Teórico 2 Proteínas II (2017) 1 (1) (pdf io)

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Teórico 2: Proteínas II
Prof.: Dra. Ana Sotelo
Año 2017
Las proteínas poseen distintos niveles de organización. Dijimos la clase pasada 
que la estructura tridimensional es la que les daba la función a las proteínas.
La estructura primaria la entendíamos como la secuencia o el orden en 
el que aparecen los Aminoácidos. La estructura secundaria consistía en un 
plegamiento local de la proteína (acá, en principio, aunque no siempre es así, 
hablamos de cosas que están cerca en el espacio). La estructura terciaria 
consiste en un plegamiento global, que va a determinar la estructura 
tridimensional de la proteína. Algunas proteínas tienen estructura cuaternaria, 
aunque no todas. Esta estructura cuaternaria la tienen proteínas más grandes, 
más complejas, que implica la asociación de cadenas.
Todas las proteínas van a tener estructura primaria, secundaria y 
terciaria. Sólo algunas proteínas van a tener estructura cuaternaria. 
Recordar que la estructura tridimensional de las proteínas está determinada 
por su secuencia de Aminoácidos. Y que la función de la proteína depende de 
su estructura. 
Un concepto nuevo es que cada proteína adopta una 
conformación única o unas pocas. Una conformación única no quiere decir 
que sea fija, rígida e inamovible. Una proteína tiene un montón de átomos, un 
montón de enlaces, por lo tanto, tiene todos los movimientos de todas las 
moléculas. El tema es que no se pierde la estructura global. Hay pequeños 
movimientos, pero en términos generales no pierde su estructura global. Ahora
bien… hay un montón de proteínas que, para ejercer su función, tienen que 
cambiar su conformación. Hay casos de enzimas que directamente se pliegan 
sobre el sustrato y lo atrapan para excluirlo del solvente (para que el sustrato 
no esté en contacto con el agua durante la reacción química). Entonces, esas 
enzimas van a estar en dos conformaciones posibles: libre o unida al sustrato. 
Por lo tanto, eso de que las proteínas “adoptan una conformación única o unas 
pocas” es en términos generales, no de movimientos particulares. Como una 
proteína es una estructura tan compleja, las pequeñas partes se están 
moviendo siempre. 
Las fuerzas que estabilizan el plegamiento de una proteína son 
interacciones débiles. La estructura primaria está estabilizada 
fundamentalmente por el enlace peptídico y también por los puentes disulfuro 
(ambas son uniones covalentes). 
¿Cuáles son las interacciones que estabilizan la conformación nativa de 
una proteína?...
Las interacciones débiles que estabilizan la conformación nativa de una 
proteína son: la interacción hidrofóbica, la interacción iónica y el puente de 
Hidrógeno.
El único enlace covalente que aparece es el puente disulfuro porque acá 
nos interesan solamente los enlaces covalentes que estabilizan la estructura 
tridimensional de la proteína. Además del enlace peptídico. Obviamente que, 
sin enlace peptídico, no hay proteína. 
Hablamos de conformación de proteínas como la disposición 
espacial de los átomos de una proteína. Y nos referimos al resultado de 
rotación alrededor de enlace simples, que implica no romper los enlaces 
covalentes. 
Las conformaciones existentes, son las conformaciones 
termodinámicamente más estables.
Vamos a estar llamando “conformación nativa” a la estructura que tiene 
función, a la proteína activa. Dijimos en el primer teórico que las proteínas eran
las que “hacen las cosas”, son los “efectores de las células”. 
Las cadenas laterales hidrofóbicas de los Aminoácidos, tienden a 
empaquetarse hacia el interior de la proteína. Mientras que, los residuos 
polares o cargados, van a tender a ubicarse hacia la superficie. Deben estar 
apareados para poder estar en el núcleo de la proteína (deben estar 
compensados: si uno puede formar un puente eléctrico tiene que estar la 
contraparte que permite que ese puente se forme). 
Cuando veíamos la abundancia relativa de los Aminoácidos en las 
proteínas en la primera clase, veíamos que predominaban los Aminoácidos 
hidrofóbicos. Ahora podemos entender que esto no es casualidad. Esos 
residuos laterales hidrofóbicos, van a ser los que den la fuerza para el 
plegamiento. Son estructuras compactas, las llamaremos globulares. 
No hay espacio ni para una molécula de agua al interior de una 
proteína (salvo que sea importante para la función de la proteína). 
Porque vamos a ver que hay enzimas que tienen bolsillos en su estructura, 
imprescindibles para su función. Los residuos hidrofóbicos están hacia dentro 
y los residuos polares hacia afuera en contacto con la superficie, ojo no 
significa q no haya residuos hidrofóbicos en la superficie hay y muchos pero 
tiene que ver con la capacidad de interacción con otras sustancias, con otras 
proteínas que tienen en su superficie. 
Mirar el esquema en gris que muestra que la estructura de una proteína 
es algo bien compacto. Hacia el centro se tienden a ubicar todos los residuos 
hidrofóbicos, y los residuos polares se ubican hacia la superficie, en contacto 
con el solvente. 
Decimos que los Aminoácidos hidrofóbicos “tienden” a ubicarse hacia el 
interior porque no es que no haya Aminoácidos hidrofóbicos en la superficie. 
De hecho, existen (y muchos) Aminoácidos hidrofóbicos en la superficie y tiene
que ver con la capacidad de interacción con otras estructuras: 
fundamentalmente con otras proteínas.
El Enlace Peptídico, es un enlace muy estable (de hecho, la clase pasada
vimos que se necesitaban condiciones de hidrólisis muy fuertes para romperlo).
¿Por qué es tan estable el Enlace Peptídico? Porque tiene un carácter parcial de
doble enlace, ya que tiene un equilibrio tautomérico posible a través del doble 
enlace del carbono carbonílico. Entonces, se puede formar un dipolo o 
directamente traslocar el doble enlace. Esto va a generar densidades de cargas
o directamente cargas, lo que va a permitir polarizar a la molécula. Esto va a 
obligar a que el esqueleto peptídico tenga que estar compensado. Debido a 
ese carácter parcial de doble enlace, el Enlace peptídico tiene menor longitud 
que el enlace simple. Además, también debido al carácter parcial de doble 
enlace, el Enlace peptídico no puede girar libremente, lo que va a definir un 
plano (6 átomos en un plano, que van de Cα a Cα, y obviamente que incluye al 
enlace peptídico). 
El Enlace Peptídico prácticamente siempre se ubica en 
Configuración TRANS, simplemente por el impedimento estérico que 
implicaría la configuración cis. La configuración cis es poco cómoda para la 
molécula. Entonces, cuando se sintetiza una proteína se sintetiza en TRANS. 
Todos los Aminoácidos entran en TRANS. 
Podemos hablar del esqueleto peptídico de una proteína como una sucesión de
planos. Esto va a hacer que las posibilidades de rotación sean solamente en 
torno al Carbono α. El enlace peptídico va a estar en un plano, entonces no va 
a tener la posibilidad de rotar libremente alrededor de ese enlace. Sí se puede 
rotar alrededor de los enlaces simples que están en torno al C α. Esto va a 
hacer que las conformaciones posibles que tenga el enlace peptídico se vean 
restringidas. Resumiendo: el enlace peptídico está en un plano, el otro enlace 
peptídico está en un plano, y se vinculan a través del Cα. Hay libertad de 
rotación en torno al Cα. “Los enlaces peptídicos planos limitan las formas en 
las cuales pueden plegarse las proteínas”. 
