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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
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