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Biología y geología

TEMA 24: Aminoácidos y proteínas. Biosíntesis proteica. Enzimas y coenzimas. Las vitaminas.

www.tecnoszubia.es

REVISIÓN 8

Centro de Estudios TecnosZubia

Preparación Primaria Inglés

CURSO: 2011/2012

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TEMA 24

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AMINOÁCIDOS Y PROTEÍNAS. BIOSÍNTESIS PROTEICA. ENZIMAS Y COENZIMAS. LAS VITAMINAS.

2.- PROTEÍNAS. 2.1.- Estructura. 2.2.- Funciones.

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1.- INTRODUCCIÓN: AMINOÁCIDOS Y ENLACE PEPTÍDICO.

3.- ENZIMAS. 3.1.- Naturaleza general. 3.2.- Cinética enzimática. 3.3.- Factores que influyen en la velocidad de la reacción. 3.4.- Mecanismo de acción enzimática.

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4. - BIOSÍNTESIS PROTEICA. 4.1.- Activación de los aminoácidos. 4.2.- Traducción. 4.3.- Fases de la síntesis de proteínas.

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5.- VITAMINAS. 5.1.- Vitaminas hidrosolubles. 5.2.- Vitaminas liposolubles. 6.- CONCLUSIÓN.

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APÉNDICE 1.- Clasificación y propiedades de los aminoácidos. 2.- Péptidos. 3.- Estructura del colágeno. 4.- Proteínas: propiedades y clasificación. 5.- Representación de Lineweaver-Burk. 6.- Coenzimas. Nomenclatura y clasificación de las enzimas. 7.- Estructura del ribosoma. 8.- Cistrones, polisomas y modificaciones postraduccionales. 9.- Complejo B y vitaminas E y K.

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1.- INTRODUCCIÓN: AMINOÁCIDOS Y ENLACE PEPTÍDICO.

La fórmula general de un -aminoácido es

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Las proteínas son polímeros lineales formados por -aminoácidos como unidades elementales. Los -aminoácidos contienen un átomo de C (C2, denominado ) al que se encuentran unidos un grupo amino (- NH2) y un grupo carboxilo (- COOH). En la naturaleza existen aminoácidos que no se encuentran en las proteínas: de los 150 conocidos, sólo 20 forman parte de los las proteínas y se les conoce como aminoácidos proteinogenéticos.

Véase Apéndice Clasificación y propiedades de los aminoácidos.

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Los aminoácidos componentes de las proteínas se encuentran unidos por enlaces peptídicos, que son enlaces covalentes de tipo amida que se establecen por reacción entre el grupo -carboxilo de un aminoácido y el grupo -amino del siguiente, con desprendimiento de una molécula de agua.

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La longitud del enlace C-N en la unión peptídica es menor que en muchos otros compuestos, lo que indica que el enlace peptídico tiene carácter parcial de doble enlace.1 Este carácter parcial de doble enlace hace que no haya libertad de giro en el enlace C-N mientras que los enlaces N-C y C-C sí son libres para girar. Así, el enlace peptídico es rígido, con los cuatro átomos situados en el mismo plano, a distancias y ángulos fijos. Debido a las propiedades estructurales del enlace peptídico, las cadenas de aminoácidos pueden considerarse formadas 1

Ello significa que los seis electrones de los enlaces entre C, N y O están deslocalizados y compartidos entre los tres átomos; en definitiva, que se trata de una estructura resonante (véase White, A. et al, Principios de Bioquímica, 1983).

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por una sucesión de planos unidos por los C, alrededor de los cuales es posible la rotación. La naturaleza planar del enlace peptídico condiciona en gran medida las posibilidades estructurales de las proteínas (véase más adelante).

Los polímeros resultantes de la unión de los aminoácidos se denominan péptidos; un prefijo (di-, tri-, tetra-, etc.) indica el número de residuos o restos de aminoácidos. Se habla de oligopéptidos cuando el número de éstos es 2-10. A partir de 10 se utiliza el término polipéptido. Las proteínas están formadas por cadenas polipeptídicas que contienen desde alrededor de 50 hasta un número tan elevado como 2.500 restos, dependiendo de la composición exacta de cada proteína específica.

Véase Apéndice Péptidos 2.- PROTEÍNAS.

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En un péptido, el primer aminoácido es el que tiene el grupo amino libre y el último tiene su grupo carboxilo libre. Por ello, los extremos del péptido se denominan, respectivamente, Nterminal o amino terminal y C-terminal o carboxilo terminal. Las cadenas de aminoácidos comienzan a sintetizarse siempre por su extremo amino terminal.

2.1.- Estructura.

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El límite entre polipéptidos y proteínas es difuso. En general, la mayoría de las proteínas están formadas por una o varias cadenas polipeptídicas no ramificadas, con 100-300 restos y pesos moleculares que oscilan entre 12.000 y 36.000 daltons. Algunas son, sin embargo, mucho más grandes (2.500 restos y pesos moleculares superiores al millón). La mayoría de ellas contiene los 20 aminoácidos proteinogenéticos en un orden determinado por la información genética, específico para cada una. El 50% o más del peso seco de la materia viva está constituido por estas biomoléculas, que poseen una gran versatilidad estructural y funcional.

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Dada la gran variabilidad estructural de las proteínas, suelen considerarse varios niveles de organización o estructuras: primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria. Cada nivel o estructura incluye la organización estructural de los niveles inferiores. Así, la estructura de una proteína puede descomponerse en varios niveles diferentes, cada uno de los cuales se construye de una manera jerárquica a partir del nivel inferior.

Estructura primaria

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Corresponde al número, tipo y secuencia de los aminoácidos de la cadena polipeptídica y especifica el número de aminoácidos de cada clase y el orden en que están alineados. Es fundamental la secuencia de aminoácidos: dos proteínas que tengan el mismo número de aminoácidos de cada clase pueden ser completamente diferentes, tanto en sus niveles superiores de organización como en sus propiedades y su función, si el orden en que están colocados es distinto. Es la estructura primaria la que está determinada genéticamente. Dicho de otra manera, los ácidos nucleicos (el DNA) almacenan la información necesaria para producir las diferentes estructuras primarias de las proteínas de la célula. El DNA no contiene información referente a los demás niveles estructurales. Las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria de una proteína vienen determinadas por su estructura primaria.

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Estructura secundaria

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Las cadenas polipeptídicas son lineales (no ramificadas) pero no son planas. Se denomina estructura secundaria a la disposición espacial de la cadena de aminoácidos; constituye el primer nivel de plegamiento de la cadena y consiste en la repetición regular de ciertas formas espaciales del esqueleto polipeptídico. Ya se ha visto que el enlace peptídico impone una rigidez plana, pero que existe libertad de giro alrededor de los Cα. Sin embargo, el número real de ángulos de rotación que puede existir es limitado y la estructura secundaria se acomoda únicamente a unos pocos tipos de plegamientos. Los más comunes son la hélice α y la lámina plegada o lámina β.

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La hélice α se genera cuando una cadena polipeptídica gira regularmente sobre sí misma produciendo un cilindro rígido en el que cada enlace peptídico está unido por cuatro enlaces de H a otros enlaces peptídicos de la cadena (2 hacia arriba y 2 hacia abajo), dando en conjunto una estructura muy estable. La hélice α es dextrógira (gira a la derecha de abajo a arriba) y posee 3,6 restos de aminoácidos por vuelta. Su paso de vuelta (la distancia entre dos puntos que se superponen exactamente) es de 0,54 nm. Los grupos laterales R de los aminoácidos quedan hacia fuera de la hélice (no mostrados en la figura).

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Muchas proteínas globulares, como la mioglobina mostrada en la figura, contienen breves regiones en hélice α. Una minoría, en cambio, están formadas por agregados compactos de hélices α, dando complejos muy alargados e insolubles en agua. Suelen denominarse proteínas fibrosas o filamentosas (como las α-queratinas del pelo) y su función suele ser estructural. La estructura en lámina β (o plegada) se forma cuando dos o más cadenas polipeptídicas (que pueden ser segmentos contiguos o alejados de la misma cadena plegada) se disponen extendidas y adyacentes dando lugar a una estructura en zig-zag (como las tejas de un tejado).

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Las láminas β pueden ser antiparalelas, cuando una cadena polipeptídica extendida se pliega hacia delante y hacia atrás sobre sí misma, de forma que cada sección de la cadena queda orientada en dirección opuesta a las de las secciones inmediatas; dicho de otra forma, las cadenas avanzan en sentido opuesto. Las láminas plegadas paralelas están formadas por cadenas que corren en la misma dirección.

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La estructura está estabilizada por una extensa malla de enlaces de H formados por los átomos de los enlaces peptídicos de las cadenas adyacentes, dando una estructura muy estable. Los grupos R se sitúan por encima y por debajo de los planos en zig-zag de la lámina plegada. La lámina β constituye extensas regiones del núcleo de la mayoría de las proteínas globulares (como la cadena de inmunoglobulina de la figura); a menudo están cubiertas por ambos lados por hélices α, formando una estructura estratificada que sirve como trama sobre la que se construye una proteína globular.

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Existen, sin embargo, proteínas filamentosas o fibrosas que forman agregados de láminas β sin modificaciones posteriores. Tales proteínas son también estructurales e insolubles en agua. Como ejemplos pueden citarse las β-queratinas de la piel o las uñas y la fibroína de la seda. Véase Apéndice Estructura del colágeno

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Estructura terciaria

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Un segundo nivel de plegamiento de las cadenas polipeptídicas se alcanza cuando éstas se pliegan en una estructura tridimensional compacta, más o menos esférica, denominada estructura terciaria, que es la forma total de la proteína, su disposición en las tres dimensiones. Las proteínas que presentan estructura terciaria (la mayoría) se conocen como proteínas globulares, por su forma esférica o elipsoidal.