En torno al Cα se ven definidos dos ángulos: el ángulo φ (Phi) y el 
ángulo ψ (Psi). A estos los llamamos Ángulos de torsión o Ángulos 
diedros. 
El Ángulo diedro está definido por la intersección entre dos planos, en 
este caso el plano de un enlace peptídico y el plano del otro enlace peptídico. 
El ángulo φ (Phi) y el ángulo ψ (Psi), valen 180° si el polipéptido está 
totalmente extendido y todos los enlaces peptídicos están en un mismo plano. 
El Ángulo de rotación en torno al enlace peptídico (ω) sólo puede tomar dos 
valores, 0° cuando el enlace está en cis, o 180° cuando está en trans. 
Ramachandran predijo que no todaslas combinaciones φ y ψ son 
posibles. Entonces, confeccionó la siguiente representación de Psi (ψ) en 
función de Phi (φ). Así empezó a analizar qué ángulos estaban permitidos. No 
todas las combinaciones de ángulos son posibles. Tienen libre rotación hasta 
ahí nomás. 
Lo que figura en azul oscuro, son posiciones favorecidas. En azul claro se
muestran las posiciones permitidas. En amarillo se muestran las posiciones no 
permitidas. A la derecha del esquema se encuentra representado el punto 0,0. 
Esto implica un enlace pegado al otro, los dos planos pegados. Eso es 
imposible porque hacia arriba y abajo del plano hay átomos. Entonces, vamos 
a estar acomodando sucesivamente planos y no cualquier conformación está 
permitida, algunas están permitidas otras que no. 
Lodish p.71: “Dado que el enlace peptídico parcialmente se comporta 
espacialmente como un doble enlace, el grupo carbonilo y el átomo de 
nitrógeno amida y los átomos unidos directamente a ellos deben encontrarse 
todo en un plano fijo; no hay rotación posible alrededor del enlace peptídico. En
consecuencia, la única flexibilidad en el esqueleto de una cadena de un 
polipéptido, que le permite girar y enroscarse –y así plegarse en diferentes 
formas en tres dimensiones- es la rotación de los planos fijos de los enlaces 
peptídicos adyacentes uno con respecto a otro alrededor de dos enlaces: el 
enlace amino del nitrógeno del Cα (cuyo ángulo de rotación se conoce como φ) 
y el enlace carbonilo del carbono Cα (cuyo ángulo de rotación es llamado ψ)”.
“La rotación alrededor del enlace amino del nitrógeno del Cα (el ángulo 
φ) y el enlace carbonilo del Cα (el ángulo ψ) permite a los esqueletos 
polipeptídicos, en principio, adoptar un número muy grande de conformaciones
potenciales. Sin embargo, las restricciones estéricas debido a la estructura del 
esqueleto polipeptídico y las propiedades de las cadenas laterales de los 
Aminoácidos restringen en forma notable las conformaciones potenciales que 
puede asumir cualquier proteína dada”.
La ESTRUCTURA SECUNDARIA fue la primera que se describió. Se predijo
analizando justamente esto de los Ángulos diedros. Si hay posiciones 
permitidas y otras que no, ya podemos ir pensando cuáles serían las posiciones
permitidas. 
La ESTRUCTURA SECUNDARIA es la distribución espacial local regular 
de la cadena principal. Es decir, estamos hablando del esqueleto 
peptídico. No se tienen en cuenta las cadenas laterales. En este 
segmento, todos los ángulos diedros (φ y ψ) son iguales. Veremos 4 tipos
de estructuras secundarias: •Alfa hélice. •Cadena Beta. •Giro Beta. 
•Cadena al azar (Random coil) o Bucle. Antes en bibliografía aparecía 
como “Random Coil” que es “Cadena al azar”. Ahora se lo llama Bucle o 
Loop. 
La Estructura secundaria es un ordenamiento local de la cadena que 
permite neutralizar los grupos polares del enlace peptídico mediante puentes 
de hidrógeno. Cuando vimos las características parciales de doble enlace 
dijimos que aparecían las densidades de carga. Va a haber que hacer algo con 
esas densidades de carga… La forma en que la naturaleza acomoda esas 
densidades de carga es mediante la estructura secundaria. 
En cuanto a la estructura de “HÉLICE ALFA”, imaginamos que la 
sucesión de planos que forman el esqueleto peptídico se enrolla en torno
a un eje imaginario y que los restos laterales se acomodan hacia fuera. 
Los ángulos diedros φ (Phi) y ψ (Psi) son constantes. 
En el esquema violeta (sacado del Lehninger), se ve en gris el eje central 
imaginario alrededor del cual se va a ir acomodando la cadena peptídica en 
espiral (como si fuera el espiral de un cuaderno). ¿Por qué esta estructura es 
tan estable? Porque se forman puentes de hidrógeno (representado por rayitas 
paralelas en celeste) entre el oxígeno del carbonilo de un residuo y el 
hidrógeno del grupo amino (estructuras que forman parte del esqueleto 
peptídico) de otro residuo que está a una vuelta de hélice por arriba o por 
abajo. Entonces, por eso hablamos de un fenómeno local. Estamos hablando de
algo que está a cuatro residuos en la misma cadena.
Si pudiéramos ver la Hélice desde arriba (ver esquema) y graficáramos 
solamente los Carbonos Alfa (Cα), veríamos que cada Aminoácido se ubica a 
100° con respecto al otro, respecto al eje central imaginario de la Hélice. La 
vuelta completa mide 360° (si cada residuo está a 100°, vemos porqué son 3,6 
residuos en una vuelta completa).
No hay que tener en mente la imagen de una Hélice Alfa como aparece 
en la mayoría de las figuras, llena de agujeros. Sino que, al representar todo el 
espacio que ocupan todos los átomos (como la primera figura en gris y violeta, 
aunque allí se representa sólo el esqueleto peptídico y no las cadenas 
laterales), en la Hélice Alfa no hay huecos. 
Entonces, el enlace peptídico se forma con el Aminoácido de al lado. La 
interacción puente de hidrógeno que permite estabilizar la Hélice Alfa se forma
con un residuo que está a 3,6 residuos de distancia (notar en el esquema de 
abajo, que por cómo se ubican los enlaces, la interacción se da como muestran
las flechas rojas –se ve cómo dentro de la flecha roja hay 3 residuos y un 
poquito más: 3,6-). 
Debido al equilibrio tautomérico del enlace peptídico, se genera una 
densidad de carga, o directamente aparecen cargas. Al estar apilados en
las Hélices, hacen que se alineen las cargas. Y eso genera lo que se 
conoce como Momento Dipolar, que hace que tengamos una densidad 
de carga Positiva (δ+) en el Amino Terminal (N-terminal), y una densidad
de carga Negativa (δ-) en el Carboxilo terminal (C-terminal). Esto puede 
hacer inestable a la hélice en los extremos ya que se interrumpe el 
momento dipolar de la hélice. La hélice dura intervalos un cierto numero
de aa. 
