INTRODUCCIÓNEstructura tridimensional de la hemoglobina. La animación corresponde a la transición conformacional entre las formas oxigenada y desoxigenada. Las proteínas son macromoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. El nombre proteína proviene de la palabra griega πρώτα ("prota"), que significa "lo primero" o del dios Proteo, por la cantidad de formas que pueden tomar. Las proteínas desempeñan un papel fundamental en los seres vivos y son las biomoléculas más versátiles y más diversas. Realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las que destacan: estructural (colágeno y queratina), reguladora (insulina y hormona del crecimiento), transportadora (hemoglobina), defensiva (anticuerpos), enzimática, contráctil (actina y miosina). Las proteínas de todo ser vivo están determinadas mayoritariamente por su genética (con excepción de algunos péptidos antimicrobianos de síntesis no ribosomal), es decir, la información genética determina en gran medida qué proteínas tiene una célula, un tejido y un organismo. Las proteínas se sintetizan dependiendo de cómo se encuentren regulados los genes que las codifican. Por lo tanto, son susceptibles a señales o factores externos. El conjunto de las proteínas expresadas en una circunstancia determinada es denominado proteoma. MARCO TEÓRICO Proteína Estructura tridimensional de la hemoglobina. Características Las proteínas son macromoléculas; son biopolímeros, es decir, están constituidas por gran número de unidades estructurales simples repetitivas (monómeros). Debido a su gran tamaño, cuando estas moléculas se dispersan en un disolvente adecuado, forman siempre dispersiones coloidales, con características que las diferencian de las disoluciones de moléculas más pequeñas. Por hidrólisis, las moléculas de proteína se escinden en numerosos compuestos relativamente simples, de masa pequeña, que son las unidades fundamentales constituyentes de la macromolécula. Estas unidades son los aminoácidos, de los cuales existen veinte especies diferentes y que se unen entre sí mediante enlaces peptídicos. Cientos y miles de estos aminoácidos pueden participar en la formación de la gran molécula polimérica de una proteína. Todas las proteínas tienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno y casi todas poseen también azufre. Si bien hay ligeras variaciones en diferentes proteínas, el contenido de nitrógeno representa, por término medio, 16% de la masa total de la molécula; es decir, cada 6,25 g de proteína contienen 1 g de N. El factor 6,25 se utiliza para estimar la cantidad de proteína existente en una muestra a partir de la medición de N de la misma. La síntesis proteica es un proceso complejo cumplido por las células según las directrices de la información suministrada por los genes. Las proteínas son largas cadenas de aminoácidos unidas por enlaces peptídicos entre el grupo carboxilo (-COOH) y el grupo amino (-NH 2) de residuos de aminoácido adyacentes. La secuencia de aminoácidos en una el colágeno. Para el estudio de la estructura es frecuente considerar una división en cuatro niveles de organización. o como parte de mecanismos de control. la actina y la miosina. los residuos en una proteína sufren a veces modificaciones químicas en la modificación postraduccional: antes de que la proteína sea funcional en la célula. encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes extraños. Estructura Es la manera como se organiza una proteína para adquirir cierta forma. Estructura cuaternaria. la hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre. pH. o Nivel de dominio. Estructura terciaria. integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén. catalizadores de reacciones químicas en organismos vivientes. a menudo asociándose para formar complejos proteicos estables. reguladores de actividades celulares. Funciones Las proteínas ocupan un lugar de máxima importancia entre las moléculas constituyentes de los seres vivos (biomoléculas). aunque el cuarto no siempre está presente. responsables finales del acortamiento del músculo durante la contracción. Las proteínas también pueden trabajar juntas para cumplir una función particular. Bastan algunos ejemplos para dar idea de la variedad y trascendencia de las funciones que desempeñan.proteína está codificada en su gen (una porción de ADN) mediante el código genético. los anticuerpos. La función depende de la conformación y ésta viene determinada por la secuencia de aminoácidos. Estructura secundaria. Presentan una disposición característica en condiciones fisiológicas. Son proteínas: casi