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En principio cualquier molécula proteica puede adoptar un número enorme de formas diferentes o conformaciones. Sin embargo, en condiciones biológicas, la mayoría de ellas se pliega adoptando una sola de esas conformaciones (conformación nativa). Ello es debido a que las cadenas laterales R se asocian entre sí y con el agua formando enlaces no covalentes débiles. El proceso de plegamiento permite a la proteína solubilizarse en agua y dar disoluciones coloidales. La conformación nativa tiene gran estabilidad y depende del tipo de restos R y de su posición en la cadena; en definitiva, de su estructura primaria.

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Para la estructura terciaria son esenciales las regiones hidrofóbicas formadas por los grupos R no polares. En solución acuosa, estos R hidrofóbicos tienden a agruparse en el interior de la molécula, unidos por las llamadas interacciones hidrofóbicas, para evitar el contacto con el entorno acuoso. Al mismo tiempo, los R polares tienden a disponerse cerca de la superficie donde pueden interactuar con el agua y con otros grupos polares a través de un variado conjunto de enlaces débiles no covalentes (enlaces de H entre grupos R, enlaces de H con el agua, enlaces iónicos entre R cargados y enlaces por fuerzas de van der Waals).

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El resultado de todas las interacciones individuales es una conformación nativa estable y compacta con un núcleo interno de R hidrofóbicos, agrupados de forma densa, y una superficie exterior, compleja e irregular, formada por los R polares. Esta intrincada superficie hace que cada proteína sea específica en cuanto a su fijación a otras superficies macromoleculares y también a moléculas pequeñas.

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Las proteínas secretadas o las de la superficie celular, una vez fuera del citoplasma, forman a menudo enlaces covalentes adicionales; los más frecuentes son los enlaces o puentes disulfuro, entre grupos –SH de cisteínas vecinas de una cadena polipeptídica plegada. Los puentes disulfuro sirven para estabilizar la estructura tridimensional de proteínas extracelulares, aunque no son necesarios para el plegamiento específico de la molécula. Rara vez se forman en las moléculas que se encuentran aún en el citosol, ya que la elevada concentración de glutation, un poderoso agente reductor con un grupo –SH, rompe la mayoría de estos enlaces.

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Si bien la conformación nativa de una proteína es única, varios esquemas de plegamiento se producen con frecuencia en muchas proteínas diferentes: ciertas combinaciones de hélices α y láminas β son particularmente estables y forman “clichés estructurales” denominados dominios (véase Alberts, B. et al. Biología molecular de la célula, 2004).

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Son unidades globulares relativamente pequeñas, formados por una sección de cadena de unos 150 aminoácidos y plegados independientemente unos de otros. Un cierto número de dominios diferentes suelen estar unidos por tramos relativamente abiertos de cadena polipeptídica (codos o asas), dando en conjunto la estructura terciaria total de la proteína. Parece así que los dominios son las unidades modulares a partir de la cuales se construyen las proteínas globulares. En la figura superior se presentan (en modelo de cinta) tres dominios proteicos diferentes: el citocromo b562 (A), el dominio de unión al NAD+ de la lactato deshidrogenasa (B) y el dominio variable de la cadena ligera de las inmunoglobulinas (C). Abajo, la enzima 3-fosfoglicerato quinasa, que posee dos dominios.

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Algunos dominios proteicos, denominados módulos, forman parte de muchas proteínas diferentes por contener estructuras especialmente versátiles que pueden ser integradas con facilidad en ellas (véase Alberts, B. et al. Biología molecular de la célula, 2004). Estructura cuaternaria

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Existen proteínas que están formadas por más de una cadena polipeptídica. Se las denomina proteínas oligoméricas y a cada una de sus cadenas, monómero o subunidad. Para estas proteínas, la estructura cuaternaria es la disposición espacial de sus subunidades. Las subunidades están unidas entre sí por enlaces no covalentes (los mismos que estabilizan la estructura terciaria). A su vez, las subunidades pueden ser idénticas o distintas entre sí. Así, por ejemplo, la hemoglobina es un tetrámero formado por cuatro cadenas iguales dos a dos: dos cadenas α y dos cadenas β unidas por enlaces no covalentes. La neuroaminidasa, en cambio, consta de un anillo formado por cuatro cadenas polipeptídicas iguales.

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En otros casos, (por ejemplo, las inmunoglobulinas), los enlaces que mantienen la estructura son covalentes (puentes disulfuro entre cadenas distintas). En general, las proteínas con estructura cuaternaria tienen importantes funciones biológicas y suelen ser proteínas reguladoras.

Existen niveles de organización superiores a la estructura cuaternaria. Por ejemplo, las subunidades proteicas pueden autoensamblarse dentro de la célula formando estructuras subcelulares, tales como los filamentos de actina o los microtúbulos. Otras veces se forman grandes complejos multienzimáticos. Incluso los agregados que se autoensamblan pueden incluir diferentes subunidades proteicas y otras moléculas, como los ácidos nucleicos: es el caso de las nucleocápsidas víricas o los ribosomas.

2.2.- Funciones.

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Véase Apéndice Proteínas: propiedades y clasificación

Las proteínas realizan una gran variedad de funciones biológicas. La mayoría de ellas interaccionan con otras moléculas más pequeñas (denominadas, en general, ligandos) mediante la formación de enlaces débiles entre ambas. Para que se generen un cierto número de estos enlaces y la unión sea efectiva, el ligando debe adaptarse exactamente a su superficie. La región de la proteína que se asocia con un ligando recibe el nombre de centro de unión; suele tener forma de cavidad constituida por una disposición específica de unos pocos radicales aminoacídicos en la superficie de la proteína.

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Estructurales, con función protectora o de sostén. Las proteínas fibrosas tales como los colágenos, las queratinas o la fibroína pueden citarse como ejemplos de proteínas con esta función. De reserva de aminoácidos, utilizados durante el desarrollo embrionario o en fase neonatal. Así la ovoalbúmina de la clara de huevo, la caseína de la leche o las proteínas del gluten de muchas semillas. Transportadoras, uniéndose a diversos ligandos para transportarlos de un lugar a otro. Así, mioglobina y hemoglobina transportan O2 en vertebrados. La seroalbúmina transporta ácidos grasos en la sangre. En las membranas celulares existen también numerosas proteínas dedicadas al transporte de solutos de una a otra parte de la membrana. Contráctiles. En algunas proteínas, la unión de sus ligandos provoca cambios conformacionales que pueden realizar trabajo mecánico, con gasto de energía. Así, la actina y la miosina intervienen en la contracción muscular y la dineína en el movimiento de cilios y flagelos. Protectoras en la sangre de los vertebrados; así, las inmunoglobulinas o anticuerpos; trombina y fibrinógeno participan en la coagulación sanguínea. Toxinas. Algunas proteínas son tóxicas para animales superiores en cantidades muy pequeñas. Por ejemplo, la toxina botulínica o los venenos de algunas serpientes. Reguladoras. Hay hormonas de naturaleza proteica, como la insulina o la hormona del crecimiento (somatotropina). Enzimas. Son la clase más amplia de proteínas y su estudio se hace en el siguiente epígrafe.

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Entre las variadísimas funciones proteicas, merecen destacarse las siguientes:

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3.- ENZIMAS.

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Uno de los rasgos definitorios de los seres vivos es la enorme complejidad y rapidez con que transcurren las reacciones químicas que conocemos como metabolismo. Las reacciones metabólicas se realizan con gran eficacia por intermedio de catalizadores denominados enzimas, universalmente presentes en los seres vivos. Las enzimas son, pues, los catalizadores biológicos o biocatalizadores. 3.1.- Naturaleza general.

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A excepción de las ribozimas (RNA con actividad catalítica), todas las enzimas son de naturaleza proteica. Son proteínas globulares, con estructura terciaria o cuaternaria, solubles en agua que, cuando se desnaturalizan, pierden su actividad catalítica. Muchas de ellas son heteroproteínas. En estos casos, a la enzima completa se la denomina holoenzima; a la parte proteica, apoenzima y al grupo prostético, cofactor. Los cofactores suelen ser indispensables para la catálisis y muchas veces son moléculas orgánicas que se disocian fácilmente de la apoenzima y se denominan coenzimas (véase más adelante).

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Se denomina sustrato al ligando que se une a la enzima y que va a sufrir la reacción química catalizada por ella. El centro de unión del sustrato se denomina centro activo. Se trata de una cavidad asimétrica cuya organización espacial determina no sólo los compuestos que pueden encajar específicamente en él, sino también las características de los acontecimientos posteriores que conducen a la conversión del sustrato en producto (en definitiva, la especificidad de la enzima). El centro activo es una pequeña región de la proteína total y suele contener aminoácidos de fijación, que establecen enlaces no covalentes con el sustrato, y aminoácidos catalíticos, que son los que llevan a cabo la catálisis enzimática, atacando químicamente al sustrato; serina, cisteína, histidina, tirosina, lisina, glutámico y aspártico son aminoácidos frecuentes en los centros activos de las enzimas. Si existe coenzima, éste también se encuentra en el centro activo.

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Las enzimas, como cualquier catalizador positivo, aceleran la velocidad de la reacción química (del orden de 103 a 106 veces más rápida que la misma reacción no catalizada) pero no se consumen durante el proceso, por lo que la misma molécula puede catalizar la reacción una y otra vez, uniéndose a sucesivas moléculas de sustrato. En general, las reacciones químicas catalizadas por las enzimas son reversibles (del tipo A+B ↔ C+D) pero la enzima no afecta ni a la constante de equilibrio Keq ni a los estados inicial y final (por ejemplo, no afecta a los niveles energéticos de reactivos y productos ni a la energía liberada, ΔG). Simplemente, el equilibrio se alcanza con mayor rapidez en presencia que en ausencia del enzima.

