Propiedades de las Proteínas
Las proteínas dependen de la naturaleza de los aminoácidos que las forman.
Solubilidad
La solubilidad se debe a la presencia de aminoácidos polares, cuyas cadenas laterales establecen puentes de hidrógeno con el agua. Así, la proteína queda cubierta con una capa de moléculas de agua, lo que la mantiene soluble. La mayoría de las proteínas globulares lo son, ya que las cadenas laterales polares se sitúan en la periferia, quedando los grupos apolares en el interior. Las proteínas fibrosas suelen ser insolubles en agua.
Especificidad
La especificidad se debe al elevado número de combinaciones en la secuencia de aminoácidos de la proteína (estructura primaria), que determina a su vez el resto de estructuras y, por tanto, la función. Las proteínas presentan especificidad a nivel de:
- Función: según la secuencia de aminoácidos, cada proteína lleva a cabo una función determinada. Un cambio en la secuencia y, por tanto, en su estructura, puede producir una pérdida o alteración de su función.
- Especie: las proteínas son exclusivas de cada especie y dentro de una misma especie hay diferencias entre distintos individuos. Son homólogas aquellas que desarrollan la misma función en diferentes especies. La semejanza entre ellas indica el grado de parentesco entre especies y es una herramienta para establecer relaciones filogenéticas.
Desnaturalización
La desnaturalización es la pérdida de la estructura nativa de la proteína cuando se rompen los enlaces y las interacciones que la mantienen. Como consecuencia, la proteína deja de ser activa, coagula y precipita, aunque mantenga su estructura primaria, pues los enlaces peptídicos no se ven afectados. Se puede producir por:
- Aumento de temperatura: modifica el tipo de interacciones entre las cadenas laterales.
- Cambios extremos de pH: alteran la distribución de cargas en la molécula y afectan a las interacciones que estabilizan la estructura nativa.
- Presencia de determinadas sustancias químicas: semejantes a aminoácidos, que compiten con los grupos carboxilo y amino de las proteínas en la formación de puentes de hidrógeno.
La desnaturalización puede ser reversible, ya que al no afectar a los enlaces peptídicos, cuando cesa el agente causante y se recuperan las condiciones normales, las proteínas pueden sufrir un proceso de renaturalización y adquirir de nuevo la estructura nativa. También existe la desnaturalización irreversible, aunque es menos frecuente (ovoalbúmina).
Capacidad Amortiguadora de pH
Las proteínas son sustancias anfóteras, que pueden comportarse como un ácido o una base, y amortiguar así las variaciones de pH del medio. Es la presencia de los grupos amino terminal, carboxilo terminal y cadenas laterales ionizables de algunos aminoácidos la que determina que las proteínas muestren un comportamiento ácido o básico.
Características de las Proteínas
- Abundancia: en animales son las biomoléculas orgánicas más abundantes.
- Variabilidad: presentan gran diversidad, debida a cambios estructurales como consecuencia de las múltiples combinaciones entre los aminoácidos. Son una expresión de la variabilidad genética, ya que las instrucciones para su síntesis se encuentran en los genes.
- Diversidad funcional: sus funciones están especificadas por la secuencia de aminoácidos. Cuanto mayor es la proteína, mayor es su potencial para realizar diferentes funciones.
Funciones de las Proteínas
- Estructural: Proporcionan fuerza y protección a las estructuras biológicas. Ejemplos: las glucoproteínas de las membranas celulares; las tubulinas del citoesqueleto; las fibras del huso, de los cilios y de los flagelos; las histonas de la cromatina; el colágeno y la elastina del tejido conjuntivo; la queratina de los pelos y las uñas, y la fibroína de la seda y de las telas de araña.
- Nutrición y Reserva: Almacenan aminoácidos como elementos nutritivos. Ejemplos: la ovoalbúmina de la clara del huevo, la caseína de la leche y el gluten de la semilla de trigo.
- Transporte: Unen moléculas o iones de forma específica y reversible para llevarlos donde sean necesarios. Todos los transportadores biológicos son proteínas. Ejemplos: la hemoglobina, la hemocianina y la mioglobina transportan oxígeno; los citocromos transportan electrones en la cadena respiratoria (mitocondrias) y en la fase luminosa de la fotosíntesis (cloroplastos), y las lipoproteínas transportan colesterol y grasas por la sangre.
- Contráctil: Permiten al organismo cambiar de forma o desplazarse. Son la actina y la miosina de los músculos.
- Reguladora: Se ocupan de integrar y coordinar todos los procesos bioquímicos del organismo. Es el caso de algunas hormonas (insulina, hormona del crecimiento) y de ciertos neurotransmisores (péptidos opiáceos).
- Catalítica: Esta es la función principal de las proteínas. La llevan a cabo las enzimas o biocatalizadores, que intervienen en las reacciones metabólicas aumentando su velocidad. Representan el grupo más amplio de proteínas.
- Inmunitaria: Se ocupan de esta función las proteínas encargadas de la defensa inmunológica: los anticuerpos o inmunoglobulinas.