Entonces, se trata de neutralizar ese momento dipolar. Una de las 
formas es poner un Aminoácido de carga contraria en los extremos de la
Hélice. Ojo, a veces interesa para la función de la proteína que sea 
inestable en el extremo. O a veces, en vez de ser compensado con un 
Aminoácido de carga opuesta, está compensado uniendo algo que sea 
necesario para la función en ese sitio. 
Lodish p.120: “Dipolo de la hélice. El dipolo eléctrico de un enlace 
peptídico se transmite a lo largo de un segmento en hélice α a través de 
enlaces de hidrógeno intracatenarios, dando como resultado un dipolo global 
en la hélice. En esta ilustración los constituyentes amino y carbonilo de cada 
enlace peptídico 
se indican por 
símbolos + y -, 
respectivamente,
Los grupos 
amino y 
carbonilo no 
enlazados por 
enlace de 
hidrógeno y situados cerca de los extremos de la región en hélice α se 
muestran en rojo”. 
“En cada enlace peptídico existe un pequeño dipolo eléctrico. Estos 
dipolos están alineados a través de los enlaces de hidrógeno de la hélice, que 
resulta en un dipolo neto a lo largo del eje y que aumenta con la longitud de la 
hélice. Los cuatro residuos aminoácidos de cada extremo de la hélice no 
participan plenamente en la formación de enlaces de hidrógeno. Las cargas 
parciales positivas y negativas del dipolo de la hélice residen en los grupos 
amino y carbonilo peptídicos situados respectivamente cerca de los extremos 
amino-terminal y carboxilo-terminal de la hélice. Por esta razón a menudo se 
encuentran Aminoácidos cargados negativamente cerca del extremo Amino-
terminal del segmento helicoidal, donde ejercen una interacción estabilizadora 
con la carga positiva del dipolo de la hélice; un Aminoácido cargado 
positivamente situado en el extremo Amino-terminal es desestabilizante. Lo 
contrario es también cierto para el extremo Carboxilo-terminal del segmento 
helicoidal”. 
Las Hélices α pueden tener sentido de giro. Se habla de sentido de 
giro de mano derecha o de mano izquierda. Por alguna razón, en la 
naturaleza se seleccionaron las hélices dextrógiras (right-handed hélix, 
hélice de mano derecha). Notar la ubicación de las mismas en el Plot de 
Ramachandran, las rojas. Esto no quiere decir que las hélicesde mano 
izquierda no estén permitidas, de hecho, vemos en el Plot de 
Ramachandran que sí lo están, solamente que son muy raras. 
Hay algunos Aminoácidos que no se sienten cómodos formando 
parte de una Hélice Alfa. En esta tabla, se pone como patrón a la Alanina
(Ala) ya que tiene el comportamiento ideal (posee “carbono quiral” y 
tiene un residuo chico). Al comparar la Ala con otros Aminoácidos, 
algunos tienen un comportamiento más o menos parecido y otros no 
tanto (recuadro en rojo). ¿Por qué la Glicina y la Prolina inestabilizan a la 
Hélice Alfa? La Glicina porque es muy chiquita y entonces su resto 
lateral ocupa poco espacio. Y la Prolina porque es rígida (recordar que el 
resto lateral eran anillos). En general, no aparecen Glicina y Prolina en 
las hélices Alfa. Cuando aparecen, le imponen un quiebre a la hélice Alfa 
(ver figura de arriba donde en celeste se muestran hélices alfa). A lo 
mejor, ese puede ser un efecto buscado, con lo cual puede resultar útil 
que haya Glicina o Prolina.
Prediciendo estructuras posibles, con los trabajos de Pauling o 
Ramachandran, varios modelos de hélices serían posibles: un anillo de 
cinco, una hélice de cuatro a derecha, una hélice de tres, una hélice de 
dos (que en realidad no es una hélice), una hélice de tres a izquierda, 
etc. Si bien son posibles, no son para nada frecuentes. La Hélice Alfa es 
la más frecuente.
Ahora veremos otro tipo de estructura secundaria como es la “Hoja 
Beta”. 
Está dado por asociación de distintos segmentos de cadena. O sea 
tenemos una porción de la cadena que se pliega en zigzag.
Ahora, necesita asociarse a otras cadenas para estabilizar su estructura. 
El esquema en verde representa una porción de una cadena plegada en 
zigzag (que está arriba en forma horizontal), y cómo se asocia a través 
de puentes de hidrógeno con otra cadena que también está plegada en 
zigzag. Los restos laterales van por encima o por debajo del plano. En el 
de la izquierda están representados solo dos. 
En el esquema en gris, se muestran las cadenas plegadas en zigzag, se 
muestran 3. Además, las flechas representan el sentido Amino (N) Carboxilo 
(C) terminal de la cadena. Así podemos tener una Hoja Beta Antiparalela, 
donde la cadena va yendo y viniendo: va del Amino al Carboxilo, y después 
vuelve del Amino al Carboxilo, y así de seguido. Entonces, las cadenas que 
interactúan a través de puentes de hidrógeno tienen sentidos opuestos. O sino 
podemos tener una Hoja Beta Paralela, donde una cadena va del Amino al 
Carboxilo, da la vuelta y vuelve a ir del Amino al Carboxilo. Así, las cadenas 
que interactúan a través de puentes de hidrógeno, tienen el mismo sentido. 
En este esquema, las cadenas laterales están representadas con las 
pelotitas violetas. 
Notar que algunos van por arriba y otros por debajo del plano. 
En la Hoja Antiparalela, se forma entre las dos cadenas que 
interaccionan a través de puentes de hidrógeno, un ciclo pequeño. Y notar que 
el ciclo vecino es más grande. Y así sucesivamente. En la Hoja Paralela, en 
cambio, todos los ciclos que se forman tienen el mismo tamaño. 
¿Qué son los Giros Beta? Tanto los Giros Beta, como los Bucles (que 
veremos más adelante), son segmentos de conexión. 
Es decir, tenemos una estructura local definida en la hélice Alfa y en la 
Hoja Beta. El Giro Beta, hace que la cadena tome un giro abrupto, muy 
brusco, de 180°. El Giro Beta, es un anillo que se forma entre 4 
Aminoácidos. El Aminoácido 1 y 4 se unen a través de un 
puente de hidrógeno. 
Para que la cadena pueda dar ese giro tan brusco, giros beta hay varios, 
pero hay dos que son los más comunes: el de tipo I que tiene una Prolina en su 
composición, y el de tipo II que tiene Glicina formando parte del giro. ¿Por qué?
Por las características que tienen estos Aminoácidos de ser: o muy chico y muy
flexible, o der ser rígido y dar una forma particular. Cabe destacar que la 
prolina para estar formando parte de un Giro Beta, tiene que estar en 
configuración Cis. 
¿Qué son los Bucles? Los Bucles o Loops son segmentos de 
conexión largos que aparecen entre partes de la cadena con estructura 
secundaria definida. 