todas las enzimas. etc. los receptores de las células. Conformaciones o niveles estructurales de la disposición tridimensional: Estructura primaria. proceso denominado desnaturalización. . pero si se cambian estas condiciones como temperatura. pierde la conformación y su función. a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuesta determinada. Aunque este código genético especifica los 20 aminoácidos "estándar" más la selenocisteína y —en ciertos Archaea— la pirrolisina. Prácticamente todos los procesos biológicos dependen de la presencia o la actividad de este tipo de moléculas. muchas hormonas. Si se aumenta la temperatura y el pH. la solubilidad de las proteínas puede verse reducida hasta el . es decir. Capacidad electrolítica: Se determina a través de la electroforesis. se pierde la solubilidad. Propiedades de las proteínas Solubilidad: Se mantiene siempre y cuando los enlaces fuertes y débiles estén presentes. Desnaturalización Si en una disolución de proteínas se producen cambios de pH.A partir del nivel de dominio sólo las hay globulares. pueden comportarse como ácidos (aceptando electrones) o como bases (donando electrones). técnica analítica en la cual si las proteínas se trasladan al polo positivo es porque su molécula tiene carga negativa y viceversa. Amortiguador de pH (conocido como efecto tampón): Actúan como amortiguadores de pH debido a su carácter anfótero. agitación molecular o variaciones bruscas de temperatura. alteraciones en la concentración. Especificidad: Cada proteína tiene una función específica que está determinada por su estructura primaria. La mayoría de las enzimas. sus propiedades biocatalizadores desaparecen al alterarse el centro activo. De este modo. anticuerpos. puede darse el caso de que la proteína recupere la conformación primitiva. algunas hormonas y proteínas de transporte. Ejemplos de desnaturalización son la leche cortada como consecuencia de la desnaturalización de la caseína. Algunos ejemplos de estas son queratina. Esta variación de la conformación se denomina desnaturalización. Mixtas: posee una parte fibrilar (comúnmente en el centro de la proteína) y otra parte globular (en los extremos). Según su composición química Simples: su hidrólisis sólo produce aminoácidos. la capa de moléculas de agua no recubre completamente a las moléculas proteicas. La desnaturalización no afecta a los enlaces peptídicos: al volver a las condiciones normales. son ejemplos de proteínas globulares. lo que se denomina renaturalización.punto de producirse su precipitación.1 Clasificación Según su forma Fibrosas: presentan cadenas polipeptídicas largas y una estructura secundaria atípica. en resumen. las cuales tienden a unirse entre sí dando lugar a grandes partículas que precipitan. . Globulares: se caracterizan por doblar sus cadenas en una forma esférica apretada o compacta dejando grupos hidrófobos hacia adentro de la proteína y grupos hidrófilos hacia afuera. Conjugadas o heteroproteínas: su hidrólisis produce aminoácidos y otras sustancias no proteicas llamadas grupo prostético. Las proteínas que se hallan en ese estado no pueden llevar a cabo la actividad para la que fueron diseñadas. Ejemplos de estas son la insulina y el colágeno (globulares y fibrosas). lo que hace que sean solubles en disolventes polares como el agua. Esto se debe a que los enlaces que mantienen la conformación globular se rompen y la proteína adopta la conformación filamentosa. la precipitación de la clara de huevo al desnaturalizarse la ovoalbúmina por efecto del calor o la fijación de un peinado del cabello por efecto de calor sobre las queratinas del pelo. colágeno y fibrina. Además. no son funcionales. Son insolubles en agua y en disoluciones acuosas. De esta manera la clara de huevo representa aproximadamente una solución al 10% de proteína. Filtrar la solución de albúmina a través de un papel filtro. Filtrar la solución de albúmina a través de una gasa doble. La solución transparente filtrada contiene básicamente albúmina de los granos de trigo. REACCIONES DE PRECIPITACION DE PROTEINAS . En el precipitado queda la globulina del huevo. Solución diluida de albúmina de huevo La clara de un huevo de gallina. el resto corresponde a proteínas. en promedio. Albúmina vegetal Mezclar 25g de harina de trigo con 100mL de agua destilada. Proteínas de la leche A 50mL de leche fresca de establo. 