DESNATURALIZACIÒN de proteinas

La desnaturalización de las proteínas
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La desnaturalización de las proteínas cambia la solubilidad de las moléculas de proteína
por atrapar a las moléculas de agua dentro de una estructura gelatinosa semisólida. La
gelatina es un ejemplo del proceso de coagulación de las proteínas en una estructura
cristalina tridimensional que atrapa moléculas de agua para producir un gel semisólido.
Las proteínas se sintetizan a partir de la polimerización de aminoácidos.
La polimerización es el resultado de numerosas uniones peptídicas que unen a los
aminoácidos formando una cadena.
Existen tres estructuras que influencian la forma tridimensional de una proteína soluble
en agua.
1. La estructura primaria es la unión peptídica entre aminoácidos que crea una
cadena larga de aminoácidos conectados entre sí. Esta larga cadena de
aminoácidos polimerizados tiene proyecciones hidrofóbicas e hidrofílicas que
están orientadas perpendicularmente a la cadena.
2. La estructura secundaria es la estructura en hélice (puede haber otras) que
forma la cadena al curvarse, esta curvatura es mantenida por el resultado de
uniones puentes de hidrógeno que son uniones que, ya sabemos que, son
débiles.
3. La estructura terciaria se forma cuando la molécula de proteína se pliega sobre
sí misma, dejando hacia el interior las porciones hidrofóbicas y al exterior las
hidrofílicas.
Varias regiones helicoidales pueden existir en diferentes porciones de la molécula.
Cuando la proteína es plegada y replegada para alcanzar su estructura más estable
tendrá muchos de los residuos hidrofílicos hacia el exterior y otro tanto hidrofóbicos
hacia el interior.
Cuando una proteína natural se somete a un tratamiento químico o físico, su estructura
cambia y se transforma en una proteína desnaturalizada.
En este ejemplo el calentamiento de la proteína le da energía a la molécula de proteína.
Esta energía adicional es suficiente para romper las uniones débiles que mantenían a la
proteína plegada en su estructura terciaria y a sus configuraciones secundarias en hélice,
mientras que el proceso de desnaturalización prosiga la molécula de proteína continuará
desplegándose más y más hasta que las regiones hidrofóbicas internas se expongan
hacia afuera de la molécula.
Las uniones peptídicas son muy hidrofílicas. Parte de esos segmentos, que ya no están
unidos ahora, están libres para unirse a moléculas de agua. Las moléculas de agua
atrapan a otras moléculas de agua en las cercanías de la cadena. La porción hidrofóbicas
también está expuesta, lo cual no es favorable ya que estas porciones no son estables
en un ambiente acuoso. Las regiones hidrofóbicas se asociarán entonces, con otras
regiones hidrofóbicas de la proteína. Esta situación predispone la asociación de esas
moléculas de proteína en una estructura tridimensional cada vez más grande.
Las agregaciones muy grandes de moléculas dentro de una parte insoluble se
ensamblarán al azar. Mientras la desnaturalización de las proteínas continúa, una
formación cristalina amorfa atrae más moléculas de agua en estructuras similares a una
célula. Las moléculas de agua, asociadas entre sí, en grupos se adhieren a la superficie
hidrofílicas de la proteína. Mientras que las hidrofóbicas se disuelven unas en otras y
proveen la energía para retener la estructura.
Si el proceso continúa irreversiblemente todas las moléculas de proteínas serán
reclutadas en esta gran masa insoluble en una estructura organizada azarosamente que
contiene moléculas de agua atrapadas en diferentes partes como un marco.
CONCLUSIÓN
1. LA FORMA TRIDIMENSIONAL DE LAS PROTEÍNAS SE ENCUENTRA
ESTABILIZADA POR UNIONES O INTEREACCIONES ENTRE LAS
RADICALES R DE LOS AMINOÁCIDOS DENTRO DE LA MOLÉCULA.
2. La mayoría de estas uniones son débiles y fácilmente se pueden
romper.
3. La ruptura de estas uniones débiles finalizan en un cambio en la
conformación de la proteína llamada DESNATURALIZACIÓN
4. NORMALMENTE LAS PROTEÍNAS DESNATURALIZADAS NO
RECUPERAN SU FORMA, LAS PROTEÍNAS QUE SON SOLUBLES SE
VUELVEN INSOLUBLES (EJEMPLO HUEVO COCIDO: PROTEÍNA:
ALBÚMINA) Y PRECIPITAN.
5. LA PRECIPITACIÓN SE DEBE A QUE LOS RADICALES HIDROFÓBICOS
QUE ESTABAN EN EL CENTRO DE LA MOLÉCULA QUEDAN
EXPUESTOS al agua debido al cambio en la conformación de la
proteína.
6. El calor causa desnaturalización ya que causa la vibración de ls
moléculas generando la ruptura de las uniones intermoleculares
débiles (ej: puentes de hidrógeno)
7. Existen excepciones de proteína resistentes a altas temperaturas
Ej:
ADN polimerasa - una enzima que cataliza ¿qué reacción?
INDAGAR!!!
8. LA ADN POLIMERASA ES UNA ENZIMA QUE SE ENCUENTRA EN UN
PROCARIOTA Thermus aquaticus que habita los geiseres del Parque
Yellowstone, vive a 80°C y fue descubierto en 1982.
(QUIÉNES SON LOS PROCARIOTAS? A QUÉ REINO PERTENECEN?)
9. Responder: ¿En qué proceso de la biotecnología se utiliza esta
enzima?
10.El pH ácido 2 o 3 o muy alcalino 11 a 12 también pueden causar
desnaturalización aunque en menor medida (existen
comparativamente menos ejemplos de enzimas desnaturalizadas
por cambios de pH que las desnaturalizadas por altas
temperaturas).
11. Los cambios de pH afectan las cargas de los radicales y rompen
uniones iónicas dentro la proteína o bien causan nuevas uniones
iónicas donde antes no existían.
12.Al igual que con el calor la estructura tridimensional de la proteína
es cambiada y nuevamente las proteínas se hacen menos solubles
o insolubles en agua.
13.Un ejemplo de enzima que no es desnaturalizada por el pH ácido es
la pepsina que es sintetizada por las células que recubren el epitelio
del estómago. Esta enzima actúa sobre……………………(responder)
produciendo la formación de dipéptidos u oligopéptidos. En este
caso se considera a las ……………como sustrato y el productos son
los……………… El pH para que la pepsina se active es 2, si el pH es
superior la enzima permanece inactiva y se denomina pepsinógeno.
El pH2 en el estómago se produce por la liberación de HCl (ácido
clorhídrico) sintetizado también por células del estómago. La
mucosa estomacal al momento de liberar la pepsina se encuentra
protegida de la actividad del ácido por una gruesa capa de moco.