En el esquema de la izquierda, se representa con flechas a la Hoja
Beta. Cada flecha es una Cadena Beta. Muchas cadenas se 
vinculan entre sí y forman la Hoja Beta. Por arriba y por debajo en el 
esquema, se representan los bucles como si fueran alambres. Entonces son 
segmentos de conexión que no tienen una estructura secundaria definida. Pero
en sí, forman una estructura secundaria. Los Bucles o Loops tienen longitud y 
formas variables. Son las zonas flexibles de la cadena. Si una Cadena Beta se 
moviera, se rompe la Hoja Beta, con lo cual, no son zonas de la cadena 
flexibles. En cambio, los Bucles o Loops, si bien van a tener interacciones que 
las unan al resto de la proteína, van a tener mayor grado de libertad. En 
general, los Bucles o Loops se ubican sobre la superficie de la proteína. 
Por ubicarse en la superficie de la proteína, los Bucles o Loops son ricos en 
Aminoácidos polares y cargados. Son las zonas que presentan mayor 
variabilidad (zonas que se conservan menos evolutivamente). Cuando 
hablamos de la “Identidad de secuencia” dijimos que había Aminoácidos que 
no son críticos para la función y la estructura de la proteína, y que por lo tanto 
podían cambiar. Cuando alineábamos secuencias, por ejemplo, el citocromo C,
donde comparábamos la secuencia de la misma proteína para 9 especies 
distintas. Allí había zonas o posiciones donde variaba en todas las especies. 
Seguramente esos Aminoácidos se ubicaban en Bucles. 
Generalmente, los Bucles o Loops se relacionan con la actividad de la 
proteína. Esto parece contradictorio. Pero nosotros dijimos que, a veces, las 
zonas de actividad de la proteína se tienen que poder mover para adaptarse al 
sustrato. 
También los Bucles o Loops son zonas de reconocimiento de 
Anticuerpos. ¿Por qué? El sistema inmune de una especie va a reconocer como 
extraño, secuencias que no aparezcan en sus propias proteínas. Las porciones 
de una proteína donde haya una estructura secundaria muy definida, va a 
tender a no cambiar entre las especies, va a ser constante para preservar la 
estructura tridimensional de la proteína y por lo tanto la función. En cambio, 
donde podemos permitirnos tener más cambios que no sean críticos para la 
estructura y la función de la proteína son estos Bucles o Loops que van a estar 
expuestos. Y esas son las zonas capaces de generar una respuesta inmune 
cuando colocamos a la proteína en un organismo distinto. 
Habíamos visto en el Plot de Ramachandran, dónde ubicábamos a las Hélices 
Alfa de mano derecha y de mano izquierda. Ahora vemos dónde ubicamos a las
Hojas Beta Paralelas y las Hojas Beta Antiparalelas. También, vemos que 
aparecen lo que se conoce como “Hoja Beta Torcida”. Si las cadenas que 
forman la Hoja Beta, tienen cierta torsión, esa estructura es más estable. Eso 
en el esquema de flechas se representan como flechas torcidas y no 
perfectamente rectas (ver esquemas). Esas estructuras con esa torsión, son 
más estables que si fueran rectas. 
En el Plot de Ramachandran también aparece la “Triple Hélice de 
Colágeno”. 
En el Plot de Ramachandran de la derecha, está representado el Plot de 
una proteína (en este caso la Piruvato quinasa). Para ello se analizaron todos 
sus ángulos φ (Phi) y ψ (Psi), y se analizó cómo coincidían con lo predicho. 
La estructura secundaria de proteínas, se estudia por Espectroscopia de 
Dicroísmo Circular. Mide la diferencia en la absorción de luz circularmente 
polarizada a derecha o izquierda en moléculas quirales. 
Hacemos un barrido en el UV, a longitudes de onda entre 200 y 230. Los 
dos mínimos que se observan en la curva azul, caracterizan a la Hélice Alfa. 
Mientras que, si tenemos un solo mínimo, eso caracteriza a la Hoja Beta. 
Entonces, podemos predecir a partir de los mínimos que observemos en una 
muestra, cuánto tenemos de estructura Hélice Alfa, HojaBeta, o si la cadena 
está desplegada (Random Coil). Si tuviéramos una proteína desnaturalizada la 
veríamos como la curva negra. 
Ahora hablaremos de la ESTRUCTURA TERCIARIA, tridimensional de
las proteínas. 
Si una cadena estuviera toda en conformación Beta, pero extendida, 
ocuparía una longitud de 2,000 x 5 Å. Si toda la cadena peptídica de una 
proteína estuviera enrollada en una Hélice Alfa, tendría una extensión menor 
de 900 x 11 Å. Mientras que, por tener estructura tridimensional, ocupa un 
espacio muchísimo menor (100 x 60 Å). Recordar que tenemos una estructura 
compacta, lo más apretada posible. 
A las proteínas las vamos a clasificar según su estructura en 
GLOBULARES o FIBROSAS. Y según su función en FUNCIONALES o 
ESTRUCTURALES. No casualmente las proteínas globulares son las 
funcionales, y las proteínas fibrosas son estructurales. 
Se llaman Proteínas Fibrosas porque adquieren una conformación 
justamente es una fibra. Son insolubles en agua ya que son ricas en residuos 
hidrofóbicos. Poseen muchas cadenas similares que se empaquetan para 
formar estructuras supramoleculares. Veremos tres ejemplos: •α-Queratinas. 
•Colágeno. •Fibroína de seda.
La queratina está muy de moda en los productos capilares ¿Por qué? 
Porque la queratina es una de las proteínas del pelo.
La molécula de α-Queratina, forma una Hélice Alfa. Toda la cadena 
forma una única Hélice Alfa. Una hélice (una molécula de α-queratina) se 
vincula con otra, dando una estructura enrollada (dos cadenas se entrelazan 
entre sí y quedan unas cabecitas protruyendo en uno de los extremos). Estas 
estructuras se ubican sucesivamente formando un Protofilamento. Los 
Protofilamentos se asocian a su vez y forman Protofibrillas. Todo esto se 
vincula entre sí covalentemente mediante puentes disulfuro. 
En el esquema vemos la estructura del pelo. Cómo se van formando a 
partir de la molécula de alfa queratina, la estructura de la alfa queratina 
superenrollada, el Protofilamento, la Protofibrilla y finalmente los Filamentos 
Intermedios. 
Mayor grado de entrecruzamiento, mayor cantidad de puentes disulfuro, 
eso le da mayor resistencia. Claramente lo vemos en las características 
diferenciales que tiene la lana y un cuerno de rinoceronte, por ejemplo. Sin 
embargo, a pesar de que son estructuras tan distintas están formadas por lo 
mismo.
Ante se estilaba hacer la “permanente” (rulos). Con un agente reductor 
se rompían los puentes disulfuro del pelo. Como los puentes disulfuro se 
vuelven a formar espontáneamente, lo que se hacía es enrollarlos alrededor de
un rulero. De esa manera se re-oxidaban los puentes disulfuro. Obviamente 
esos puentes disulfuro se vuelven a formar, pero en otro sitio, lo cual hace que 
cambie la estructura del pelo. 