1% de carbohidratos y 0. la solución diluida obtenida de albúmina de huevo será aproximadamente de 0. Considerando que la masa de la clara de huevo. después de separarla de la yema.5% de sustancias minerales. se obtiene cerca de 100mL de solución no diluida de clara de huevo. Agitar la mezcla durante una hora con la ayuda de un agitador magnético. Centrifugar la suspensión y luego filtrar el líquido sobrenadante a través de un papel filtro. es igual a 33g. añadir 80 a 100mL de solución de NaCl al 10% y dejar reposar la mezcla por 15 a 20 minutos agitando frecuentemente.5%. añadir un volumen igual de solución saturada de sulfato de amonio. se bate bien y luego se mezcla (con agitación) en un matraz con un volumen de agua destilada 10 veces mayor. Filtrar el liquido rojo a través de un papel filtro o de una gasa doble. Proteínas de la carne Colocar en un vaso 40 – 50g de carne molida desgrasada. Se forma un precipitado de globulina y caseína. un pedazo de algodón o un pedazo de tela previamente remojado en agua y colocarlas sobre el embudo. Esta solución contiene 87% de agua.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL PREPARACION DE SOLUCIONES PROTEICAS PARA LA EJECUCION DE REACCIONES CUALITATIVAS Proteína no diluida del huevo de gallina Separar la clara de la yema de tres huevos frescos de gallina. Esta solución contiene fundamentalmente albúmina muscular y globulina. Considerando que la concentración de albúmina en la clara de huevo constituye cerca del 6%. REACTIVOS Sulfato de Amonio Ácido Acético (1%. Una parte del filtrado se lleva a ebullición. Papel filtro. . Vasos de Precipitado. Cocinilla Eléctrica. aparecerá un precipitado. SEDIMENTACION DE PROTEINAS CON SULFATO DE AMONIO En tubos de ensayo colocar 2mL de las soluciones proteicas preparadas y agregarle un volumen igual de sulfato de amonio (solución saturada) y agitar. Agitador magnético. 10% y concentrado) Cloruro de Sodio (saturado) Hidróxido de Sodio (10%) Ácido Nítrico (concentrado) Ácido Sulfúrico (concentrado) Ácido Tricloroacético (5%) Ácido Sulfosalicílico (20%) Sulfato de Cobre (5%) Acetato de Plomo (5%) Ácido Clorhídrico (5%) MATERIALES Tubos de ensayo. Algodón Bagueta. Probetas. a la otra parte se le agrega un exceso de sulfato de amonio sólido hasta que no se produzca precipitación. este se filtra y el filtrado se separa en dos. se les agrega lentamente y con agitación a uno de los tubos una solución de sulfato de cobre y al otro una solución de acetato de plomo.5mL de acido acético al 10% y algunas gotas de solución saturada de NaCl y se calienta observándose un precipitado. . al primero se le somete a calentamiento. se agregan cuidadosamente 0. en este caso no se observara precipitado. PRECIPITACION DE PROTEINAS CON ACIDOS ORGANICOS En dos tubos se colocan 2mL de solución proteica. En ambos se produce una precipitación. Al quinto tubo se le agrega 0. al primero se le agrega unas gotas de acido tricloroacetico al 5% y al otro varias gotas de acido sulfosalicilico al 20% observándose la formación de precipitados.COAGULACION DE PROTEINAS POR CALENTAMIENTO Se colocan 2mL de las soluciones proteicas en 5 tubos. PRECIPITACION DE PROTEINAS CON METALES PESADOS En dos tubos de ensayo se colocan 2mL de las soluciones proteicas.5mL de acido acético al 10% y se calienta. de tal manera no se mezcle con el acido concentrado. en la zona de contacto se forma un precipitado de proteína blanco amorfo. PRECIPITACION DE PROTEINAS CON ACIDOS CONCENTRADOS En tres tubos de ensayo secos se colocan 2mL de acido nítrico. Al cuarto tubo se le agrega 0.5mL de NaOH y se calienta no formándose ningún precipitado. El tercer tubo se le agrega 0. se observa la formación de un precipitado antes de que el liquido hierva. Al segundo se le agrega una gota de acido acético al 1% y se calienta produciendo también un precipitado. sulfúrico y clorhídrico concentrados.5mL de la solución proteica. Luego. después de inclinar los tubos con los ácidos concentrados. la leche y la harina. Se observó en función a la cantidad de proteínas globulares en el huevo. siendo esta ultima la que tiene menor cantidad de este tipo de proteínas. También se vio el efecto de la concentración de la sal sobre la precipitación de las proteínas. las primeras proteínas en precipitar son las globulinas Para las proteínas filtradas después de la precipitación se observó la reversibilidad de la desnaturalización usando sales neutras y comparándola con la desnaturalización por calentamiento el cual es un proceso irreversible. La cantidad del precipitado depende de la cantidad y del tipo de proteína globular que presenta así como de la concentración de la sal usada. con esta sal precipitan todas las soluciones proteicas.El precipitado es la sedimentación de las “globulina” las cuales precipitan con una