Enllaç Peptídic i Estructura de Proteïnes

Enllaç Peptídic

Els aminoàcids (aa) s'uneixen entre si per mitjà d'un enllaç de tipus amida anomenat enllaç peptídic. Es tracta d'un enllaç covalent que s'estableix entre un grup carboxil d'un aminoàcid i el grup amino d'un altre, amb l'alliberament d'una molècula d'aigua (enllaç hidrolitzable). Els enllaços peptídics interaccionen entre si i amb les cadenes laterals polars per mitjà de ponts d'hidrogen. La formació de l'enllaç implica la desaparició del caràcter amfòter. Les cadenes mostren propietats àcides o bàsiques que es deuen al radical R. Cada proteïna té un pH en el qual la càrrega és zero, anomenat punt isoelèctric de la proteïna. Els aminoàcids units s'anomenen residus per ressaltar la pèrdua d'àtoms. L'enllaç peptídic té caràcter parcial de doble enllaç, és relativament rígid (CONH), i només té llibertat de gir el carboni alfa. Aquest comportament és una conseqüència del fenomen de ressonància, és a dir, els electrons estan compartits entre l'oxigen i el carboni del carboxil i el nitrogen del grup amida.

Tipus de Pèptids

• Dipèptid: unió de dues molècules d'aminoàcids.
• Tripèptid: unió de tres molècules d'aminoàcids.
• Oligopèptids: de 2 a 12 aminoàcids.
• Polipèptids: de 12 a 100 aminoàcids.
• Proteïnes: més de 100 aminoàcids, amb masses moleculars entre 6000 i 1.000.000.

Funcions Biològiques dels Pèptids

• Hormones (oxitocina, antidiürètica, glucagó, somatostatina, insulina).
• Antioxidants.
• Neurotransmissors.
• Agents vasoactius (redueixen la tensió arterial).

Estructura de les Proteïnes

L'activitat de les proteïnes depèn de la seva estructura tridimensional o conformació espacial, que s'adquireix a partir del plegament de la cadena polipeptídica, sense que s'alteri cap enllaç covalent. Les cadenes polipeptídiques podrien adoptar moltes conformacions, però acostumen a tenir una sola conformació nativa.

Estructura Primària

És la seqüència lineal dels aminoàcids que integren la cadena. És la més important, ja que determina la resta d'estructures. Indica el nombre, el tipus i l'ordre dels aminoàcids. L'estructura primària consta d'una cadena de plans articulats, ja que els enllaços peptídics no poden girar i els àtoms de cada enllaç peptídic es troben en un mateix pla.

Estructura Secundària

Les proteïnes adopten formes diferents depenent de la funció que realitzen. L'estructura secundària és la disposició que adopta la seqüència d'aminoàcids a l'espai.

Hèlix Alfa

Consisteix en un enrotllament de la cadena polipeptídica sobre si mateixa en forma d'hèlix que gira en sentit dextrogir.

Hèlix de Col·lagen

El col·lagen forma part de la composició dels teixits connectius i constitueix un terç de la proteïna total del cos en els vertebrats superiors. La disposició dels aminoàcids forma una hèlix levogira (esquerra), i conté una gran quantitat dels aminoàcids prolina i hidroxiprolina.

Conformació Beta

Làmina plegada per l'acoblament dels segments estesos de dues cadenes polipeptídiques que es disposen i s'uneixen entre si per ponts d'hidrogen transversals. Adopten la forma d'un full plegat en ziga-zaga, amb els aminoàcids col·locats per sobre i per sota. La cadena es replega i es formen ponts d'hidrogen entre les cadenes adjacents, que poden ser entre aminoàcids propers i llunyans. Les cadenes polipeptídiques sovint tenen més d'una conformació, però només una és la nativa.

Estructura Supersecundària

Agrupació estable de diverses estructures secundàries i de les connexions freqüents en les proteïnes globulars.

Estructura Terciària

Disposició que adopta la proteïna nativa a l'espai. Està formada per un conjunt de plegaments característics originats per les interaccions entre les cadenes laterals dels aminoàcids situats al llarg de la cadena, que poden estar molt allunyats entre si.

Tipus d'Enllaços

• Covalents: disulfur, amida.
• No covalents: forces electrostàtiques, ponts d'hidrogen, interaccions hidrofòbiques.

Tipus d'Estructura Terciària

• Proteïnes Globulars: l'estructura secundària es plega successivament i s'origina una proteïna esferoïdal compacta.
• Proteïnes Fibroses: les seves cadenes polipeptídiques es disposen en forma de brins allargats, molt resistents i insolubles en aigua.

L'estructura terciària determina les funcions biològiques de les proteïnes. La proteïna precursora és indispensable per al creixement de les neurones.

Xaperones

Són proteïnes que s'uneixen als pèptids acabats de sintetitzar per ajudar en el seu plegament i transport al lloc on la proteïna fa la seva funció.

Estructura Quaternària

Es presenta en les proteïnes formades per l'associació de diverses cadenes polipeptídiques. Cada cadena és una subunitat (monòmer) i la seva unió forma un oligòmer. És molt important el nombre, la naturalesa i la manera com s'associen els monòmers, que poden ser iguals, molt semblants o diferents. És característica de proteïnes com ara els enzims i els anticossos. La unió de les cadenes polipeptídiques amb estructura terciària per originar l'estructura quaternària es fa a través de la superfície.