El Colágeno está presente en el tejido conectivo de tendones, 
cartílagos, matriz del hueso y córnea del ojo. El Colágeno está formado por una
Hélice Alfa única levógira, con tres residuos de vuelta. Tres de esas cadenas de
Colágeno, se superenrollan en sentido dextrógiro. Por eso se habla de la 
“Triple Hélice de Colágeno”. Las cadenas tienen una secuencia que se 
repite siempre: Glicina-X-Y, donde X suele ser Prolina e Y suele ser 4-
Hidroxiprolina. X e Y pueden cambiar. Lo que se mantiene siempre igual es la 
Glicina, no puede cambiar. La Glicina es imprescindible para la estructura 
del Colágeno. Hay distintos tipos de Colágeno, con distintas propiedades y 
características lo que viene dada por los otros residuos. Pero lo que tiene que 
estar si o si es la Glicina. ¿Por qué es imprescindible que esté la Glicina? Porque
la Glicina es un Aminoácido pequeño y muy flexible. La Glicina es necesaria 
para que se ubique en el centro de la Triple Hélice de Colágeno. Para poder 
formar esta estructura superenrollada (Triple Hélice de Colágeno), lo puede 
hacer solamente porque al interior de la estructura coinciden las Glicinas de las
3 cadenas. Cada una de las cadenas de Colágeno tienen sus propias Glicinas, y
ésas son las que son fáciles de acomodar. Si en el interior de la Triple Hélice de
Colágeno hubiera algo más grande, no se puede acomodar y se quiebra esta 
estructura superenrollada. 
Similar a lo que ocurría con la queratina, la Triple Hélice de Colágeno se 
va asociando con otras moléculas de Triple Hélice de Colágeno. Esto se 
estabiliza por enlaces covalentes: son enlace pocos frecuentes entre Lisina, 
Hidroxilisina e Histidina. 
La FIBROÍNA DE LA SEDA, es un ejemplo de Proteína Estructural 
basada en Hoja Beta. En este caso, para formar las fibras, las Hojas Beta se 
asocian unas con otras, se superponen. Recordemos que cada Hoja Beta forma 
un plano y está conformado por cadenas Beta enlazadas entre sí (flechas). En 
este caso, cada Hoja Beta se vincula con otra hoja Beta (la roja con la azul, y la
azul con la verde, por ejemplo). Entonces hablamos de capas. La interacción 
entre Hojas Betas, ya no puede ser más por puente de hidrógeno (porque las 
Cadenas Beta son las que se unen mediante puentes de hidrógeno para formar
la Hoja Beta). La interacción entre las Hojas Beta es por interacciones 
hidrofóbicas. Además, cabe destacar que los residuos de los Aminoácidos 
tienen que ser pequeños. Por lo tanto, estas Hojas Beta son ricas en Glicina y 
Alanina. 
La Fibroína forma parte de la seda, y de las telas de araña. En la imagen 
de la izquierda se muestra el órgano secretor de las arañas produciendo tela 
de araña (teñida de azul para que se vea bien). 
Ahora hablaremos de las PROTEÍNAS GLOBULARES. Ya dijimos que 
las interacciones hidrofóbicas estabilizan la estructura tridimensional. 
Los residuos hidrofóbicos se ubican hacia el interior de la proteína, y ese 
núcleo hidrófobo es muy compacto. 
La estructura que se muestra en la diapositiva es la proteína 
MIOGLOBINA, que la vamos a ver muchas veces durante las clases. Se 
observa una hendidura, donde se ubica el grupo Hemo. Notar que sobre la 
superficie de la proteína hay diferentes huecos o hendiduras. 
La estructura terciaria, tridimensional de una proteína, la podemos 
definir como un conjunto de segmentos con conformación de Hélice Alfa y Hoja
Beta, unidos por segmentos de conexión. 
Las proteínas pueden tener distinta proporción de Hélice Alfa y de Hoja 
Beta. En la tabla se muestran algunos ejemplos. Notas que la MIOGLOBINA, 
no tiene conformación Beta, prácticamente toda la cadena está 
en conformación Alfa. El Citocromo C también está formado sólo por 
Hélices Alfa y no por Hoja Beta, aunque en menor proporción. Mientras que 
otras proteínas pueden tener ambas.
Aquí se observan distintas formas de representar a la MIOGLOBINA. El
primero es un Esquema de Cintas que ya hemos discutido. Allí se observa 
que está todo prácticamente en Hélice Alfa con pequeños segmentos de 
conexión. Luego observamos el Modelo de Contorno de Superficie que 
ya hemos discutido. Después se muestra un Modelo de Cintas, pero marcando 
los restos laterales de algunos Aminoácidos. Y en el último diagrama se 
muestra el espacio que ocupan todos los átomos, sin estar mostrando la capa 
de solvatación.
 
Veremos que las proteínas se pliegan en DOMINIOS. ¿Qué son? Pare 
de la cadena polipeptídica plegada en forma tal que sigue siendo estable si es 
separada del resto de la cadena. 
Las cadenas polipeptídicas largas se pliegan en varios dominios.
¿Por qué surgió esto de los DOMINIOS? A medida que se está 
sintetizando la cadena peptídica, si la cadena peptídica se mantuviera sin 
plegar en el citoplasma de la célula, eso haría que la proteína no adopte su 
conformación nativa. En cambio, a medida que la proteína se va sintetizando, 
se va plegando. Eso hace que la proteína ya vaya adoptando la conformación 
nativa, y que no se malogre el plegamiento de la misma. Si la proteína no tiene
la conformación tridimensional óptima, la conformación nativa, no es funcional.
Entonces, ¿Para qué quiere la célula sintetizar algo que no le va a servir? Una 
forma de cuidar a la proteína que está produciendo, es hacerla plegaren el 
momento de la síntesis. 
En la naturaleza se encuentran dominios más o menos cada 100 
Aminoácidos. Una proteína muy chiquitita, está formada por un solo dominio. 
Pero proteínas más grandes, están formadas por más de un dominio. Por eso, 
más del 70% de las proteínas eucariotas son multidominio. 
Los DOMINIOS, habitualmente no son fáciles de distinguir del resto. Es 
decir, cuando uno ve la estructura de la proteína globular, la ve como una sola.
Salvo casos particulares, como el esquema de la página anterior, donde se 
pueden distinguir bien los dos dominios (azul y violeta). También se observa el 
segmento de conexión. Esto no es la regla, sino que es la excepción y tiene 
que ver con la función de esta proteína (es una de las proteínas que se une a la
miosina del músculo). Esta estructura también es típica de los factores de 
transcripción que se unen al ADN. Por eso tienen esa hendidura central. Sino, 
los dos dominios estarían pegados y no distinguiríamos dónde está un dominio 
y dónde está el otro. Cabe destacar entonces que en general, no se puede 
distinguir un dominio de otro viendo la representación de la molécula 
completa. Recordar también que cada dominio de la proteína puede 
tener una función distinta. 
En las proteínas hay estructuras que se repiten a menudo. Y eso se 
llaman MOTIVOS. La diferencia entre DOMINIO y MOTIVO, es que el 
DOMINIO es independiente per sé: es decir, si uno lo cortara del 
resto de la cadena, mantendrían su conformación. Los MOTIVOS 
no necesariamente son independientes. Es decir, si uno escinde 
el Motivo del resto de la cadena, no necesariamente se 
conservan esos motivos. 