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Las enzimas aumentan la velocidad de la reacción química porque disminuyen la energía de activación requerida por ésta. Como se sabe, en cualquier reacción química los reactivos deben colisionar y las colisiones moleculares deben ocurrir con una orientación adecuada. A una temperatura dada, sólo algunas moléculas poseen la energía cinética necesaria para producir choques efectivos. Cuando tiene lugar la reacción, un número suficiente de moléculas tienen la energía necesaria y consiguen un estado activado (estado de transición) en el cual se transforman en productos. La energía requerida para alcanzar el estado de transición se denomina energía de activación, Ea.

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Las enzimas disminuyen la Ea dado que aproximan las moléculas del reactivo (sustrato) al unirse al centro activo y favorecen también una orientación adecuada para las colisiones. Ambos efectos hacen que aumente extraordinariamente la probabilidad de alcanzar el estado de transición, lo que aumenta la velocidad de reacción.

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La catálisis enzimática implica, como puede deducirse, la formación de un complejo intermedio entre la enzima y su sustrato o sustratos. Éstos deben unirse al centro activo del enzima, formando el denominado complejo enzima-sustrato (ES). Una vez ocurrida la reacción, los productos se separan del centro activo y la enzima queda lista para unir nuevas moléculas de sustrato.

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Las enzimas presentan un alto grado de especificidad. Ésta es una de sus propiedades más importantes. La especificidad enzimática tiene dos vertientes. En primer lugar, existe una especificidad respecto al sustrato. Ello significa que una enzima determinada sólo puede actuar sobre un sustrato concreto o sobre un grupo de sustratos de estructura similar. El grado más extremo de especificidad de sustrato es la absoluta, en la que la enzima reconoce un único sustrato, incluso un determinado estereoisómero2. La especificidad de sustrato depende fundamentalmente de la disposición espacial del centro activo y de los aminoácidos de fijación. En segundo lugar, existe una especificidad respecto al tipo de reacción química que cataliza. Es decir, una enzima sólo puede catalizar una determinada transformación química de su sustrato específico (por ejemplo, una hidrólisis, una transferencia de grupos o una oxidorreducción). La especificidad de reacción depende de los aminoácidos catalíticos o (de existir) del coenzima y se utiliza para clasificar las enzimas.

3.2.- Cinética enzimática.

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Si se mantienen constantes otras condiciones, la velocidad de las reacciones enzimáticas depende de la concentración de enzima y de su sustrato. Muchas enzimas (denominadas michaelianas) presentan una cinética como la mostrada en la figura, en la que

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Es decir, las enzimas pueden reconocer la forma D o la forma L, pero no ambas. Ello es así porque se trata de imágenes especulares. Si es la forma D la que encaja en el centro activo, la forma L no podrá hacerlo, de la misma manera que el guante de la mano derecha no puede encajarse en la izquierda. Ello explica por qué en los seres vivos sólo existen formas D (como en los azúcares) o formas L (como en los aminoácidos), pero no ambas a la vez.

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se relaciona la velocidad V de una reacción y las concentraciones de sustrato [S] y de enzima [E] (véase White, A. et al, Principios de Bioquímica, 1983).

Aunque la velocidad se incremente normalmente con la [E] (en b), a una [E] constante (a), V se incrementa hiperbólicamente cuando aumenta [S], hasta llegar a una velocidad máxima limitante, Vmax.

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Esto implica que la enzima tiene un número finito de centros de unión con el sustrato: cuando todos los sitios están ocupados no puede aumentar la velocidad y la enzima está saturada por su sustrato. En 1913, Michaelis y Menten explicaron este tipo de cinética y desarrollaron una ecuación general de velocidad, conocida como ecuación de MichaelisMenten, para una reacción reversible con un solo sustrato.

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Consideraron que el enzima E se une a un sustrato S para formar un complejo enzimasustrato ES, el cual posteriormente se desdobla en enzima y producto P, según la siguiente reacción:

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E + S ↔ ES ↔ E + P

Si se supone que [S] es mucho mayor que [E], que solamente se miden velocidades iniciales y que [E total] = [E] + [ES], puede demostrarse que: Vmax [S] V = -----------------Km + [S] 12

Véase Apéndice Representación de Lineweaver-Burk

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Ésta es la ecuación de Michaelis-Menten. Km es la constante de Michaelis, que combina las constantes de velocidad de los equilibrios. Cada enzima tiene una Km específica para cada temperatura.

Puede demostrarse matemáticamente que la Km es igual a la [S] con la cual se obtiene la velocidad semimáxima. La Km tiene relación con la afinidad de una enzima por su sustrato. Una Km baja significa que la enzima alcanza la mitad de su Vmax con una baja [S], lo que indica que se une rápidamente a él para formar el complejo ES.

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Para [S] muy superiores a la Km, la reacción es de orden cero (la velocidad es independiente de la [S] para una [E] dada). Es decir, cuando la enzima está saturada de sustrato la velocidad de la reacción depende exclusivamente de la rapidez con la que el sustrato puede ser procesado. En otras palabras, Vmax da una idea de la eficacia de la enzima en su actividad catalítica.

La mayoría de las enzimas tienen más de un sustrato y catalizan reacciones del tipo A+B ↔ C+D. Son reacciones bisustrato, que también involucran la formación de complejos ES. Sus cinéticas pueden estudiarse en términos de Km para cada sustrato y Vmax de la reacción y las ecuaciones que las describen son análogas a las ecuaciones de velocidad de Michaelis-Menten. También se conocen mecanismos cinéticos más complejos con tres o cuatro sustratos.

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3.3.- Factores que influyen en la velocidad de la reacción. Temperatura

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La constante de equilibrio para cualquier reacción química así como la velocidad de reacción dependen fuertemente de la temperatura y las reacciones catalizadas por enzimas no son una excepción. La velocidad se incrementa con la temperatura hasta que se alcanza la velocidad máxima (temperatura óptima, que suele situarse hacia los 30-40ºC), pero a temperaturas mayores la velocidad disminuye a causa de la desnaturalización térmica de la enzima. pH

Colinesterasa

Pepsina

Actividad relativa ↑

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Papaína

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Tripsina 8

10 pH

En la figura puede apreciarse el efecto del pH sobre la velocidad de diferentes enzimas. En general, para cada enzima hay un valor de pH al cual la velocidad es máxima (pH óptimo)

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que suele estar próximo al pH del entorno fisiológico en el que trabaja la enzima. A cada lado del óptimo, la velocidad es inferior. La papaína, sin embargo, no tiene óptimo y es insensible al pH. Para la colinesterasa, el pH óptimo se extiende a un largo intervalo de pH. El pH influye sobre la velocidad enzimática de diversas formas. Puede modificar el grado de ionización de los radicales del centro activo y/o del sustrato dificultando la formación del complejo ES; otras veces, la enzima puede desnaturalizarse con valores extremos de pH o el coenzima puede separarse si está unido débilmente, con lo que se destruye la actividad enzimática. Inhibición enzimática

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La velocidad de una reacción catalizada por una enzima puede disminuir por inhibidores específicos, o sea, compuestos que se combinan con la enzima y evitan las interacciones normales enzima-sustrato en el centro activo, disminuyendo, por tanto, la velocidad de las reacciones. La inhibición es irreversible cuando el inhibidor reacciona con algún lugar de la proteína (frecuentemente formando un enlace covalente) y la inactiva de forma permanente. Muchos inhibidores irreversibles son venenos para el organismo vivo, incluyendo el cianuro (CN−), H2S y CO. Muchos fármacos son también inhibidores de reacciones químicas; así, los antimetabolitos tienen estructuras relacionadas con las de los intermediarios metabólicos normales, pero inactivan irreversiblemente a enzimas específicos.

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Competitiva. Los inhibidores competitivos pueden combinarse reversiblemente con el centro activo de la enzima por tener una estructura semejante al sustrato y competir con éste por dicho centro. Cuando el inhibidor se une, impide la unión del sustrato aunque no se transforma químicamente en producto. No competitiva. Los inhibidores no competitivos no reaccionan con el centro activo sino en algún otro lugar de la enzima, pero alteran suficientemente la conformación nativa y evitan que el sustrato se una normalmente a su centro activo. Aquí no hay relación estructural con el sustrato. Acompetitiva (o incompetitiva). El inhibidor se combina reversiblemente sólo con ES para formar ESI (complejo enzima-sustrato-inhibidor), el cual no puede dar lugar al producto.

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La inhibición es reversible cuando el inhibidor se une transitoriamente a la enzima. Se conocen tres tipos de inhibición reversible de enzimas:

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3.4.- Mecanismo de acción enzimática.

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Fischer, en 1890, sugirió que la especificidad de las enzimas solamente podía explicarse si la enzima y su sustrato tuviesen una forma geométrica complementaria de manera que ambas moléculas pudieran aproximarse entre sí lo suficiente como para producir la reacción química, encajando la una en la otra como una llave y su cerradura (véase White, A. et al, Principios de Bioquímica, 1983). . La hipótesis de “la llave y la cerradura” se ha mantenido durante mucho tiempo pero ofrece una visión demasiado estática de la formación del complejo ES. La comparación de la estructura de las enzimas obtenida por cristalografía de rayos X demuestra que la adición del sustrato provoca cambios conformacionales. Ésta y otras evidencias han llevado a abandonar la hipótesis de Fischer y a sustituirla por la teoría del ajuste o encaje inducido de Koshland

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(1970). En esencia, este autor propone que, en ausencia de sustrato, las enzimas se encuentran en estado inactivo, de manera que los grupos de su centro activo no están orientados espacialmente de manera correcta para interaccionar con grupos complementarios del sustrato. La unión del sustrato a través de los aminoácidos de fijación da lugar a un cambio conformacional en la enzima que desplaza los R del centro activo hasta la posición correcta.