semi-saturación de la sal de sulfato de amonio.DISCUSIÓN DE RESULTADOS SEDIMENTACION DE PROTEINAS CON SULFATO DE AMONIO Cuando se le agrega una solución saturada de sulfato de amonio las globulinas presentes precipitan. que le huevo tiene mayor cantidad de proteínas globulares en comparación con la leche y la harina. Se observo la precipitación de las proteínas por efecto de una sal neutra (sulfato de amonio). llegando a la conclusión que las albúminas necesitan una concentración mayor de sal (sulfato de amonio) para precipitar en comparación con las globulinas. Así pues con sales semi-saturadas o saturadas. Precipitación por calentamiento Precipitación con exceso de sulfato de amonio . observando. Comparación en harina de trigo albúmina vs. globulina Comparación en la leche albúmina vs. globulina Comparación en el huevo albúmina vs. globulina COAGULACION DE PROTEINAS POR CALENTAMIENTO . en un medio neutro y fuertemente acido la precipitación es mas abundante. por el contrario en medio alcalino la precipitación no se produce. cercano al punto isoeléctrico. esta precipitación es mas completa y fácil en medio débilmente acido. Para la harina de trigo La figura muestra los tres primeros ensayos En la figura se muestran los 2 últimos ensayos Para la muestra de leche La figura muestra los tres primeros ensayos . En general las proteínas precipitan por calentamiento. un aumento de la temperatura destruye las interacciones débiles y desorganiza la estructura de la proteína. de forma que el interior hidrófobo interacciona con el medio acuoso y se produce la agregación y precipitación de la proteína desnaturalizada. Asimismo. y se desnaturalizan.Cuando la temperatura es elevada aumenta la energía cinética de las moléculas con lo que se desorganiza la envoltura acuosa de las proteínas. En la figura se muestran los 2 últimos ensayos Para la proteína del huevo La figura muestra los tres primeros ensayos En la figura se muestran los 2 últimos ensayos . PRECIPITACION DE PROTEINAS CON ACIDOS CONCENTRADOS Para el caso de la harina de trigo Para el caso del huevo Para el caso de la leche . Con esto se destruye la estructura de la proteína permitiendo que ésta precipite. sustituyéndolo con grupos hidroxilo y dando como resultado proteínas desaminadas. esto evidencia la desnaturalización de la proteína la cual se ve precipitada por acción del acido al alterar el pH de su estado nativo. Proteína del huevo al lado izquierdo y proteína de la harina de trigo al lado derecho. PRECIPITACION DE PROTEINAS CON ÁCIDOS ORGÁNICOS La precipitación con ácidos orgánicos débiles se da por la capacidad de estos ácidos de neutralizar la carga de la proteína además hay diferente solubilidad de las proteínas en solución acuosa a solventes orgánicos como ácido tricloroacético y el ácido sulfosalicílico estos disminuyen constante dieléctrica del medio aumentando la atracción entre moléculas cargadas y disminuyendo su interacción con el agua haciendo que la solubilidad de la proteína disminuya: los grupos hidrofóbicos son “protegidos” por solvente y grupos iónicos son dominantes provocando la desnaturalización la perdida de actividad de la proteína y la precipitación de la misma. esta desnaturalización es irreversible debido a que los ácidos minerales son agentes fuertemente deshidratantes. En el caso de la adición de ácido nítrico los grupos amino libres de las proteínas reaccionan con el ácido nítrico liberando nitrógeno. . El ácido sulfúrico es un ácido fuerte y al disminuir el pH de la solución se forman grupos protonados y por lo tanto con cargas que ocasionan repulsión entre varias partes de la proteína de manera que ésta pierde su estructura.Podemos observar de las imágenes la formación de un precipitado blanco en la interfase entre la solución del ácido y la solución de la proteína. lo que produce una alteración en la estructura tridimensional de la proteína e incluso su destrucción. Al usar el ácido sulfúrico se debe de tener mucho cuidado ya que este ácido deshidrata fuerte y rápidamente a la proteína no pudiendo observarse la formación del precipitado blanco. Cu. Hg) con los grupos funcionales de los radicales laterales de los restos de los aminoácidos. Al añadir un exceso de metales pesados se produce la disolución del precipitado formado inicialmente debido a la absorción del ión metálico y la adquisición de una carga positiva de la molécula proteica. Precipitado de color celeste con sulfato de cobre. Este proceso se justifica en un fenómeno de absorción del metal de transición a la superficie de la molécula proteica formando durante la