Ejercicio resuelto de Proteínas · Biología · Andalucía · 2020

a) Defina la estructura primaria de las proteínas. [0,3 puntos]

b) Indique qué tipo de enlace caracteriza a dicha estructura. [0,2 puntos]

c) Cite dos características del mismo. [0,3 puntos]

d) Escriba la fórmula de dicho enlace. [0,5 puntos]

e) Explique qué se entiende por desnaturalización de una proteína. [0,3 puntos]

f) Indique un tipo de enlace que se conserve y tres que se vean afectados por ese proceso. [0,4 puntos]

$\textbf{a) Defina la estructura primaria de las proteínas. [0,3 puntos]}$

La estructura primaria de una proteína es la secuencia lineal de los aminoácidos que forman su cadena polipeptídica, leída desde el extremo N-terminal, que conserva libre el grupo amino, hasta el extremo C-terminal, que conserva libre el grupo carboxilo.

Es el nivel más sencillo de organización y el más importante, porque viene determinada por la secuencia de nucleótidos del gen y de ella dependen todos los niveles superiores: la forma en que la cadena se pliega, y con ella la función de la proteína, están escritas en el orden de sus aminoácidos.

$\textbf{b) Indique qué tipo de enlace caracteriza a dicha estructura. [0,2 puntos]}$

El enlace peptídico, que une el grupo carboxilo de un aminoácido con el grupo amino del siguiente.

$\textbf{c) Cite dos características del mismo. [0,3 puntos]}$

Es un enlace covalente de tipo amida, y por tanto fuerte y estable: no se rompe con el calor moderado ni con los cambios de pH, y solo se hidroliza por acción enzimática o con ácidos o bases fuertes en caliente.

Presenta resonancia entre el oxígeno del carbonilo y el nitrógeno, lo que le confiere carácter parcial de doble enlace. En consecuencia es más corto de lo que correspondería a un enlace sencillo, es rígido y no permite el giro, y los seis átomos implicados quedan en un mismo plano. Esta rigidez limita las conformaciones posibles de la cadena y es lo que hace que existan estructuras secundarias regulares como la hélice $\alpha$.

$\textbf{d) Escriba la fórmula de dicho enlace. [0,5 puntos]}$

El enlace se forma por condensación, con pérdida de una molécula de agua:

$\text{NH}_{2}-\text{CHR}_{1}-\text{COOH} + \text{NH}_{2}-\text{CHR}_{2}-\text{COOH} \rightarrow \text{NH}_{2}-\text{CHR}_{1}-\text{CO}-\text{NH}-\text{CHR}_{2}-\text{COOH} + \text{H}_{2}\text{O}$

La fórmula del enlace propiamente dicho es, por tanto, el grupo amida:

$-\text{CO}-\text{NH}-$

$\textbf{e) Explique qué se entiende por desnaturalización de una proteína. [0,3 puntos]}$

Es la pérdida de la conformación espacial nativa de la proteína, es decir, de sus estructuras cuaternaria, terciaria y secundaria, al romperse los enlaces débiles que las mantenían. La cadena se despliega y queda reducida a su estructura primaria, que no se altera.

Su consecuencia es la pérdida de la función biológica, ya que esta depende por completo de la forma: desaparecen el centro activo de una enzima o el sitio de unión de un anticuerpo. Suele ir acompañada de una pérdida de solubilidad y de precipitación, porque quedan expuestos al agua los radicales hidrófobos que estaban recogidos en el interior. Si es leve puede ser reversible, la llamada renaturalización, pero en general es irreversible.

$\textbf{f) Indique un tipo de enlace que se conserve y tres que se vean afectados por ese proceso. [0,4 puntos]}$

Se conserva el enlace peptídico, precisamente por ser covalente y mucho más fuerte que los demás; por eso la estructura primaria permanece intacta.

Se ven afectados los puentes de hidrógeno, que sostienen la hélice $\alpha$ y la lámina $\beta$; las interacciones hidrofóbicas entre radicales apolares, que mantienen recogido el interior de la proteína globular; y los enlaces iónicos o puentes salinos entre radicales de carga opuesta. También se rompen los puentes disulfuro cuando el agente desnaturalizante es reductor.