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Las enzimas acercan en el centro activo a los reactivos, los orientan correctamente y los sitúan en estrecha proximidad el uno con el otro. Este efecto se denomina aproximación. Además, la unión con la superficie de la enzima puede inducir tensión, deformación o desestabilización de las uniones que han de romperse.

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Muchos grupos R en el centro activo funcionan alternativamente como ácidos y como bases (donando o aceptando H+), actuando así sobre diferentes grupos del sustrato. Este efecto se denomina catálisis ácido-base concertada y ocurre en los mecanismos catalíticos de muchas enzimas. Otras enzimas forman intermediarios enzima-sustrato unidos covalentemente (catálisis covalente). Posteriormente, el enlace covalente se rompe y se liberan los productos. Véase Apéndice Coenzimas. Nomenclatura y clasificación de las enzimas

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4. - BIOSÍNTESIS PROTEICA.

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La síntesis de proteínas se produce en los ribosomas, grandes complejos de RNA y proteínas, y depende de la colaboración entre diversos tipos de moléculas de RNA. Comienza, además, con una serie de etapas preparatorias. Primero, sobre el segmento de DNA (el gen) que codifica la proteína que se va a sintetizar se ha de copiar una molécula de ARN mensajero, mRNA (de messenger ribonucleic acid). Mientras tanto, en el citoplasma, cada uno de los 20 aminoácidos con los que se construirá la proteína se ha de unir a una molécula específica de ARN de transferencia (tRNA, de transfer ribonucleic acid) y las subunidades del ribosoma se han de cargar con factores proteicos auxiliares. La síntesis de proteínas comienza cuando todos estos componentes se encuentran en el citoplasma y forman un ribosoma funcional. En éste, la secuencia de nucleótidos de la molécula de mRNA es traducida a la secuencia de aminoácidos correspondiente produciendo una cadena proteica determinada, especificada por la secuencia de DNA de su gen3. Véase Apéndice Estructura del ribosoma 4.1.- Activación de los aminoácidos.

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Los agentes centrales de la síntesis proteica son las moléculas de tRNA, a las que se unen los aminoácidos antes de su polimerización a polipéptidos. Los aminoácidos se unen por su grupo carboxilo y se activan así a formas de alta energía que forman espontáneamente enlaces peptídicos. Los aminoácidos libres no pueden añadirse directamente a una cadena polipeptídica en crecimiento. Es la molécula de tRNA, y no el aminoácido unido a ella, la que determina el punto donde debe añadirse el aminoácido durante la síntesis proteica. Las moléculas de tRNA son específicas; es decir, cada molécula de tRNA se une a un aminoácido específico.

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Cada molécula de tRNA reconoce a su aminoácido correspondiente gracias a un grupo especial de enzimas, denominadas aminoacil-tRNA sintetasas. Cada una de ellas acopla cada aminoácido a su molécula apropiada de tRNA. Existe una sintetasa diferente para cada aminoácido (en total, 20 diferentes). Por ejemplo, la alanil-tRNAAla sintetasa fija la Ala a su tRNA específico: tRNAAla. La reacción que se produce es: Aminoácido + ATP + tRNA  aminoacil-tRNA + AMP + PPi (pirofosfato) en la que se hidroliza una molécula de ATP (ATP  AMP + PPi) que proporciona la energía necesaria (véase tema 28). El resultado final de la acción de estas enzimas es un conjunto de moléculas de aminoacil-tRNA.

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El proceso de transcripción (síntesis de RNA) y la estructura de los diversos tipos de RNA se estudian en el tema siguiente.

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Así, los tRNA actúan como "adaptadores" finales que transforman la información de la secuencia de nucleótidos del mRNA en información de la secuencia de aminoácidos de las proteínas. Las sintetasas forman también un segundo grupo de adaptadores, que unen los tRNA a sus aminoácidos específicos. 4.2.- Traducción.

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La reacción fundamental de la síntesis proteica es la formación de un enlace peptídico entre el grupo carboxilo del extremo de una cadena polipeptídica en crecimiento y el grupo amino libre de un aminoácido. Por lo tanto, una cadena proteica se sintetiza paso a paso desde su extremo amino terminal hasta su extremo carboxilo terminal. A lo largo de todo el proceso, el extremo carboxilo de la cadena polipeptídica permanece unido covalentemente a una molécula de tRNA (en conjunto, la molécula se denomina peptidil-tRNA).

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Este enlace covalente se destruye con la adición de un nuevo aminoácido unido a su tRNA. En el transcurso de la traducción, la secuencia de nucleótidos del mRNA se lee a medida que la maquinaria de traducción se desplaza a lo largo de la molécula de mRNA en dirección 5´ 3´ (es decir, de la cabeza a la cola, véase tema siguiente). A la derecha se presenta un esquema del ciclo de traducción que se da en los ribosomas (véase Alberts, B. et al. Biología molecular de la célula, 2004).

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Ahora bien, el lenguaje de los ácidos nucleicos tiene sólo cuatro letras (las cuatro bases, A, G, C y T ó U) mientras que las proteínas utilizan 20 letras (los veinte aminoácidos). Tomados de forma individual, los nucleótidos del mRNA sólo pueden representar cuatro de los veinte aminoácidos posibles. Si se utilizaran 2 nucleótidos para codificar un aminoácido, sólo podrían determinarse 16 (42) aminoácidos. Sin embargo, si se usa un grupo de tres nucleótidos pueden codificarse 64 aminoácidos (43) .De hecho, esto es lo que sucede exactamente en las células.

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Cada aminoácido está especificado por un triplete de nucleótidos (denominado codón) de las moléculas de mRNA. El sistema de correspondencia entre los codones del mRNA y el aminoácido que especifican se denomina código genético, una especie de diccionario molecular que permite traducir el lenguaje de cuatro letras de los ácidos nucleicos al lenguaje de 20 letras de las proteínas.

De los 64 codones posibles en el código genético, 61 especifican aminoácidos individuales y 3 no especifican ninguno (UAA, UGA y UAG, denominados codones sin sentido o de stop) La mayoría de los aminoácidos son codificados por más de un codón; por esta razón se dice que el código genético es degenerado. El codón AUG (que significa Met) es el codón iniciador; dicho de otra manera, la síntesis de todas las cadenas polipeptídicas comienza con el aminoácido Met (en procariotas, formil-Met).

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Los ribosomas "leen" el mRNA desde AUG, codón tras codón, uniendo los aminoácidos especificados por ellos, hasta llegar a un codón de terminación, que son señales de detención y marcan el extremo carboxilo terminal de la cadena polipeptídica. Los codones se leen sin comas, uno a continuación de otro, en una secuencia que se denomina marco de lectura. En teoría, un mRNA particular podría ser traducido en tres marcos de lectura diferentes. Sin embargo, la gran mayoría de los mRNA sólo se leen en un marco determinado.

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El significado de cada codón es el mismo para la mayoría de los organismos conocidos; por ello se dice que código genético es universal, lo que constituye un fuerte argumento a favor de que la vida en la Tierra ha tenido un origen común. Sin embargo, se conocen excepciones; se piensa que son desarrollos evolutivos posteriores.

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En el ribosoma, cada codón se aparea de modo específico con una secuencia de tres bases del tRNA, denominada anticodón. El anticodón es una secuencia de bases complementaria de cada codón del mRNA que se sitúa en el extremo contrario al que está unido el aminoácido, siempre en las posiciones 34, 35 y 36 del tRNA. Cada tRNA tiene un anticodón específico.4 Puesto que cada codón únicamente puede formar pares de bases con una de las muchas moléculas diferentes de tRNA de la célula, el codón determina el aminoácido específico que debe añadirse al extremo de la cadena polipeptídica en crecimiento.

La degeneración del código genético implica que existe más de una molécula de tRNA para cada aminoácido y también que muchos tRNA pueden formar pares de bases con más de un codón (lo cual explica que pueda haber más codones que tRNA, lo que ocurre frecuentemente en procariotas). En efecto, para algunos aminoácidos existe más de una molécula de tRNA; además, algunos tRNA están construidos de tal manera que exigen un apareamiento exacto de bases sólo en las dos primeras posiciones del codón y pueden tolerar una adaptación defectuosa (que se denomina balanceo) en la tercera (véase Lodish, H. et al. Biología celular y molecular, 2002). Por ejemplo, un anticodón 3´AUG 5´ puede aparearse con un codón 5´UAC 3´ ó 5´UAU 3´.5

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4.3.- Fases de la síntesis de proteínas.

El complejo proceso de traducir mRNA en proteínas se puede dividir en tres etapas: Iniciación

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El aspecto crítico de la iniciación es comenzar la síntesis proteica por el codón de iniciación (AUG) y conseguir el marco de lectura correcto. Para ello, el ribosoma se une a la molécula de mRNA y forma un complejo de iniciación que determina la pauta de lectura, uniéndose al lugar exacto del mRNA donde debe empezar la cadena polipeptídica. Para comenzar el montaje del complejo de iniciación tienen lugar interacciones secuenciales entre proteínas específicas, denominadas factores de iniciación (IF, eIF en eucariotas), y la subunidad menor del ribosoma aislada (las dos subunidades ribosómicas están unidas sólo cuando el ribosoma está traduciendo un mRNA). Al complejo de preiniciación resultante (subunidad pequeña y los factores de iniciación IF) se une el primer aminoacil tRNA, cuyo anticodón reconoce el codón AUG (es decir, UAC). En eucariotas, se trata del Met-tRNAMet; en procariotas, el grupo amino libre de la metionina se modifica por adición de un grupo formilo (formil Met- tRNAMet).

