BioquimicaYBiologiaMolecularParaCienciasDeLaSalud-122

Vista previa del material en texto

Las estructuras de hélice α y hoja plegada β se encuen-
tran en proteínas fibrosas, como las α-queratinas y las β-que-
ratinas, respectivamente, pero también en fragmentos de
muchas proteínas globulares. En estas últimas, fragmentos
lejanos en la estructura primaria de una misma cadena pue-
den situarse próximos en el espacio (véase la estructura ter-
ciaria) y formar puentes de hidrógeno intracatenarios, adop-
tando esos fragmentos una estructura en hoja plegada β
dentro de la misma cadena. Esa disposición puede darse
entre sólo dos fragmentos, pero también entre más, dando
lugar a estructuras en haz o en barril, que trascienden al con-
cepto de estructura secundaria y están más próximos a los
denominados dominios proteicos (véase más adelante). En
cualquier caso, debe tenerse en cuenta que la lámina β puede
aparear mediante puentes de hidrógeno, tanto cadenas dife-
rentes (puentes intercatenarios), como fragmentos de la
misma cadena (puentes intracatenarios).
Como ya se indicó anteriormente, la estructura primaria
condiciona la secundaria y posteriores, aunque la predicción
suele ser muy compleja. Sin embargo, en algún caso, la pre-
dicción negativa parece sencilla, como sucede con la prolina,
cuya cadena lateral es cíclica y, por tanto, con fuertes res-
tricciones de rotación. Por otra parte, el enlace peptídico
donde interviene el grupo imino de prolina en muchas oca-
siones tiene configuración cis y no contiene hidrógeno, lo
que impide la formación de puentes de hidrógeno. En con-
junto, estas razones hacen a la prolina incompatible con las
estructuras hélice α y lámina β.
De otra parte, es necesario destacar que, aunque de forma
general la estructura primaria condiciona la secundaria y
posteriores, no lo hace de forma total e inexorable.
Recientemente se han encontrado fragmentos de secuencia
de aminoácidos que pueden presentar en algunos casos (pro-
teínas diferentes) o en algunas condiciones (para la misma
proteína) la posibilidad de estructura hélice α o de lámina β.
Esas secuencias se denominan camaleónicas, y los factores
que determinan la adopción de una u otra forma de estructu-
ra secundaria están siendo estudiados con gran interés por-
que pueden tener fuertes implicaciones en su función y, por
tanto, en la aparición de determinadas enfermedades
(Recuadro 7-1, Fig. 7-11).
A nivel de la estructura terciaria, se define el plega-
miento espacial completo de cada cadena, no sólo fragmen-
tos, e incluye el conjunto de interacciones, covalentes o de
otro tipo (puentes disulfuro, puentes de hidrógeno, hidrofó-
bicas, iónicas o electrostáticas, catión-π, fuerzas de van der
Waals, etc.), que gobiernan dicho plegamiento. Estas inter-
acciones se ilustran en la Figura 7-12, aunque es obvio que el
número de combinaciones entre grupos y cadenas laterales
de aminoácidos es casi infinito. Para mayor información
sobre las de tipo catión-π, que han sido recientemente des-
critas en comparación con el resto de interacciones, véase el
Recuadro 7-2.
La estructura terciaria engloba y describe tanto todos los
fragmentos peptídicos, como también las interacciones con
los posibles grupos prostéticos que puedan estar presentes en
las proteínas conjugadas. Los fragmentos con estructuras
secundarias variadas pueden combinarse con zonas sin
estructura secundaria definida, llamadas zonas de ovillo esta-
dístico o las de giro donde las cadenas se pliegan con un
patrón determinado y cambian su orientación en muy pocos
residuos. Así, los llamados giros β y γ, que permiten un cam-
bio de dirección rápido con sólo 3 y 2 residuos respectiva-
mente. Los primeros suelen contener glicina y los segundo,
prolina, por razones estéricas.
En las proteínas fibrosas, las cadenas suelen tener la
misma estructura secundaria en toda o casi toda su extensión,
sin giros en la cadena ni dominios diferenciados, por lo que
la estructura terciaria tiene prácticamente 100% con la
misma estructura secundaria. Son ejemplos ilustrativos las 
α-queratinas (véase el Cap. 34) y β-queratinas, que han ser-
vido de modelo para determinar las dimensiones moleculares
de la hélice α y la hoja plegada β, respectivamente.
En muchas proteínas, sobre todo las globulares, la estruc-
tura terciaria presenta zonas de plegamiento compacto con
una entidad topológica propia, que pueden repetirse en varias
proteínas de la misma familia, que se llaman dominios. Estos
dominios corresponden a un nivel de organización interme-
dio entre la estructura secundaria y la terciaria, puesto que
generalmente agrupan distintos fragmentos con estructura
secundaria determinada, pero no definen la estructura de la
cadena al completo. La estructura de las inmunoglobulinas es
un ejemplo muy ilustrativo para este concepto (véase el Cap.
31). En sus cadenas existen unos dominios que se denominan
constantes, que son comunes a todas, y otros variables, que
son específicos de cada una y la base estructural de que reco-
nozcan diferentes antígenos. Otro ejemplo de dominios pro-
pios de familias se puede encontrar en las zonas de unión de
los factores de transcripción al ADN (véase el Cap. 20). Las
zonas HLH (hélice-bucle-hélice), dedos de cinc o cremalle-
ras de leucina son ejemplos de dominios que tienen las
dimensiones apropiadas para encajar de distinta forma en la
doble hélice del ADN.
De forma similar a los dominios, muchas proteínas con-
tienen con frecuencia partes modulares con varios fragmen-
tos de estructura secundaria determinada que no llegan a ser
dominios, y que se suelen llamar estructuras supersecunda-
rias. Estas estructuras adoptan esa forma modular por tener
secuencias semejantes, que a nivel de estructura primaria se
suelen denominar motivos secuenciales. Es decir, los moti-
vos secuenciales comunes a varias proteínas inducen la
adquisición de estructuras supersecundarias comunes. La
Aminoácidos y proteínas | 103
07 Capitulo 07 8/4/05 09:55 Página 103