solvatación de esta una doble capa eléctrica y transfiriendo de esta manera la carga eléctrica desde el metal a la molécula proteica. . Zn.Proteina de la leche PRECIPITACION DE PROTEINAS CON METALES PESADOS Este método de desnaturalización se basa en la unión de la molécula proteica de los cationes de metales pesados (Pb. Estos cationes por efecto de la fuerza iónica destruyen la estructura espacial de la proteína y la precipitan. Precipitado blanco con acetato de plomo . Ademas las proteínas solubles pueden precipitarse con una concentración mayor de la misma sal.CONCLUSIONES Las globulinas son proteínas insolubles a bajas concentraciones de sales las albúminas son solubles a estas condiciones pero al aumentar la concentración de la sal se vuelven insolubles. proteínas precipitadas pueden regresar a su estado nativo por redisolución. Existe una diferente sensibilidad de las proteínas al calor. Después de la adición de sal. La sal retira la capa de moléculas de agua que rodea a la superficie de la proteína. La solubilidad depende del pH. no tiene efecto sobre la estructura de las proteínas. muy pura. solventes orgánicos miscibles. La Proteína precipitada es “salted out”. un solvente acuoso puede manipularse para alterar solubilidad de las proteínas de interés: fuerza iónica. La solubilidad de la proteína disminuye los grupos hidrofóbicos son “protegidos” por el solvente y grupos iónicos son dominantes. otros solutos. los grupos hidrofóbicos permiten que la proteína se agregue y precipite. La distribución de residuos hidrofóbicos e hidrofílicos en la superficie de la proteína determina solubilidad. . Diferente solubilidad de las proteínas en ácidos minerales y en ácidos orgánicos. Los ácidos orgánicos disminuye constante dieléctrica del medio y aumentan la atracción entre moléculas cargadas disminuyendo su interacción con el agua. Sal más comúnmente usada: sulfato de amonio esta es altamente soluble en agua. Seria bueno determinar a que temperatura se desnaturalizan las proteínas (pérdida de actividad). pH. barata. htm http://www.shtml http://www.wikipedia.ehu.aula21.monografias.net/Nutriweb/proteinas.htm .org/wiki/Prote%C3%ADna http://www.BIBLIOGRAFIA http://es.com/trabajos15/proteinas/proteinas.es/biomoleculas/proteinas/desnaturalizacion. el pH y la fuerza iónica. quimico los fenomenos de La desnaturalización consiste en descenso de la solubilidad y de la actividad biológica de la molécula protéica debido a una fluctuación muy limitada de la temperatura. que la secuencia de los aminoácidos en la cadena polipétidica contiene la información requerida para especificar su conformación plegada nativa. Por tanto a medida que aumenta la fuerza iónica (aumento de la concentración de la sal) la solubilidad de la proteina comienza a disminuir llegando a un punto incluso en el que la proteina pueda estar casi completamente precipitada. ¿Por qué precipitan las proteinas por acción de los metales pesados? Este proceso se justifica en un fenómeno particular de la adsorción del metal (La quimisorción) sucede cuando un enlace químico entre los restos de la proteína desnaturalizada y el metal. A menudo hay un paralelismo con las situaciones encontradas en química de coordinación. el efecto de la prescipitación por sales o precipitación por salado esta dado por el cambio de tendencia a la ionización de los grupos R disociables de la proteína. . sin perder sus propiedades caracterísiticas y sin desarrollar una actividad biólogica que no se hallase ya presente en la molécula original. ocurre un intercambio de electrones formando un enlace definido esto es producto de formación durante la solvatación de una doble capa eléctrica y transfiriendo de esta manera la densidad eléctrica desde el metal a la molécula proteica. la cual constituye una medida de la actividad asi como del número de cargas positivas y negativas aportados por la sal (cationes y aniones). La desnaturalización consiste en el cambio de la conformación espacial (Estereoquímica) de la estructura nativa plegada característica de las cadenas polipetídicas originando una conformación de cadena libremente ondulada. El grado de intercambio y lo simétrico que sea dependen de los materiales involucrados. indicando. ¿Cómo influyen las sales diluidas y concentradas sobre la solubilidad de las proteinas? La concentración de una sal esta estrechamente relacionada con la fuerza iónica de este. La renaturalización es el proceso en el que estructura proteica desnaturalizada regresa a su forma nativa .CUESTIONARIO Explicar desde el punto de vista desnaturalizacion y renaturalizacion.