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A continuación, el complejo de preiniciación se une al mRNA, apareando la molécula de tRNA iniciador a un codón AUG determinado. Una molécula de mRNA suele contener muchas secuencias AUG y todas codifican Met, pero la gran mayoría de ellas no sirven como codones de

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El emparejamiento codón-anticodón se debe a la formación de enlaces de H entre las bases nitrogenadas, de manera específica: A con U (T en el DNA) y C con G (véase el tema siguiente). 5 Si se consulta el código genético puede comprobarse que ambos codones (UAC y UAU) significan Tyr.

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La unión de la subunidad ribosómica pequeña al mRNA, reconociendo ya el codón de iniciación, forma el complejo de iniciación. En eucariotas, el proceso de búsqueda del codón de iniciación consume ATP (energía).

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iniciación. La secuencia AUG que debe ser reconocida como codón de iniciación depende de zonas adyacentes de la secuencia de nucleótidos del mRNA (denominadas secuencias de Shine-Dalgarno en procariotas; en eucariotas es fundamental el CAP del extremo 5´, véase tema siguiente).

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Al final del proceso de iniciación, todos los factores eIF se liberan dejando paso a la unión de la subunidad grande, formándose el complejo de iniciación completo. La unión requiere energía, que se obtiene por la hidrólisis de GTP. El ribosoma tiene dos centros de unión diferentes para moléculas de tRNA, denominadas sitio P, que une la molécula de tRNA enlazada al extremo en crecimiento de la cadena polipéptica (peptidil tRNA), y sitio A, que recibe a la nueva molécula de tRNA cargada con su aminoácido. Además, existe un tercer sitio de salida o expulsión (sitio E).

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En la iniciación, el Met- tRNA Met unido a AUG quedan en el sitio P mientras que el sitio A queda libre. Ambos sitios están tan cercanos que los tRNA unidos a cada centro forman pares de bases con codones adyacentes de la molécula de mRNA. En la iniciación, el codón siguiente al AUG queda situado en sitio A, esperando aparearse con el aminoacil- tRNA de anticodón complementario.

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El proceso de alargamiento de la cadena polipeptídica puede considerarse como un ciclo en tres etapas:

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Los pasos claves de la elongación son la entrada de los sucesivos aminoacil- tRNA al sitio A, la formación de los enlaces peptídicos y el desplazamiento del ribosoma (translocación) respecto al mRNA. Se requieren también proteínas especiales, denominadas factores de elongación (EF).

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Elongación

En la etapa 1, un aminoacil- tRNA queda unido al sitio A vacante por formación de pares de bases con el codón expuesto en el sitio A. Sólo si el anticodón del tRNA coincide correctamente con el codón expuesto se forma un enlace en el sitio A.

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En la etapa 2, el extremo carboxilo de la cadena polipeptídica se separa del tRNA del sitio P y se une mediante un enlace peptídico al aminoácido unido al tRNA situado en el sitio A. Esta reacción es catalizada por una enzima denominada peptidiltransferasa, que no es una proteína, sino el propio rRNA (23 S ó 28 S) de la subunidad mayor. Es, por tanto, una ribozima.

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En la etapa 3, el nuevo peptidil- tRNA del sitio A se traslada al sitio P cuando el ribosoma se desplaza exactamente tres nucleótidos a lo largo del mRNA. Esta translocación del ribosoma es catalizada por un EF unido a GTP, que se hidroliza para proporcionar la energía requerida. La molécula de tRNA libre se separa del sitio P y se desplaza hacia el sitio de salida E sobre el ribosoma y pronto es descartado. Al acabar esta etapa, el sitio A, desocupado, puede aceptar una nueva molécula de aminoacil- tRNA, con lo que de nuevo se inicia el ciclo.

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Terminación

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Ocurre cuando un codón de terminación (UAA, UAG ó UGA) llega al sitio A. No existen moléculas de tRNA con anticodones complementarios a éstos, pero sí unas proteínas denominadas factores de terminación (o liberación, RF, de release factors) cuya forma es similar al tRNA y que reconocen los codones de stop.

La unión del RF al sitio A perturba la actividad peptidil transferasa, que añade agua en vez del grupo amino de un aminoácido. A consecuencia de ello, el extremo carboxilo de la cadena polipeptídica queda libre de su unión al último tRNA, con lo que la cadena recién sintetizada se libera del ribosoma, con gasto de una molécula de GTP.

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Luego se produce la disociación del ribosoma, con la liberación de las subunidades, del mRNA y del tRNA para otra ronda de síntesis proteica.

Véase Apéndice Cistrones, polisomas y modificaciones postraduccionales.

5.- VITAMINAS.

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El término "vitamina" fue introducido por Funk para designar un factor alimenticio esencial, obtenido de la cascarilla del arroz, que combatía con éxito una enfermedad nerviosa, el beriberi. El factor activo era una amina y era necesario para la vida, de ahí el nombre. En 1912 Hopkins y Funk sugirieron la "teoría de la vitamina"; esto es, postularon que enfermedades específicas como el beriberi, el escorbuto o el raquitismo eran causadas por una falta en la dieta de factores nutricionales específicos. Desde entonces muchos factores esenciales se han añadido a la lista original y en absoluto todos son aminas aunque el nombre se ha conservado. Las vitaminas son compuestos orgánicos relativamente sencillos, que una especie concreta (en general, animales o algunos microorganismos) no puede sintetizar por carecer de las enzimas necesarias y que, por tanto, deben obtener de la dieta. Su deficiencia origina una

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enfermedad carencial (avitaminosis o, más correctamente, hipovitaminosis) que remite en cuanto se administra la vitamina.

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Para que una molécula se considere vitamina debe ser orgánica (lo que excluye a las sales minerales) y obtenerse de la dieta en cantidades mínimas (lo que excluye a los aminoácidos y a los ácidos grasos esenciales). Esto ocurre porque no son sustratos sino moléculas reguladoras que no se consumen metabólicamente. Su deficiencia produce una enfermedad carencial. Ahora bien, en algunas vitaminas no se conoce enfermedad carencial en el hombre (sí en animales de experimentación). Además, en muchos casos no se conoce la relación entre la función fisiológica normal de la vitamina y los síntomas y signos de la enfermedad carencial.

5.2.- Vitaminas hidrosolubles.

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Tradicionalmente las vitaminas se han dividido en dos grupos en función de su solubilidad en agua: hidrosolubles y liposolubles.

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Son moléculas solubles en agua que se eliminan por la orina de forma continua y no se almacenan; por ello deben aportarse con frecuencia. Inicialmente fueron denominadas vitaminas B y C. Más tarde se reveló la naturaleza múltiple de la vitamina B y los factores fueron denominándose B1, B2, B3, etc. La mayoría de estos términos se ha descartado, utilizándose ahora su nombre químico apropiado. Sin embargo, el término complejo vitamínico B continúa siendo útil porque estos factores se encuentran juntos en la naturaleza y las deficiencias puras de un miembro único de este grupo son poco frecuentes en el hombre. Complejo vitamínico B

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Comprende las vitaminas tiamina (vitamina B1), riboflavina (vitamina B2), ácido nicotínico (vitamina PP), vitamina B6, ácido pantoténico, biotina, ácido fólico y cianocobalamina (vitamina B12). Véase Apéndice Complejo B y vitaminas E y K

Vitamina C

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Se trata del ácido L-ascórbico, un derivado de monosacárido que se oxida fácilmente a ácido L-dehidroascórbico. Es esencial para una gran variedad de procesos de oxidación-reducción. Participa así en la hidroxilación de compuestos tales como los restos de Pro y Lys en la síntesis del colágeno y también facilita la eliminación del Fe de la ferritina (véase tema 55). La deficiencia de vitamina C produce el escorbuto, enfermedad conocida desde antiguo (por ejemplo, en la navegación marítima) cuyas manifestaciones (encías esponjosas con llagas, pérdidas de dientes, hemorragias subcutáneas y edema, dolor, anorexia y anemia) se deben a un fallo funcional de los fibroblastos en la síntesis de colágeno. Los frutos y los vegetales crudos son fuentes dietéticas importantes de ácido ascórbico. El cocinado, enlatado y otros procedimientos de preparación y conservación de alimentos destruyen parte del ácido ascórbico de la dieta.

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5.3.- Vitaminas liposolubles.

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Se caracterizan por su escasa solubilidad en agua. Se trata, por tanto, de lípidos. Se absorben en el intestino con los lípidos de la dieta y se almacenan en cantidades significativas en el hígado. Constituyen cuatro grupos (A, D, E y K), siendo los dos primeros los más significativos:

Vitaminas A. Son terpenos (véase tema anterior). Actividad de vitamina A la presentan en mamíferos los ,  y - carotenos y el retinol (vitamina A1). Si se exceptúa su papel en el ciclo visual (ver tema 57) y algún otro, la función metabólica de la vitamina A se desconoce. Su deficiencia produce detención del crecimiento en animales jóvenes, ceguera nocturna, xeroftalmia, infecciones del tracto respiratorio y atrofia glandular. Sus fuentes principales son las frutas y verduras, leche y mantequilla y aceites de hígado de pescado.

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Vitaminas D. Se trata de un grupo de esteroides que intervienen en el metabolismo del Ca++, incrementando su absorción intestinal (véase tema 58). Destacan el calciferol (vitamina D2) y el colecalciferol (vitamina D3). Su deficiencia origina raquitismo (huesos frágiles) en jóvenes y osteomalacia en adultos, ambas relacionadas por una formación defectuosa de los huesos. El calciferol puede sintetizarse en la piel con radiación UV a partir de otros esteroides; por ello, el raquitismo era común entre los niños nórdicos, donde el invierno es largo y las horas de luz solar mínimas. Sus fuentes principales son la leche, mantequilla, huevos, pescado azul, y aceite de hígado de pescado.

