Desnaturalización de Proteinas

La desnaturalización es un cambio estructural de las proteínas, donde pierde su estructura nativa, y de esta forma su óptimo funcionamiento y a veces también cambian sus propiedades físico-químicas.

Las proteínas se desnaturalizan cuando pierden su estructura tridimensional y así el característico plegamiento de su estructura.

es alterada por algún factor externo (por ejemplo, aplicándole calor, ácidos o álcalis), no es capaz de cumplir su función celular.


CÓMO LA DESNATURALIZACIÓN AFECTA A LOS DISTINTOS NIVELES

En la desnaturalización de la estructura cuaternaria, las subunidades de proteínas se separan o su posición espacial se corrompe.
La desnaturalización de la estructura terciaria implica la interrupción de:

• Enlaces covalentes entre las cadenas laterales de los aminoácidos (como los puentes disulfuros entre las cisteínas).
• Enlaces no covalentes dipolo-dipolo entre cadenas laterales polares de aminoácidos.
• Enlaces dipolo inducidos por fuerzas de Van Der Waals entre cadenas laterales no polares de aminoácidos.

En la desnaturalización de la estructura secundaria las proteínas pierden todos los patrones de repetición regulares como las hélices alfa y adoptan formas aleatorias.

La estructura primaria, la secuencia de aminoácidos ligados por enlaces peptídicos, no es interrumpida por la desnaturalización.

PÉRDIDA DE FUNCIÓN
La mayoría de las proteínas pierden su función biológica cuando están desnaturalizadas, por ejemplo, las enzimas pierden su actividad catalítica, porque los sustratos no pueden unirse más al centro activo, y porque los residuos del aminoácido implicados en la estabilización de los sustratos no están posicionados para hacerlo.

EJEMPLOS COMUNES
Cuando se cocina el alimento, algunas de sus proteínas se desnaturalizan. Esta es la razón por la cual los huevos hervidos llegan a ser duros y la carne cocinada llega a ser firme.
Un ejemplo clásico de desnaturalización de proteínas se da en la clara de los huevos, que son en gran parte albúminas en agua. En los huevos frescos, la clara es transparente y líquida; pero al cocinarse se torna opaca y blanca, formando una masa sólida intercomunicada.
Otro ejemplo es la nata, que se produce por calentamiento de la lactoalbúmina de la leche.

Efectos de la desnaturalización:

La desnaturalización provoca diversos efectos en la proteína:

1. cambios en las propiedades hidrodinámicas de la proteína: aumenta la viscosidad y disminuye el coeficiente de difusión

2. una drástica disminución de su solubilidad, ya que los residuos hidrofóbicos del interior aparecen en la superficie

3. pérdida de las propiedades biológicas

Existen diferentes agentes:

• Físicos
• Quimicos

Temperatura:
destruye las interacciones débiles y desorganiza la estructura de la proteína, de forma que el interior hidrofóbico interacciona con el medio acuoso y se produce la agregación y precipitación de la proteína desnaturalizada.

pH:Los iones H+ y OH- del agua provocan efectos parecidos, además de afectar a la envoltura acuosa de las proteínas también la carga eléctrica de los grupos ácidos y básicos de las cadenas laterales de los aminoácidos. Esta alteración de la carga superficial de las proteínas elimina las interacciones electrostáticas que estabilizan la estructura terciaria y a menudo provoca su precipitación. La solubilidad de una proteína es mínima en su punto isoeléctrico, ya que su carga neta es cero y desaparece cualquier fuerza de repulsión electrostática que pudiera dificultar la formación de agregados

Cuando el pH es bajo, los grupos ionizables están protonados, y la carga de la proteína es de signo positivo. Cuando el pH es alto, los grupos ionizables están desprotonados, y la carga es de signo negativo. Entre ambas zonas, habrá un pH en el cual la carga neta de la proteína es nula. Es el PH isoeléctrico o punto isoeléctrico, y es característico de cada proteína

Fuerza iónica:
Un aumento de la fuerza iónica del medio provoca una disminución en el grado de hidratación de los grupos iónicos superficiales de la proteína, ya que estos solutos compiten por el agua, rompen los puentes de hidrógeno o las interacciones electrostáticas, de forma que las moléculas proteicas se agregan y precipitan.

Metales pesados: los iones de algunos metales pesados, tales como el plomo (Pb ) y el mercurio ( Hg ), precipitan a las proteínas y, por lo tanto inactivan las enzimas. Normalmente, las enzimas están en suspensión dentro del citoplasma o unidas a una biomembrana. Si los iones de un metal pesado se combinan con una enzima en suspensión, la molécula proteica precipita, perdiendo su eficacia como enzima.

Actividad biológica de las proteínas:

Digestión: Descomposición química de los alimentos.
La saliva contiene mucina, que da textura y suaviza al bolo alimenticio.
También contiene la enzima amilasa salival, que digiere almidón y lo transforma en maltosa.
En las paredes del esófago existe glándulas que secretan mucina.

ESTÓMAGO
Sus paredes están tapizadas por millones de glándulas gástricas que secretan 400 - 800 ml de jugo gástrico en cada comida. Estas glándulas son de tres tipos:
Secretoras de mucus: secretan mucina.
Parietales: secretan ácido clorhídrico (HCl), lo que produce que el jugo gástrico tenga un pH muy ácido (pH = 1-2).

Estas células absorben de la sangre una gran cantidad de protones H+, mediante transporte activo (bomba de protones) alcanzando una concentración de H+ que es tres millones de veces superior a la concentración de H+ en la sangre. En este proceso se gasta una gran cantidad de energía, por esta razón, estas células se encuentran llenas de mitocondrias.

Las funciones del HCl en el jugo gástrico son:

a)Contribuye a matar las bacterias de los alimentos.
b)Desnaturalización de proteínas, lo que facilita su digestión.
c)Promueve la activación de la pepsina (única enzima secretada por el estómago)

HIGADO
Secreta la bilis que contiene sales biliares y pigmentos biliares (producto de la descomposición de la hemoglobina de los glóbulos rojos).
La sales biliares: son esteroides anfipáticos , esto les permite emulsionar las grasas y promover su degradación.
El esquéleto hidrofóbico se une a las grasas, mientras que la cabeza polar con carga negativa queda por fuera de la gota de grasa.
La repulsión de las cargas negativas hace que la gota se divida en varias gotas mas pequeñas, que se mezclan parcialmente con el H2O (emulsión).

INTESTINO GRUESO
Es donde se realiza la absorción de la mayoría del agua de los alimentos y de los jugos digestivos.