Niveles estructurales de las proteínas

La estructura de las proteínas 


Reúne las propiedades de disposición en el espacio de las moléculas de proteínas que provienen de su secuencia de aminoácidos, las características físicas de su entorno y la presencia de compuestos simples o complejos que las estabilicen y/o conduzcan a un plegamiento específico, distinto del espontáneo. Por ello, deriva de sus componentes, es decir de la propia estructura de los aminoácidos, de cómo interaccionan químicamente éstos, de forma jerarquizada y específica, y evidentemente está en relación con la función a acometer en el destino celular.


Estructura de los aminoácidos

Los aminoácidos, monómeros componentes del polímero proteína, son moléculas quilares constituidas por un átomo de carbono central, el C_α, que portan en éste un grupo amino y un grupo carboxilo, lo cual les da su nombre, además de un átomo de hidrógeno y una cadena lateral que les confiere sus características definitorias, y en función de la cual se clasifican.

Glutamina

Los 20 α-L-aminoácidos proteinogénicos son los listados en la siguiente tabla:

Nombre	Código de tres letras	Código de una letra	Abundancia relativa (%) E.C.	MW	pK	VdW volumen (Å3)	Cargado, Polar,Hidrofóbico,Neutro
Alanina	Ala	A	13.0	71		67	H
Arginina	Arg	R	5.3	157	12.5	148	C+
Asparagina	Asn	N	9.9	114		96	P
Aspartato	Asp	D	9.9	114	3.9	91	C-
Cisteína	Cys	C	1.8	103		86	P
Glutamato	Glu	E	10.8	128	4.3	109	C-
Glutamina	Gln	Q	10.8	128		114	P
Glicina	Gly	G	7.8	57		48	N
Histidina	His	H	0.7	137	6.0	118	P, C+
Isoleucina	Ile	I	4.4	113		124	H
Leucina	Leu	L	7.8	113		124	H
Lisina	Lys	K	7.0	129	10.5	135	C+
Metionina	Met	M	3.8	131		124	H
Fenilalanina	Phe	F	3.3	147		135	H
Prolina	Pro	P	4.6	97		90	H
Serina	Ser	S	6.0	87		73	P
Treonina	Thr	T	4.6	101		93	P
Triptófano	Trp	W	1.0	186		163	P
Tirosina	Tyr	Y	2.2	163	10.1	141	P
Valina	Val	V	6.0	99		105	H

La estructura de las proteínas puede jerarquizarse en una serie de niveles, interdependientes. Estos niveles corresponden a:

1. Estructura primaria, que corresponde a la secuencia de aminoácidos.
2. Estructura secundaria, que provoca la aparición de motivos estructurales.
3. Estructura terciaria, que define la estructura de las proteínas compuestas por un sólo polipéptido.
4. Estructura cuaternaria, si interviene más de un polipéptido.

Estructura primaria

La estructura primaria de las proteínas se refiere a la secuencia de aminoácidos, es decir, la combinación lineal de los aminoácidos mediante un tipo de enlace covalente, el enlace peptídico.

Aminoácidos lineales

Estructura secundaria

La estructura secundaria de las proteínas es la disposición espacial local del esqueleto proteico, gracias a la formación de puentes de hidrógeno entre los átomos que forman el enlace petídico, es decir, un tipo de enlace no covalente, sin hacer referencia a la cadena lateral. 

Ondulada o Helicoidal

Estructura terciaria

Es el modo en que la cadena polipeptídica se pliega en el espacio, es decir, cómo se enrolla una determinada proteína, ya sea globular o fibrosa. Es la disposición de los dominios en el espacio.

La estructura terciaria se realiza de manera que los aminoácidos apolares se sitúan hacia el interior y los polares hacia el exterior en medios acuosos. Esto provoca una estabilización  porinteracciones hidrofóbicas , de fuerzas de van der Waals y de puentes disulfuro.

Modelo tridimensional, en forma globular

Estructura cuaternaria

La estructura cuaternaria deriva de la conjunción de varias cadenas peptídicas que, asociadas, conforman un ente, un multímero, que posee propiedades distintas a la de sus monómeros componentes. 

Hemoglobina