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Véase Apéndice Complejo B y vitaminas E y K 6.- CONCLUSIÓN.

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La mayor parte del peso seco de una célula está formado por un tipo de macromoléculas, llamadas proteínas, que han sido producidas como polímeros lineales de aminoácidos, unidos de manera covalente unos a otros siguiendo un orden exacto. Las moléculas de proteína se pliegan en una conformación específica (estructura terciaria o cuaternaria) que depende de la secuencia de sus aminoácidos (estructura primaria). Este plegamiento genera superficies características y depende de un conjunto de interacciones débiles producidas por fuerzas no covalentes. Estas mismas fuerzas débiles rigen la unión específica de otras moléculas con las proteínas, originando los miles de asociaciones entre moléculas orgánicas responsables de la estructura y de la química celular.

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Las proteínas pueden formar máquinas químicas enormemente sofisticadas. Las enzimas son proteínas catalíticas que aceleran enormemente las velocidades de las reacciones metabólicas uniéndose a los estados de transición de alta energía de una reacción determinada. Los lugares de unión para sus ligandos (sustratos, activadores, inhibidores) están constituidos por cavidades de la superficie, en las cuales se localizan de manera precisa diversas cadenas laterales de aminoácidos gracias al plegamiento de la enzima. La actividad enzimática se halla regulada por moléculas pequeñas que pueden inhibir o activar de forma específica a las enzimas. Este fenómeno de unión de ligandos proporciona un mecanismo crucial para controlar procesos celulares.

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La capacidad de las células para desempeñar sus funciones depende de la información genética, que se expresa y se mantiene mediante los procesos genéticos básicos (replicación, transcripción y traducción). En la traducción o biosíntesis proteica, que produce y mantiene las proteínas de una célula, la información de una secuencia lineal de nucleótidos (los monómeros de los ácidos nucleicos) se utiliza para especificar una cadena lineal de aminoácidos. La traducción de una secuencia de nucleótidos de una molécula de mRNA a una proteína tiene lugar en el citoplasma, en un gran complejo ribonucleoproteico denominado ribosoma. Primero, los aminoácidos utilizados para la síntesis de la proteína han de unirse a una familia de moléculas de tRNA. Cada molécula de tRNA reconoce, mediante interacciones entre pares de bases complementarias, grupos particulares de tres nucleótidos del mRNA (codones). La secuencia de nucleótidos del mRNA se lee desde un extremo al otro en grupos de tres, según el código genético. Las vitaminas son moléculas orgánicas que no se pueden sintetizar y que deben incorporarse en la dieta. Siempre se requieren en pequeñas cantidades puesto que no son sustratos y no se consumen. Las vitaminas realizan importantes funciones reguladoras; en concreto, los miembros del complejo B tienen en común el ser precursores de coenzimas.

APÉNDICE

1.- Clasificación y propiedades de los aminoácidos.

Aminoácidos con cadena lateral iónica. Dos de ellos tienen carga negativa (son ácidos) a pH neutro: ácido aspártico y ácido glutámico. Tres son básicos y presentan carga positiva a pH neutro (sus grupos R aceptan un protón): lisina, arginina e histidina.

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Los aminoácidos son compuestos sólidos, cristalinos, de elevado punto de fusión (por encima de 200ºC) y solubles en agua. En función de la naturaleza de su cadena lateral (grupo R), los aminoácidos proteinogenéticos pueden clasificarse en tres grupos (véase la tabla 23-1 al final del tema):

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Aminoácidos con cadena lateral polar no iónica: asparagina y glutamina son amidas; serina y treonina son hidroxiaminoácidos alifáticos que contienen un grupo -hidroxilo. Tirosina y cisteína (con un grupo sufhidrilo o tiol) son también polares, pero con pH muy alto se comportan como ácidos, liberando protones.

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Aminoácidos con cadena lateral alifática o aromática de naturaleza no polar: glicina, sin cadena lateral; alanina, valina, leucina, isoleucina y metionina tienen cadenas laterales alifáticas. Fenilalanina y triptófano tienen cadenas laterales aromáticas. Finalmente, prolina es un -iminoácido: presenta una amina secundaria contenida en un anillo.

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A excepción de la glicina, todos los -aminoácidos son ópticamente activos, ya que el C es asimétrico; por tanto, existen dos configuraciones posibles, D y L. De nuevo, estos símbolos no se refieren al sentido de la rotación del plano de la luz polarizada.

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Excepto algunos D-aminoácidos encontrados en bacterias, todos los demás que aparecen en las proteínas son de la serie L.

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Los aminoácidos en solución pueden comportarse como ácidos (liberando protones del grupo carboxilo) y como bases (su grupo amino acepta protones). Las moléculas que poseen esta propiedad se denominan anfóteras o anfólitas. A pH 7, los aminoácidos se encuentran como iones bipolares: el grupo carboxilo está ionizado (R- COO) y el grupo amino, protonado (R-NH3+). El pH al cual un ion bipolar no emigra en un campo eléctrico se denomina punto isoeléctrico (pI) y, en él, el número de cargas positivas y negativas es el mismo. Por encima del pI, el aminoácido posee carga negativa y puede comportarse como base aceptando protones; por debajo del pI, posee carga positiva y puede comportarse como ácido, liberando protones. Cada aminoácido tiene un pI determinado, lo que permite diferenciar unos de otros en una mezcla sometida a un campo eléctrico. Todos los aminoácidos son amortiguadores. De hecho, el efecto tampón de las disoluciones orgánicas se debe no tanto a las sales minerales (véase tema 23) sino a las cadenas laterales de los aminoácidos en las proteínas. En su pI, los aminoácidos no poseen capacidad amortiguadora.

2.- Péptidos.

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En los animales, los aminoácidos se obtienen de la dieta o bien a partir de otros intermediarios metabólicos. Pero existen algunos que no pueden ser sintetizados y que, por tanto, deben obtenerse de la alimentación. Se denominan aminoácidos esenciales y, para la especie humana, son ocho: Val, Leu, Ileu, Met, Phe, Treo, Trp, y Lys (para lactantes y niños de corta edad, también His y Arg (véase Alberts, B. et al. Biología molecular de la célula, 2004). Sin embargo no son vitaminas, ya que se requieren en grandes cantidades.

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Es posible una enorme variación en el orden en que se encuentran dispuestos los aminoácidos para formar los péptidos. Por ejemplo, para un polipéptido de 50 aminoácidos, existen 2050 posibles secuencias diferentes. Se deduce, por tanto, que la materia viva utiliza solamente una fracción muy pequeña de todas las variaciones matemáticamente posibles. Para la nomenclatura de los péptidos se enumeran por orden los restos de aminoácidos (terminados en -il), empezando por el extremo amino terminal (que se indica a la izquierda de la estructura). Así, por ejemplo, el tripéptido de la figura anterior se denomina Histidinil-cisteinilvalina o, abreviadamente, +H3N – His – Cys – Val - COO (ó HCV).

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En los animales, los péptidos se forman en el tubo digestivo durante la digestión de las proteínas por proteasas, enzimas que hidrolizan los enlaces peptídicos. También existen péptidos naturales que desempeñan importantes funciones como el glutation (-glutamilcisteinil-glicina), que interviene en el mantenimiento de la conformación nativa de muchas enzimas rompiendo los puentes disulfuro formados espontáneamente (véase más adelante). Hormonas como la oxitocina o la insulina, antibióticos (gramicidina) o neurotransmisores (neuropéptidos) se encuentran también entre estas moléculas. 3.- Estructura del colágeno. Además de la hélice α y la lámina β, son posibles también otros tipos de estructura secundaria. Entre ellos, destaca la estructura de los colágenos, familia de proteínas que se

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encuentra en la matriz extracelular, formando las fibras de colágeno (véase tema 30). La unidad fundamental de las fibras de colágeno se denomina tropocolágeno. La molécula de tropocolágeno está formada por tres cadenas polipéptidicas enrolladas entre sí generando una triple hélice regular.

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Las cadenas individuales son hélices compactas levógiras con tres residuos por vuelta. Su secuencia de aminoácidos es característica: un tercio de sus residuos es Gly (el único aminoácido suficientemente pequeño para ocupar el interior abarrotado de la triple hélice; en color en la figura), una cuarta parte es Pro y existen también aminoácidos modificados, como hidroxiprolina o hidroxilisina. Las tres cadenas se mantienen unidas por enlaces de H entre los enlaces peptídicos y por enlaces covalentes entre residuos de lisina. El empaquetamiento regular de las moléculas de tropocolágeno genera fibras con una enorme resistencia a la tracción.

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4.- Proteínas: propiedades y clasificación.

Las propiedades fisicoquímicas de una molécula proteica dependen fundamentalmente de los restos R que quedan expuestos en su superficie y que son capaces de formar diferentes enlaces débiles no covalentes con las moléculas del entorno. Entre ellas, merecen destacarse: Propiedades anfóteras. Las proteínas se comportan como anfólitos gracias a los R de aminoácidos. Así, tienen un gran poder amortiguador del pH (tampón proteico). Cada una de ellas es eléctricamente neutra a un solo valor de pH, el cual es su punto isoeléctrico. A pH inferiores, la molécula presenta carga positiva y carga negativa a valores superiores.

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Solubilidad. Las proteínas globulares son, en general, solubles en los sistemas acuosos. Por su elevado peso molecular dan siempre disoluciones coloidales. Por el contrario, las proteínas fibrosas son insolubles en agua.

