Estructura i Propietats dels Aminoàcids i Proteïnes

Proteïnes i Pèptids: Definició i Classificació

Què són les Proteïnes?

Les proteïnes són polímers d'aminoàcids (AA).

Es consideren proteïnes aquelles molècules que tenen un pes molecular superior a 5000 i estan formades per més de 50 aminoàcids.

Tipus de Pèptids

Abans de les proteïnes, trobem els pèptids, que es classifiquen en dos tipus segons el nombre d'aminoàcids:

• Oligopèptids: 10 o menys aminoàcids.
• Polipèptids: Entre 10 i 49 aminoàcids.

Propietats Generals dels Aminoàcids (AA)

Els aminoàcids comparteixen les següents propietats:

• Són sòlids i cristal·lins.
• Són solubles en aigua (H₂O).
• Presenten activitat òptica.
• Tenen comportament amfòter.

Activitat Òptica

L'activitat òptica es deu al fet que els AA posseeixen un carboni asimètric. Això significa que poden presentar dues formes (D o L) i, per tant, són capaços de desviar la llum polaritzada cap a la dreta (destrògira) o cap a l'esquerra (levògira).

Comportament Amfòter

El comportament amfòter es deu al fet que els AA es poden comportar tant com a àcids (alliberant hidrògens) com a bases (captant-los), segons les necessitats del medi.

Classificació dels Aminoàcids

Els aminoàcids es classifiquen principalment segons la naturalesa del seu radical (R):

1. Classificació per Estructura de la Cadena R

   • Cadena alifàtica:
     • Neutres: No tenen grups carboxil ni amino addicionals.
     • Àcids: La cadena R té un grup carboxil (-COOH).
     • Bàsics: La cadena R té un grup amino (-NH₂).
   • Grup aromàtic: La cadena R està relacionada amb l'anell de benzè.
   • Heterocíclics: La cadena R és un grup tancat (cíclic).

2. Classificació per Polaritat i Càrrega de la Cadena R

   • No polar (Hidròfob).
   • Polar sense càrrega (Hidròfil).
   • Polar amb càrrega positiva (+): Tenen un grup amino ionitzat (NH₃⁺, ja que guanya un H⁺).
   • Polar amb càrrega negativa (-): Tenen un grup carboxil ionitzat (COO⁻).

L'Enllaç Peptídic

L'enllaç peptídic es forma entre el grup carboxil (-COOH) d'un aminoàcid i el grup amino (-NH₂) d'un altre aminoàcid.

Quan els aminoàcids s'enllacen, sempre queda un grup lliure a cada extrem de la cadena:

• El primer aminoàcid (N-terminal) sempre té el grup amino lliure.
• L'últim aminoàcid (C-terminal) sempre té el grup carboxil lliure.

Les Estructures Proteiques

Les proteïnes presenten quatre nivells d'estructura, dels quals es detallen els dos primers:

Estructura Primària

És la seqüència lineal d'aminoàcids units exclusivament per enllaços peptídics.

• Té un extrem N-inicial (el primer AA) amb el grup amino lliure.
• Té un extrem C-terminal (l'últim AA) amb el grup carboxil lliure.

Estructura Secundària

És la disposició espacial de l'estructura primària. Es pot presentar de diverses formes:

Hèlix Alfa (α-Hèlix)

És una estructura en espiral on els aminoàcids d'una volta s'uneixen amb els de la volta següent mitjançant ponts d'hidrogen. És una sola cadena. El nombre d'aminoàcids per volta és constant.

Hèlix del Col·lagen

És una estructura més allargada que l'hèlix alfa, ja que la seva composició no permet la formació de ponts d'hidrogen interns. Conté aminoàcids com la Prolina i la Hidroxiprolina, que tenen radicals grans i impedeixen la formació dels ponts d'hidrogen, resultant en una cadena allargada.

L'estructura final del col·lagen consisteix en tres hèlixs d'aquest tipus unides entre si mitjançant enllaços covalents (forts) i ponts d'hidrogen. El col·lagen és essencial per a l'elasticitat dels teixits.