Un MOTIVO muy estable es el del Barril Beta. Este motivo sí conserva 
su conformación si se lo corta del resto de la cadena. ¿Por qué? Si uno tiene la 
suficiente cantidad de Hoja Beta plegada, como eso se va torciendo, finalmente
se cierra. Si uno tiene el número crítico, pega la vuelta y termina cerrando la 
Hoja Beta torcida. A esa estructura se la llama Barril Beta. Esa estructura 
entonces es muy estable. Forma proteínas de membrana donde pueden pasar 
sustancias a través de su interior. 
Otro motivo común es el llamado β-α-β Loop. Esta estructura si se 
escinde del recto de la cadena, probablemente esos dos segmentos de cadena 
β se desarmen. La Hélice Alfa no porque está estabilizada internamente, lo que
la hace más estable. 
Entonces, un MOTIVO es un patrón de plegamiento que incluye dos o
más elementos de estructura secundaria conectados. Comprende un 
segmento corto de la proteína o la proteína entera (un ejemplo sería el Barril 
Beta, donde prácticamente toda la proteína forma parte de ese Barril Beta). Y 
como ya dijimos, el MOTIVO puede o no ser estable si es separado de la 
proteína. 
En cuanto a las RESTRICCIONES DE PLEGAMIENTO: la interacción 
hidrofóbica estabiliza las estructuras (los motivos). Entonces, para que los 
residuos queden enterrados es necesario un mínimo de dos capas de 
estructura secundaria. Por ejemplo, en el β-α-β Loop, las Cadenas Beta y la 
Hélice Alfa solamente se pueden vincular entre sí a través de interacciones 
hidrofóbicas. Porque las Cadenas Beta forman Puente de Hidrógeno entre sí, y 
la Hélice Alfa forma Puente de Hidrógeno para estabilizarse. Entonces, entre 
las estructuras β y α, lo único que va a haber es interacciones de cadenas 
laterales. En la Fibroína de Seda vimos lo mismo: Las Hojas Beta se forman por 
la interacción mediante puentes de hidrógeno de las Cadenas Beta, pero la 
interacción entre Hojas Beta se da a través de interacciones hidrofóbicas. 
Entonces, para que haya interacciones hidrofóbicas que estabilicen estas
estructuras, tiene que haber más de una capa. Si coexisten Hélices Alfa y Hojas
Beta, deben ubicarse en distintas capas ya que no pueden formar puente de 
hidrógeno entre ellas. 
Los segmentos contiguos se pueden encontrar cercanos en la estructura 
tridimensional (como es el caso de β-α-β Loop) o segmentos que estén alejados
en la estructura primaria de la proteína pueden resultar acercados (como el 
caso de la Fibroína de Seda). 
Recordamos algo que ya dijimos: la conformación β es más estable si los
segmentos individuales están ligeramente torsionados en sentido dextrógiro. 
Existen motivos que aparecen frecuentemente como el Barril α/β. Hay 
proteínas que son todo Alfa, otras que son todo Beta, otras que son Alfa y Beta 
entremezclados (α/β), y otras con segmentos Alfa y Beta separados (α+β).
¿Qué es la ESTRUCTURA CUATERNARIA de una proteína? Se da en 
el caso de proteínas grandes, complejas, que están formadas por distintas 
cadenas que se pliegan con su propia estructura tridimensional. Cada cadena 
tendrá su estructura terciaria, que llamaremos SUBUNIDAD. Esas subunidades
van a formar complejos. Esas subunidades pueden ser iguales o distintas. Si 
son distintas, pueden tener distintas funciones. Un ejemplo puede ser la 
subunidad catalítica y la subunidad regulatoria de una enzima alostérica.
De acuerdo a la cantidad de subunidades podemos hablar de 
multímetros (muchas subunidades), oligómeros (pocas subunidades) o 
protómero (una única subunidad). 
Como la ESTRUCTURA CUATERNARIA sirve para modular la actividad 
biológica de la proteína, si separamos a las subunidades, perdemos la función 
de la proteína.
Las fuerzas que mantienen unidas las subunidades entre sí, son 
interacciones débiles, por lo que se pueden separar fácilmente en el 
laboratorio. Lo que predomina en la interacción entre las subunidades es la 
interacción hidrofóbica. 
El ensamblado de los monómeros se realiza de forma espontánea, lo que
quiere decir que esa es la forma con menor energía libre. ¿Cómo “sabe” la 
proteína que necesita la otra parte? Se reconoce a las partes que la 
complementan y se asocian espontáneamente porque eso tiene una forma de 
menor energía. Entonces, el arreglo de subunidades da lugar a una estructura 
más estable. 
¿Qué ventajas tiene que una proteína tenga estructura cuaternaria? Por 
un lado, tenemos ventajas genéticas. Sintetizar una proteína tan grande, 
sería muy complicado para la célula. Con lo cual, gracias a la estructura 
cuaternaria, evitamos la construcción de grandes proteínas. Va de la mano de 
esto que los genes son más cortos (ventaja evolutiva). Son más fáciles de 
transcribir y traducir, por lo que se obtiene una respuesta más rápido. Además,
es más fácil corregir errores transcripcionales. 
En cuanto a las ventajas fisiológicas: es más fácil ejercer la regulación, 
que va a ser de tipo alostérica. Que se una un ligando a una subunidad y que 
eso implique un cambio conformacional en la otra subunidad, es más fácil que 
si es parte de la misma estructura. ¿Por qué? Porque las proteínas tienen pocas
conformaciones permitidas. Además, se modula la función por cambios 
conformacionales.
Se puede hablar de ejes de simetría y se puede hablar de distintas 
estructuras. En principio, en la SIMETRÍA CÍCLICA, tenemos dímeros, trímeros
o tetrámeros, incluso los tetrámeros se pueden asociar. Las estructuras de dos 
anillos superpuestos son muy comunes en proteínas complejas (ver esquema 
con fondo negro). La cantidad de arreglos posibles sería alrededor de 230, pero
como las proteínas son moléculas quirales, solamente hay alrededor de 65.
Otro tipo de simetría es la SIMETRÍA HELICOIDAL. Esto es 
característico de las cápsides virales y de los pilis bacterianos. También 
tenemos la SIMETRÍA ICOSAÉDRICA, que están presentes en cápsides 
virales. Estamos hablando de proteínas muy complejas.
Cuando hablamos del PLEGAMIENTO DE PROTEÍNAS nos referimos al 
proceso mediante el cual la cadena adquiere la estructura tridimensional 
adecuada para lograr el estado biológicamente activo. En el esquema de 
arriba, se observa el estado desplegado de la proteína y el estado plegado de 
la misma proteína en un modelo de cintas y un estado intermediario que se 
llama globo fundido. 