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Desnaturalización. Este término se aplica a una gran variedad de cambios estructurales que alteran en algún grado la estructura no covalente de la proteína nativa, es decir, la pérdida total o parcial de los niveles de organización superiores al primario. Ello ocurre por la rotura de los enlaces que estabilizan la estructura proteica, salvo la primaria (es decir, los enlaces peptídicos). La desnaturalización suele acompañarse de un descenso en la solubilidad en agua y la proteína pierde su actividad biológica.

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Existe una gran variedad de agentes desnaturalizantes. Algunos son físicos; por ejemplo, las proteínas se desnaturalizan cuando la temperatura sube hasta 50-60ºC. Otras se inactivan por enfriamiento, agitación mecánica o radiación UV. Otros agentes son químicos; así, la urea, las variaciones de pH o los disolventes orgánicos (que rompen las interacciones hidrofóbicas haciendo que la proteína se despliegue).

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Especificidad. Las proteínas homólogas (las que realizan funciones idénticas) de diferentes especies tienen secuencias de aminoácidos semejantes pero no idénticas. Es decir, la estructura primaria de proteínas homólogas varía de una especie a otra, incluso de un individuo a otro dentro de una misma especie. En definitiva, cada especie tiene sus secuencias específicas para cada proteína, que son las que le confieren su individualidad.

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La desnaturalización puede ser irreversible si, una vez eliminado el agente desnaturalizante, la proteína no recupera su estructura original (por ejemplo, la clara de huevo cocida o la leche cortada). Pero, en general, la desnaturalización es reversible y la proteína recupera su conformación nativa y su actividad biológica (renaturalización).

Clasificación

Por su extraordinaria variedad, las proteínas pueden clasificarse atendiendo a criterios diversos. Aquí se seguirán tres: Estructura. Ya se ha hecho referencia a la distinción entre proteínas globulares y proteínas fibrosas.

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Composición química. Existen proteínas que están formadas únicamente por cadenas polipeptídicas y se denominan holoproteínas. Sin embargo, muchas contienen además un componente no proteico, conocido como grupo prostético, y se denominan heteroproteínas o proteínas conjugadas. La clasificación de éstas puede hacerse en función de la naturaleza química de su grupo prostético en:

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Glucoproteínas. El grupo prostético es un azúcar (un mono o un oligosacárido); un ejemplo de ellas son las inmunoglobulinas. Lipoproteínas. Proteínas que contienen lípidos; como ejemplo pueden citarse las lipoproteínas sanguíneas (HDL y LDL) que se encargan del transporte de lípidos en la sangre (véanse temas 53 y 55). Nucleoproteínas. Se trata de grandes complejos de ácidos nucleicos y proteínas, tales como los ribosomas o la cromatina. Fosfoproteínas, que contienen grupos fosfato; así, la caseína de la leche o la vitelina de la yema de huevo. Metaloproteínas. Unidas a un átomo o ion metálico. Cromoproteínas, así denominadas por ser moléculas coloreadas debido a su grupo proteico. Entre ellas destacan las hemoproteínas, cuyo grupo prostético se denomina hemo. Las hemoproteínas constituyen una familia de proteínas de gran importancia biológica, como la mioglobina muscular, la hemoglobina sanguínea y los citocromos. Función. Este aspecto se analiza en el apartado 2.2.

5.- Representación de Lineweaver-Burk.

La Km puede obtenerse a partir de la curva hiperbólica, pero no (exactamente) la Vmax. Sin embargo, representando las reciprocas de la ecuación de Michaelis-Menten se obtiene la ecuación de una recta, denominada ecuación de Lineweaver-Burk:

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1 Km 1 1 --- = --------- ----- + ----------V Vmax [S] Vmax

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La representación de 1/V frente a 1/[S] permite calcular exactamente Km y Vmax.

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6.- Coenzimas. Nomenclatura y clasificación de las enzimas.

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Los coenzimas son moléculas orgánicas, a veces muy complejas, que se disocian fácilmente de la enzima y que proporcionan (caso de existir) su especificidad de acción, actuando como aceptores o donadores de átomos o de grupos funcionales, que son separados o adicionados al sustrato de la enzima.

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Varios de ellos son derivados de componentes que no pueden ser sintetizados por los mamíferos (vitaminas), por lo que deben ser obtenidos de la dieta. Muchos deberían considerarse más apropiadamente como sustratos, ya que participan estequiométricamente en la reacción y se consumen como éstos. Entre ellos, se encuentran mononucleótidos (como la pareja ADP/ATP, que transporta energía química en la célula) y dinucleótidos, tales como NAD+ y FAD, que transportan poder reductor. El CoA-SH (coenzima A) es también un derivado de nucleótido que contiene la vitamina denominada ácido pantoténico. Otros coenzimas son derivados de vitaminas del complejo B, tales como el pirofosfato de tiamina (TPP), el piridoxal fosfato o la biotina. Nomenclatura y clasificación de las enzimas

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En general, las enzimas se nombran en función del sustrato y la reacción que catalizan, añadiendo el sufijo -asa. Por ejemplo, glucosa 6-fosfato fosfatasa, una enzima que separa un grupo fosfato de la glucosa 6-fosfato para dar glucosa. A veces sólo se utiliza el nombre del sustrato (por ejemplo, ureasa que actúa sobre la urea; proteasas, que hidrolizan enlaces peptídicos, etc); además, nombres particulares introducidos hace tiempo se conservan todavía, como tripsina o pepsina. Atendiendo al tipo de reacción que catalizan, las enzimas se dividen en seis clases, cada una de ellas con subclases. Las seis clases son: Clase I. Oxidorreductasas, que catalizan reacciones de oxidación - reducción, tales como las deshidrogenasas o las oxidasas.

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Clase II. Transferasas, que transfieren un radical de un sustrato a otro, como las transaminasas. Clase III. Hidrolasas. Catalizan la ruptura hidrolítica de enlaces C-O, C-N, C-C y otros. Por ejemplo, amilasas, proteasas, lipasas. Clase IV. Liasas. Rompen también enlaces del tipo anterior, pero forman dobles enlaces o, alternativamente, adicionan grupos a dobles enlaces. Como ejemplo pueden citarse las desaminasas o las descarboxilasas.

Clase V. Isomerasas. Catalizan cambios en la configuración geométrica o espacial de una molécula (isomerización). Por ejemplo, epimerasas.

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Clase VI. Ligasas o sintetasas, que unen dos moléculas con el acoplamiento de la hidrólisis de un enlace de alta energía (ATP). Por ejemplo, glucógeno sintetasa o palmitato sintetasa.

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7.- Estructura del ribosoma.

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Los ribosomas procarióticos son similares a los de eucariotas en cuanto a diseño y función, aunque son ligeramente más pequeños y más simples. Los de procariotas son 70S y los eucarióticos, 80 S6 (véase Lodish, H. et al. Biología celular y molecular, 2002).

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Cada ribosoma está constituido por dos subunidades, grande y pequeña. La subunidad pequeña se une al mRNA y a las moléculas de tRNA, mientras que la grande cataliza la formación de los enlaces peptídicos. Más de la mitad del peso de un ribosoma es RNA (rRNA, de ribosomal RNA, RNA ribosómico), que desempeña un papel central, aunque poco conocido, en las actividades catalíticas del ribosoma. La figura anterior muestra los distintos tipos de rRNA procariótico y eucariótico, sus valores S y su longitud. Los ribosomas contienen, además, un elevado número de proteínas distintas cuya función parece ser incrementar la función de los rRNA. Hoy día se piensa que son las moléculas de rRNA y no las de proteínas las que catalizan la mayoría de las reacciones del ribosoma (serían, así, ribozimas).

8.- Cistrones, polisomas y modificaciones postraduccionales.

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Los mRNA procarióticos son policistrónicos, lo que significa que codifican múltiples proteínas, que son traducidas a partir de la misma molécula de mRNA. Ello ocurre porque existen múltiples secuencias de Shine-Dalgarno internas, que inician la síntesis proteica en un codón AUG adyacente. Además, aunque los ribosomas bacterianos reconocen los codones de stop y finalizan la síntesis proteica, pueden pasar por encima de ellos iniciando una cadena polipeptídica en un codón AUG siguiente. Al no existir separación del DNA en procariotas, habitualmente los mRNA comienzan a traducirse (por su extremo 5´) antes de que termine su propia síntesis (por su extremo 3’). En cambio, los mRNA eucarióticos son monocistrónicos y

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S es la inicial de unidades "Svedberg" e indican la velocidad de sedimentación en una ultracentrífuga, lo que depende del tamaño y la forma de la molécula (véase tema 26).

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llevan información para una sola cadena polipeptídica: sólo llevan un codón de iniciación, cerca de su extremo 5´ y un solo codón de terminación, situado hacia (pero no en) el extremo 3´.

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La síntesis completa de una proteína media dura entre 20 y 60 segundos. En eucariotas, dos fenómenos incrementan de forma significativa la velocidad global en la síntesis proteica. Uno es la traducción simultánea de una molécula de mRNA por múltiples ribosomas (polirribosomas o polisomas) separados entre sí unos 80 nucleótidos de distancia. En cuanto un ribosoma ha traducido una secuencia suficientemente larga de nucleótidos, deja libre el camino a un nuevo ribosoma, que se une al extremo 5´ del mRNA. Los polisomas permiten sintetizar múltiples copias de la misma cadena polipeptídica (una por ribosoma unido) por traducción simultánea de una sola molécula de mRNA.

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El segundo fenómeno es el reciclaje rápido de las subunidades ribosómicas después de separarse del extremo 3´ de mRNA y su unión rápida al extremo 5´ de la misma molécula para comenzar un nuevo ciclo.

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Modificaciones postraduccionales.

