F-Estabilidad de las proteínas y Desnat

Estabilidad de las proteínas.
La conformación de una proteína es el resultado de un equilibrio delicado entre
fuerzas contapuestas potentes.
1.
Fuerzas electroestáticas.
a.
Interacciones iónicas.
La asociación de dos grupos iónicos de una proteína con carga opuesta se conoce
como par iónico o puente salino.Sin embargo los pares iónicos contribuyen poco a
la estabilidad de la proteína nativa, ya que estos grupos se encuentran
pricipalmente al exterior solvatados.
b.
Interacciones dipolo-dipolo.
Las asociaciones no covalentes entre moléculas neutras eléctricamente,
conocidas como fuerzas de van del Waals, proceden de las interacciones
electroestáticas entre dipolos permanentes o dipolos inducidos. Estas fuerzas son
las responsables de numerosas interacciones, de fuerza variable, entre átomos
vecinos que no se hallan enlazados.
Las interacciones entre dipolos permanentes son determinantes estructurales
importantes en las proteínas porque muchos de sus grupos, como el carbonilo e
imino del esqueleto peptídico, poseen dipolos permanentes. Aunque estas
interacciones son mucho más débiles que las interacciones carga – carga, en un
medio apolar (constante dieléctrica baja) influyen significativamente en el
plegamiento de una proteína.
Un dipolo permanente induce también un momento dipolar sobre un grupo vecino,
de modo que se establece una interacción atractiva. Esta interacción dipolo-dipolo
inducido, es por lo general, más débil que la dipolo-dipolo.
2.
Fuerzas por enlace de hidrógeno.
Estos enlaces son predominantemente interacciones electroestáticas entre un
grupo dador débilmente ácido (D-H) y un átomo aceptor (A) que es portador de un
par de electrones no compartido.
Estos enlaces no estabilizan de modo significativo la estructura de una proteína
nativa, sin embargo, proporcionan una base estructural para su modelo de
plegamiento.
3.
Fuerzas hidrofóbicas.
Efecto hidrofóbico es el nombre que se le da a las influencias que provocan las
sustancias no polares para conseguir que sus contactos con el agua sean
mínimos y a las de las moléculas anfipáticas, tales como jabones y detergentes,
para formar micelas en las disoluciones acuosas.
Como en las proteínas nativas los cadenas laterales apolares se hallan fuera del
contacto con el disolvente acuoso, las interacciones hidrofóbicas constituyen un
determinante importante en las estructuras de las proteínas.
4.
Enlaces disulfuro.
Como los enlaces disulfuro se forman cuando una proteína se pliega a su
conformación nativa intervienen en la estabilización de sus estructura
tridimensional.
Desnaturalización de las proteínas
Las proteínas son moléculas flexibles capaces de sufrir ligeras, pero significativas
transiciones a otros estados conformacionales. Estas transiciones son producidas
generalmente por interacción reversible de la proteína con otros componentes de
la célula, que puede ir acompañada por una activación o inhibición de su actividad
biólogica. Este fenómeno puede estar asociado a regulación intracelular, ya que a
las diferentes conformaciones corresponden distintos niveles de actividad.
Hay otros cambios conformacionales producidos por agentes externos que traen
como consecuencia una pérdida parcial o total d ela actividad biológica, en este
caso se trata de una desnaturalización.
La desnaturalización de una proteína se describe como un proceso en el cual la
disposición espacial d ela cadena polipetídica cambia de la forma típica de la
proteína nativa a una disposición más desordenada (ovillo estadístico). Ello
involucra cambios en las estructuras primarias, secundarias y cuaternarias, la
primaria no es afectada, no hay ruptura de enlaces peptídicos.
Muchos agentes causan la desnaturalización proteica; como el calor, radiación uV,
solventes orgánicos, urea, detergentes (SDS, dodecilsulfato de sodio:
C12 OSO3Na), pH extremos, salicilatos, guanidinas, agitación violenta, etc. Estos
agentes alteran el equilibrio de las fuerzas no enlazantes que mantienen la
conformación nativa. La proteína se despliega en forma cooperativa, cualquier
desplegamiento parcial desetabiliza la estructura restante que colapsa
simultáneamente hasta adoptar el arrollamiento al azar.
El medio cambia de modo que el estado nativo no es el de menor energía libre,
sino que el desnaturalizado. El agente estabiliza el estado desnaturalizado y/o
inestabiliza el estado nativo.
Desnaturalización por diferentes agentes pueden llevar a distintos estados o
grados de desnaturalización.