Para la década del 60 se aceptaba que si la proteína se desnaturalizaba perdíasu actividad y alpiste. Entonces uno cuando purificaba una proteína tenía que 
tener mucho cuidado de cuidarla para no perder la actividad biológica porque 
la proteína me sirve en tanto y en cuanto sea activa. Un investigador llamado 
Anfinsen, realizó un experimento en donde desnaturalizaba con bastante 
paciencia a una proteína (una enzima que es una ribonucleasa) con β-
Mercaptoetanol y Urea. Después de que tuviera a toda la proteína desplegada 
y viera que la proteína no tenía actividad catalítica, tuvo la paciencia de 
remover del medio el agente desnaturalizante (Urea) y el agente reductor (β-
ME). Se tomó una semana para hacer sucesivas diálisis, bajando 
gradualmente la concentración de estos agentes. ¿Qué es lo que logró 
Anfinsen? Logró tener nuevamente a la proteína activa. Eso, en ese 
momento era un hallazgo. ¿Era útil este hallazgo? Porque para la persona que 
iba a purificar proteínas, debería tener cuidado igualmente ya que renaturalizar
a la proteína no era una cosa sencilla. ¿Qué fue entonces lo más útil de este 
hallazgo? Que este experimento estaba hecho fuera de la célula, estaba hecho 
en un tubo de ensayo en condiciones diluidas. La conclusión fue: No 
necesitamos a la célula para plegar a la proteína, ésta tiene toda la 
información necesaria para hacerlo, no necesita de ayuda. Entonces, la 
conformación de una proteína, depende de su secuencia. Obviamente va a 
tender a adoptar la conformación termodinámicamente más 
estable. 
A Anfinsen, en la década del 70 (1972) le dieron el Premio Nobel por su 
contribución en los principios que gobiernan el plegamiento de las cadenas de 
proteínas. 
En la secuencia está la información necesaria para que la proteína se pliegue 
adecuadamente. Pero, Levinthal lo que dijo fue: supongamos si a una proteína
muy chiquita de alrededor de 100 Aminoácidos, le permitiéramos adoptar 
todas las conformaciones posibles hasta que llegue a la conformación más 
estable (nativa), teniendo en cuenta todas las rotaciones permitidas en torno a 
los enlaces simples, tardaría 1077 años en ensayar todas esas conformaciones 
posibles hasta llegar a su conformación nativa. Ese tiempo, es más que el 
tiempo de vida del Universo. La conclusión de esto es que DEBEN EXISTIR 
ATAJOS DE PLEGAMIENTO. 
Anfinsen había logrado llegar a la conformación nativa de la proteína con un 
experimento de una semana, y, sin embargo, en la célula la síntesis y el 
plegamiento de las proteínas tarda minutos. Entonces aparecieron modelos del
plegamiento. 
¿Cómo es que se gana ese tiempo para plegar la proteína? La primera 
propuesta fue el MODELO JERARQUIZADO. Las estructuras secundarias 
locales se formarían primero. ¿Por qué? Porque son plegamientos por 
proximidad. La formación de interacciones iónicas ayudarían en este proceso. 
Luego se formarían estructuras supersecundarias, o asociaciones de largo 
alcance. Obviamente que las proteínas sencillas (con interacciones de corto 
alcance) se plegarían más rápido. 
Después tenemos otro modelo que es el MODELO DEL 
COLAPSO HIDROFÓBICO O DE GLÓBULO FUNDIDO. Aquí, el
colapso espontáneo de la cadena peptídica, genera un estado compacto 
mediado por interacciones hidrofóbicas. Se propone la formación de un estado 
llamado “Glóbulo fundido”. Se sintetiza la proteína hacia el citoplasma de 
la célula, eso va a tender a plegarse espontáneamente y rápido, porque 
estamos exponiendo algo hidrofóbico en un medio acuoso. En ese estado de 
Glóbulo fundido, están presentes la mayor parte de la estructura secundaria 
del estado nativo, pero las cadenas internas aún son móviles. Mientras que los 
bucles de superficie aún no se han plegado y adoptan múltiples 
conformaciones. 
Resumiendo: hay un primer plegamiento que es bastante laxo y está 
dirigido por las interacciones hidrofóbicas, donde las estructuras se apartan del
agua y se asocian entre sí. Se formó ya la Hélice Alfa, pero no las otras 
estructuras. Y definitivamente no se formó todavía, todo lo que es de 
superficie. 
En este modelo entonces, se postula que el plegamiento no está 
termodinámicamente dirigido por la formación de la estructura secundaria. Hay
un cambio importante de energía libre cuando las cadenas laterales dejan de 
estar en contacto con el agua. El acercamiento de los residuos hidrofóbicos, 
obligan a la cadena peptídica a la formación de puentes de hidrógeno locales. 
Entonces, la formación de la estructura secundaria sería una consecuencia del 
colapso hidrofóbico y no la fuerza directriz del plegamiento. 
Entonces, lo que dice este modelo es que: contrariamente al primer 
modelo donde se postulaba que primero se formaba la estructura secundaria; 
el modelo del colapso hidrofóbico o glóbulo fundido, sostiene que la formación 
de la estructura secundaria es consecuencia del colapso hidrofóbico. Como 
está todo acercándose en el Glóbulo fundido, estoy obligando a que se formen 
las estructuras secundarias. 
Todo esto se representa con un embudo que se muestra en el primer 
esquema. Arriba de todo vemos todas las formas posibles de la cadena 
desplegada (la cadena desplegada puede adoptar múltiples conformaciones). 
El estado de Glóbulo fundido tiene unas pocas conformaciones. Mientras que la
estructura de la proteína nativa, tiende a única estructura. Este modelo es 
llamado “Modelo de Embudo”. 
Dijimos que la proteína se pliega dirigida por este colapso hidrofóbico, primero 
en una estructura más laxa, hasta que finalmente adquiere el plegamiento más
compacto. Puede ser que, en esa primera aproximación, se formen puentes 
disulfuro que no sean los correctos. Nosotros habíamos dicho que los puentes 
disulfuro eran muy necesarios, imprescindibles para estabilizar la estructura 
tridimensional de la proteína. ¿Qué pasa si los que se forman no son los 
adecuados? No vamos a poder llegar a la estructura de la proteína nativa. 
Entonces, existe una proteína llamada “Proteína Disulfuro Isomerasa” (PDI) que
cataliza el intercambio de los puentes disulfuro. Rompe puentes disulfuro en 
proteínas mal plegadas, y permite que la estructura de la proteína se 
reacomode (la conformación) y se formen los puentes disulfuro adecuados. 
Habíamos dicho que la Prolina podía aparecer en dos configuraciones 
posibles: cis o trans. 
En el enlace peptídico, todos los Aminoácidos aparecen en configuración 
TRANS. La Prolina, por sus características (Aminoácido rígido, etc.), puede 
soportar estar en configuración cis. Ahora bien: cuando se sintetiza la proteína,
todos los Aminoácidos entran en TRANS. Es decir, que, si por alguna razón la 
proteína está más cómoda con la Prolina en cis, una enzima rompe el enlace 
covalente y permite el cambio de configuración. Eso es lo que hace la 
Peptidil-prolil-cis-trans Isomerasa (PPI). 
