Solubilidad, desnaturalización y especificidad de las proteínas

Resumen

El texto explica tres propiedades fundamentales de las proteínas: su solubilidad en agua, según la presencia de radicales hidrófilos o hidrófobos, y los factores que la alteran; la desnaturalización, la pérdida de su conformación por cambios de pH, salinidad o temperatura; y la especificidad, tanto de función como de especie. Con él se comprenden las causas de la precipitación proteica y el carácter de los procesos de desnaturalización y renaturalización.

Puntos clave

Las proteínas con radicales hidrófilos son solubles en agua; si predominan los hidrófobos, son poco o nada solubles.
Las proteínas solubles forman dispersiones coloidales, rodeadas de una capa de solvatación de moléculas de agua.
La pérdida de la capa de solvatación, por ejemplo por iones que compiten con las cargas de los aminoácidos, provoca la precipitación.
La desnaturalización es la pérdida de la conformación natural de la proteína por factores químicos (pH, concentración salina) o físicos (temperatura, presión).
Si la desnaturalización es de escasa intensidad o duración puede ser reversible (renaturalización); habitualmente es irreversible.
La especificidad de las proteínas se da en función (cada proteína cumple una función concreta) y en especie (cada especie, e incluso cada individuo, tiene proteínas exclusivas, reflejo de sus genes).

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Solubilidad

Los radicales de los aminoácidos permiten a las proteínas interaccionar con el agua. Si abundan radicales hidrófobos, la proteína será poco o nada soluble en agua; si predominan los radicales hidrófilos, la proteína será soluble.

Las proteínas solubles en agua, al ser macromoléculas, no forman verdaderas disoluciones, sino dispersiones coloidales. Cada macromolécula proteica queda rodeada de moléculas de agua, evitando el contacto con otras proteínas y, por tanto, impidiendo la precipitación.

Si la capa de solvatación se pierde, las proteínas se unen entre sí formando un agregado insoluble que precipita. Esto ocurre cuando hay iones en la disolución que compiten con las cargas de los aminoácidos para unirse a las moléculas de agua de dicha capa.

Desnaturalización

La conformación de una proteína depende del pH, de la concentración salina (factores químicos) y de la temperatura o cambios de presión (factores físicos) del medio. Al alterar estas condiciones, la estructura de la proteína puede modificarse; esta pérdida de la conformación estructural natural se denomina desnaturalización.

Factores químicos: Producen cambios en las interacciones electrostáticas entre las cargas de los radicales de los aminoácidos.
Factores físicos: Pueden romper puentes de hidrógeno o facilitar su formación.

Si la acción de los factores responsables ha sido de escasa intensidad o duración, el proceso puede ser reversible y se denomina renaturalización. Sin embargo, habitualmente la desnaturalización es un proceso irreversible.

Especificidad

La especificidad de las proteínas es una propiedad que afecta a dos niveles:

Especificidad de función: Las proteínas tienen una función determinada y concreta, altamente específica, lo que explica que un organismo posea una gran variedad de proteínas para cada proceso biológico.
Especificidad de especie: Hace referencia a la síntesis de proteínas exclusivas de cada especie, e incluso de cada individuo, ya que son un reflejo directo de los genes del ADN.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la desnaturalización de las proteínas?

Es la pérdida de la conformación estructural natural de una proteína debida a cambios en el pH, la concentración salina, la temperatura o la presión del medio. Habitualmente es un proceso irreversible.

¿Por qué precipitan algunas proteínas?

Precipitan cuando pierden su capa de solvatación, por ejemplo cuando iones de la disolución compiten con las cargas de los aminoácidos por las moléculas de agua. Entonces las proteínas se unen entre sí formando un agregado insoluble.

¿Qué diferencia hay entre desnaturalización y renaturalización?

La renaturalización es la recuperación de la conformación natural cuando la acción de los factores ha sido de escasa intensidad o duración. La desnaturalización es la pérdida de esa conformación, que suele ser irreversible.