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En los eucariotas, las cadenas polipeptídicas recién liberadas por los ribosomas no suelen ser funcionales. En primer lugar, para que la cadena se pliegue de manera correcta y adquiera su conformación nativa, es necesaria la colaboración de unas proteínas citosólicas especiales denominadas chaperonas moleculares, cuya función consiste en ayudar a otras proteínas a plegarse y ensamblarse en estructuras estables y activas. Dicho de otra forma, y al contrario de lo que se ha creído durante mucho tiempo, las cadenas polipeptídicas no se pliegan espontáneamente para adquirir su conformación nativa funcional.

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Además, gran número de proteínas son oligoméricas, formadas por varias cadenas polipeptídicas. Éstas se sintetizan por separado (a partir de mRNA distintos) y luego deben ensamblarse para dar la proteína funcional.

Otras modificaciones postraduccionales implican la formación o rotura de enlaces covalentes. Por ejemplo, todas las cadenas recién sintetizadas comienzan con Met (formil-Met en procariotas). Esta Met del extremo amino terminal a menudo se elimina poco después a través de la proteolisis limitada de unos cuantos residuos del extremo amino terminal. Los polipéptidos cuyo destino es la secreción fuera de la célula o su incorporación a una membrana sufren en el retículo endoplasmático y en el aparato de Golgi (véase tema 27) una serie de modificaciones, como la formación de puentes disulfuro, la adición y procesamiento de glúcidos, escisiones proteolíticas específicas o el armado en proteínas multiméricas.

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Las proteínas desnaturalizadas o mal plegadas, las subunidades sobrantes no ensambladas o con aminoácidos oxidados o anormales son reconocidas y degradadas por proteosomas (véase Alberts, B. et al. Biología molecular de la célula, 2004), grandes complejos proteicos citosólicos que actúan sobre proteínas marcadas específicamente para su destrucción y las hidrolizan en pequeños fragmentos peptídicos.

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9.- Complejo B y vitaminas E y K.

Las vitaminas del complejo B son:

Tiamina (Vitamina B1). Es el precursor del pirofosfato de tiamina (TPP), un coenzima que interviene en reacciones de descarboxilación. Su deficiencia origina el beriberi, una enfermedad carencial endémica en áreas donde el arroz descascarillado es dietéticamente importante. La enfermedad se caracteriza por rápida pérdida de peso, desgaste muscular, neuritis periférica y fallo muscular; se pierden los reflejos profundos y aparecen estados de ansiedad y confusión mental. La vitamina es especialmente abundante en las cubiertas externas de las semillas (pan integral, legumbres) y en los productos derivados del cerdo.

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Riboflavina (Vitamina B2). Es el precursor de los coenzimas FMN y FAD (véase tema siguiente) que intervienen en reacciones de deshidrogenación. Su deficiencia en humanos produce detención del crecimiento, dermatitis seborreica y escoriaciones en la piel. Es específicamente abundante en hígado, levadura y germen de trigo, leche y huevos y vegetales de hojas verdes.

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Ácido nicotínico o niacina. (vitamina PP o preventiva de la pelagra). Se utiliza para la síntesis de los coenzimas NAD+ y NADP+ (véase tema siguiente), que también intervienen en reacciones de deshidrogenación. Su deficiencia produce la pelagra, enfermedad caracterizada por dermatitis en las áreas expuestas al sol, lengua llagada y atrófica, diarrea y, en los casos graves, hemorragias gastrointestinales. Es especialmente abundante en hígado, carne, leche y huevos, cereales y legumbres. Vitamina B6. Se trata en realidad de tres sustancias (piridoxina, piridoxamina y piridoxal) igualmente efectivas en la nutrición animal. Son precursoras del coenzima piridoxal fosfato, que juega un papel central en el metabolismo de aminoácidos y bases nitrogenadas. En el hombre no se conoce síndrome específico causado por deficiencia de esta vitamina. Se encuentra ampliamente distribuida en alimentos de origen animal y vegetal. Ácido pantoténico. Se requiere para la síntesis del CoA-SH, un transportador de grupos acilo. No se conoce diferencia específica en humanos y su distribución en los alimentos se asemeja al de otras vitaminas B. Biotina. Es el grupo prostético de varias enzimas que catalizan la fijación de CO2 (carboxilación) a diferentes enlaces. Su deficiencia no puede producirse solamente por dietas pobres en este nutriente, debido a que, en circunstancias ordinarias, cantidades suficientes de biotina son proporcionadas a los mamíferos por la síntesis de bacterias intestinales. Está también ampliamente distribuida en los alimentos. Ácido fólico. Se trata de un coenzima transportador de grupos químicos de un átomo de C, importante en el metabolismo de aminoácidos y bases. Su deficiencia se refleja en un fallo para formar purinas y timina, requeridos para la síntesis de DNA. Este fallo produce falta de crecimiento y anemia. El ácido fólico está ampliamente distribuido en animales y plantas, por lo que sus deficiencias nutricionales son poco frecuentes. Suele administrarse a embarazadas y niños para prevenir anemias en estos individuos. Vitamina B12. Se conocen varias formas, siendo la cianocobalamina la más frecuente. Su estructura es similar al hemo, pero con un ion Co+++ en el centro. El coenzima B12 se requiere también en el metabolismo de aminoácidos y de nucleótidos. Su déficit origina la anemia perniciosa, que no se debe a una ingestión insuficiente de la vitamina, sino a la falta del factor intrínseco en la secreción gástrica (véase tema 52), necesario para la absorción intestinal de la vitamina. La cantidad necesaria

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en la dieta es mínima; las plantas son fuentes pobres comparadas con los tejidos animales.

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Vitaminas E y K.

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Las vitaminas E comprenden un grupo de terpenos denominados tocoferoles, de los cuales el -tocoferol es el que tiene la más amplia distribución y la mayor actividad biológica. Su principal propiedad es su efecto inhibidor en la autooxidación de los ácidos grasos insaturados. Se han descrito pocos casos de deficiencia de esta vitamina en humanos. En la rata, produce infertilidad por degeneración de epitelio germinal en los machos y tendencia al aborto en las hembras. Sus fuentes más ricas son los aceites vegetales, cereales y verduras, huevos y mantequilla.

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Las vitaminas K comprenden un grupo de naftoquinonas cuya función metabólica se produce en la síntesis hepática de cuatro zimógenos (precursores) necesarios en la cascada de la coagulación sanguínea (entre ellos, protrombina, véase tema 55). La falta de vitamina K en la dieta no produce deficiencia de esta vitamina porque se suplementa por las bacterias intestinales. Los niños recién nacidos pueden mostrar deficiencia de vitamina K, lo que se manifiesta como la enfermedad hemorrágica del recién nacido, que persiste únicamente hasta que la flora bacteriana se establece en el intestino del niño. Por lo demás, la vitamina K está ampliamente distribuida en alimentos animales y vegetales.

BIBLIOGRAFÍA.

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Véase tema anterior.

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TABLA 23-1

w. tec

ESQUEMA TEMA 24 AMINOÁCIDOS Y PÉPTIDOS

AMINOÁCIDOS

ESTRUCTURA

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PROPIEDADES ANFÓTEROS

AMORTIGUADORES AA. ESENCIALES

CLASIFICACIÓN → CADENA LATERAL IÓNICA POLAR

APOLAR

PÉPTIDOS

ENLACE PEPTÍDICO

OLIGO Y POLIPÉPTIDOS

CARÁCTER PARCIAL DE DOBLE ENLACE

EXTREMOS AMINO Y CARBOXILO

NATURALEZA PLANAR

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ESTRUCTURA

s ia. e

PROTEÍNAS

PROPIEDADES

CLASIFICACIÓN

ANFÓTERAS

ESTRUCTURA

SOLUBILIDAD

COMPOSICIÓN QUÍMICA →GRUPO PROSTÉTICO

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DESNATURALIZACIÓN

FUNCIONES

ESPECIFICIDAD

PRIMARIA

SECUENCIA

α-HÉLICE, LÁMINA β, COLÁGENOS

SECUNDARIA

TERCIARIA

DOMINIOS

CUATERNARIA

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CONFORMACIÓN NATIVA

ENLACES

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PROTEÍNAS OLIGOMÉRICAS

ENZIMAS

NATURALEZA

HOLOENZIMA Y APOENZIMA COFACTORES Y COENZIMAS

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SUSTRATO Y CENTRO ACTIVO

NOMENCLATURA

FACTORES

↓ Ea

COMPLEJO ES

ESPECIFICIDAD

T ÓPTIMA

CINÉTICA ECUACIÓN MICHAELIS Km y Vmax

pH ÓPTIMO INHIBICIÓN

ECUACIÓN LINEWEAVER

MECANISMO DE ACCIÓN “LLAVE Y CERRADURA” AJUSTE INDUCIDO

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TIPOS

ia. e

RIBOSOMAS

s

BIOSÍNTESIS DE PROTEÍNAS ACTIVACIÓN DE AA.

TRADUCCIÓN

AMINOACIL tRNA SINTETASAS

FASES

ESTRUCTURA

INICIACIÓN

CÓDIGO GENÉTICO CARACTERÍSTICAS

CONCEPTO

sz ub

ELONGACIÓN

MONO Y POLICISTRONES POLIRRIBOSOMAS

MODIFICACIONES POSTRADUCCIONALES

TERMINACIÓN

VITAMINAS

CLASIFICACIÓN

LIPOSOLUBLES

no

HIDROSOLUBLES COMPLEJO B

ESTRUCTURA, FUNCIONES BIOLÓGICAS, ENFERMEDAD CARENCIAL Y ALIMENTOS QUE LAS CONTIENEN

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w. tec

VITAMINA C

VITAMINAS A, D, E, K

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no

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