Las chaperonas son asistentes del plegamiento. Dijimos que las proteínas se 
pueden plegar solas, tienen toda la información para hacerlo. De hecho, a 
medida que se va sintetizando, ya va viendo cómo ir plegándose para no estar 
expuesta al medio. En el esquema tenemos una proteína desplegada, 
parcialmente plegada y en su estructura nativa (totalmente plegada). La 
proteína desplegada o parcialmente plegada, pueden agregarse (forma 
pegotes y claramente en ese caso la proteína no me sirve). La interacción 
hidrofóbica en vez de darse para llevar a la forma nativa, se da para formar 
esos agregados. Entonces, hay proteínas que se llaman CHAPERONAS, que lo 
que hacen es: mantienen a la proteína desplegada unida por más tiempo, 
secuestran a la proteína desplegada para evitar que el equilibrio se desplace 
hacia la formación del agregado. Como se trata de equilibrios, cuando no haya 
proteína desplegada, la proteína desplegada unida a la chaperona se va a 
desprender y se va a poder plegar adecuadamente. Entonces, estas 
CHAPERONAS asisten en el plegamiento secuestrando proteína 
desplegada o parcialmente plegada.
Las CHAPERONINAS es un sistema parecido. El mejor caracterizado es el 
complejo GroEL/GroES de E. coli. Pero básicamente es unsistema donde para 
ser asistido en el plegamiento, la cadena desplegada tiene que entrar en la 
estructura de la chaperonina: son como dos cilindros con una tapa. Finalmente,
la proteína sale bien plegada.
La proteína se pliega correctamente en un entorno protegido, la tengo 
que encerrar en una cajita para que la proteína desplegada esté protegida del 
entorno y se pliegue correctamente. Esto, obviamente es con muchísimo gasto 
de energía, dice 7 ATPS etc. 
La conformación nativa no es una estructura única, sino que son 
ESTRUCTURAS DINÁMICAS. El estado plegado es flexible donde cada átomo 
se mueve. 
La forma de estudiar la estructura tridimensional de las proteínas es con 
cristalografía de rayos X, para ver la estructura central. Y la resonancia 
magnética nuclear (RMN), para ver movimientos finos. Entonces, si hay mucho 
movimiento, eso no se ve bien en la cristalografía de rayos X que necesita 
posiciones fijas. 
Puede haber cambios de orientación de restos laterales, movimiento de 
Loops, cambio de orientación de dominios o cambios en la estructura 
cuaternaria de una proteína. Para modular la actividad eso implica cambios 
conformacionales de una subunidad sobre otra, de un dominio sobre otro, etc. 
También puede haber cambios conformacionales más importantes 
relacionados con distintos estados funcionales de la molécula.
El primer embudo, es el que discutimos antes, donde en el ápice 
teníamos a las proteínas en estado desplegado, luego la formación de 
intermediarios y por último (en el punto más bajo) la formación del estado 
nativo. Ahora vemos que también aparecen los agregados. O mucho más abajo
aparecen las fibras amiloides.
A veces puede aparecer el plegamiento incorrecto de las proteínas. ¿qué 
quiere decir eso? Que una proteína que tiene una estructura y una función, por 
alguna razón toma otra conformación que le es permitida (Molten globule). 
Pero en esa conformación, por alguna razón se asocian de otras formas que 
resultan tóxicas. Esto es característico de enfermedades amiloides como el 
Alzheimer, Huntington y el Parkinson. 
En la enfermedad de la vaca loca (enfermedad priónica) sucede algo parecido, 
donde una proteína con una conformación anómala, induce el cambio de 
conformación de otras proteínas. Se lo llamó “Encefalopatía espongiforme” 
porque los cortes de cerebro parecían una esponja. En la imagen se muestran 
los agujeros formados por células que han muerto producto del cambio de 
conformación de la proteína.
Hasta ahora hablamos de Proteínas que solamente están formadas por 
Aminoácidos. Algunas proteínas funcionan solamente con su secuencia de 
Aminoácidos, pero otras proteínas se asocian con distintas moléculas no 
proteicas para ejercer su función. Esas moléculas pueden ser macromoléculas, 
o moléculas pequeñas: iones metálicos, moléculas orgánicas pequeñas, etc. 
Entonces hablamos de PROTEÍNAS CONJUGADAS, que también llamamos 
“Holoproteína”. La porción polipeptídica la llamamos “Apoproteína” y a 
los componentes no proteicos “Grupos Prostéticos”, que puede estar 
unido por uniones covalentes o por uniones débiles. 
Hablamos de “Cofactor enzimático” si se trata de un ion metálico no 
proteico. O de “Coenzima” si estamos hablando de una molécula orgánica que 
deriva de vitaminas. En todos los casos, son grupos prostéticos, pero en el caso
de las enzimas reciben nombres particulares.
Si hay lípidos modificando a una proteína, hablamos de Lipoproteínas; si son 
hidratos de carbono, hablamos de glicoproteínas; grupos fosfato, son 
fosfoproteínas; grupo hemo, son hemoproteínas; nucleótidos de flavina, son 
flavoproteínas; iones metálicos, son metaloproteínas.
Los Hidratos de Carbono se pueden unir a las proteínas a residuos, a 
través de hidroxilos o del nitrógeno de la Asparagina. Entonces podemos 
hablar de O-glicosilación, o de N-glicosilación. 
La O-glicosilación es a residuos de Serina y Treonina (o 
eventualmente Hidroxilisina e Hidroxiprolina. Son sitios potenciales, pero no 
son Aminoácidos frecuentes). La glicosilación en Asparagina (N-
glicosilación), tiene una función importante en el plegamiento de la proteína 
durante la síntesis de la proteína, y por eso está mucho mejor caracterizada. 
Existe una secuencia específica de X-Asparagina-X-Treonina (siendo X 
cualquier Aminoácido) que la podemos reconocer si la vemos como una 
potencial secuencia de N-glicosilación. En general, las proteínas glicosiladas 
son proteínas que van a ir hacia fuera de la célula. Dentro de la célula, en 
general, no hay proteínas glicosiladas, pero sí ubicadas en el lado extracelular 
o en proteínas de exportación, de secreción.
Aunque existen más de 100 Monosacáridos, solamente 9 Monosacáridos 
aparecen regularmente en las glicoproteínas.
Se encontró que hay proteínas que no tienen una estructura definida o que 
tienen segmentos sin estructura definida (no es el caso de los bucles porque sí 
tienen una estructura definida aunque varíe para cada proteína y no sea 
regular: porque poseen una estructura definida en una proteína). Un ejemplo 
que figura en el esquema es el receptor para la Hormona de Crecimiento (GH). 
Es un dímero que estaba muy bien caracterizado el dominio extracelular que 
interacciona con el ligando, el dominio transmembrana, pero se sabía muy 
poco del dominio citoplasmático. Se descubrió que en realidad el dominio 
citoplasmático no tiene estructura definida. Como para mediar la traducción de
señales, tienen que estar interactuando con muchos mediadores celular y 
rápido, una conformación única lo hacía más rígido y menos fácil de interactuar
con otras cosas. Entonces se vio que hay muchas proteínas que tienen zonas 
que no tienen una estructura secundaria definida. A eso de lo llamó 
“PROTEÍNAS INTRÍNSECAMENTE DESESTRUCTURADAS”.