

Solo formadas por aa, según la conformación espacial que adoptan se clasifican en:

Proteínas Globulares

Son solubles y con forma esférica en disoluciones acuosas:

• Albuminas: tienen función de reserva y transporte.
• Globulinas.
• Histonas y protaminas: interactúan con el ADN eucariota.

Proteínas Fibrosas

Son insolubles en agua y desempeñan funciones estructurales como el colágeno.

Proteínas Conjugadas

Formadas por cadenas peptídicas y sustancias no peptídicas, se clasifican en:

• Glucoproteínas: desempeñan funciones diversas como los proteoglucanos y algunas hormonas.
• Lipoproteínas: el grupo prostético es una sustancia lipídica. Permiten el transporte de colesterol, triglicéridos y otros lípidos a través de la sangre.
• Cromoproteínas: grupo prostético con sustancia coloreada que puede ser de dos clases: de naturaleza porfirínica (grupo hemo de la hemoglobina, contiene un catión de hierro al que deben su coloración roja) o de naturaleza no porfirínica sin anillos tetrapirrólicos como la hemocianina que transporta oxígeno en la sangre de invertebrados.
• Otras heteroproteínas: grupo prostético con ácido fosfórico o las nucleoproteínas.

Funciones Biológicas

• De reserva: como la ovoalbúmina o la caseína que constituyen un almacén de aa dispuestos para ser utilizados como elementos nutritivos.
• Estructural: las glucoproteínas en membranas celulares, otras en el citoesqueleto, las histonas forman parte de la estructura de los cromosomas de células eucariotas, también el colágeno que se encuentra en la sustancia intercelular del tejido conjuntivo fibroso.
• Homeostática: las proteínas intracelulares y del medio interno intervienen en el mantenimiento del equilibrio osmótico y actúan como sistemas amortiguadores o tampones para mantener el pH constante.
• Portadora de mensajes: hormonas y neurotransmisores: las hormonas proteicas están constituidas por uno o más fragmentos polipeptídicos como la insulina y el glucagón que regulan el metabolismo de glúcidos. Algunos neurotransmisores como las endorfinas son de naturaleza peptídica.
• De recepción y transmisión de señales: los receptores de la membrana son proteínas que se encuentran dispersas por la superficie externa de la bicapa lipídica y son capaces de unirse de manera específica con una molécula portadora de un mensaje. Como consecuencia, se produce un cambio en la conformación del receptor que constituye la señal para provocar la respuesta. Esta respuesta se lleva a cabo por un sistema de transducción de señales formado por un conjunto de proteínas alostéricas que utilizan el procedimiento de activación en cascada.
• Transporte: las lipoproteínas plasmáticas forman partículas esféricas que transportan grasas, colesterol, ésteres de colesterol y fosfolípidos en diferentes proporciones. Hay las siguientes clases: quilomicrones que transportan grasas y colesterol exógenos desde el intestino hasta el hígado; lipoproteínas de muy baja densidad y de baja densidad que llevan grasas y colesterol endógenos desde el hígado a los tejidos; lipoproteínas de alta densidad que transportan colesterol desde los tejidos al hígado.
• Defensiva: la trombina y el fibrinógeno contribuyen a la formación del coágulo durante una hemorragia, o los proteoglucanos que tienen acción germicida y protectora de las mucosas y se segregan en los tractos digestivo y respiratorio. Pero las que tienen esta función fundamentalmente son las inmunoglobulinas que se comportan como anticuerpos.
• Contráctil: motores moleculares: proteínas que se mueven unidireccionalmente a lo largo de los microtúbulos y microfilamentos del citoesqueleto utilizando ATP, algunas como la dineína, actina y miosina.
• Enzimática: función más importante que desempeñan las proteínas, ya que no es posible la vida sin la actuación de enzimas.