Fundamentos Químicos de los Aminoácidos: Estructura y Propiedades

1. Aminoácidos

Los aminoácidos son los monómeros o bloques fundamentales de las proteínas. Intervienen en la estructura celular, la síntesis de neurotransmisores, la producción de hormonas y la generación de energía.

Estructura Molecular General (L-α-aminoácidos)

Se organizan alrededor de un átomo central y cuatro componentes principales:

• Carbono Alfa (α): Átomo central y punto de anclaje de los demás componentes.
• Grupo Amino (-NH₂ o -NH₃⁺): De carácter básico. A pH fisiológico (~7.4) acepta un protón y adquiere carga positiva.
• Grupo Carboxilo (-COOH o -COO⁻): De carácter ácido. A pH fisiológico libera su protón y adquiere carga negativa.
• Cadena Lateral o Grupo R: Variable y único para cada uno de los 20 aminoácidos. Determina la identidad, reactividad y propiedades físicas (hidrofóbico, hidrofílico, ácido, básico o neutro).

Propiedades Químicas y Físicas

• Solubilidad: Presentan alta polaridad; son solubles en agua y solventes polares, e insolubles en solventes orgánicos no polares (éter, cloroformo, benceno).
• Elevado Punto de Fusión: Generalmente por encima de los 200 °C debido a las fuertes fuerzas iónicas de sus extremos cargados.
• Sabor (Organolépticas): Depende del grupo R. Pueden ser dulces (glicina, alanina), insípidos o amargos/fuertes (leucina).
• Comportamiento Anfótero: Capacidad de actuar como ácidos o bases para responder al pH del medio.
• Zwitterión (Ion Dipolar): En solución acuosa a pH neutro o fisiológico, ocurre una transferencia intramolecular de protones. El carboxilo queda como -COO⁻ y el amino como -NH₃⁺, resultando en una carga neta de cero (0). Estructura: H₃N⁺-CH(R)-COO⁻.

Variación de carga según el pH

• Medio muy ácido (pH bajo): Capta protones (actúa como base/catión). Carga neta positiva (+) por la forma -COOH y -NH₃⁺.
• Medio neutro: Forma dipolar equilibrada (zwitterión). Carga neta cero (0).
• Medio muy básico (pH alto): Libera protones (actúa como ácido/anión). Carga neta negativa (-) por la forma -COO⁻ y -NH₂.

Importancia Fisiológica (Sistema Buffer)

Funcionan como amortiguadores para estabilizar el pH de los fluidos biológicos (ej. pH sanguíneo entre 7.35 y 7.45) y prevenir la desnaturalización de enzimas.