I. MARCO TEORICO

Hidrólisis de Proteínas

La hidrólisis de proteínas es   la  ruptura de  la estructura primaria,  es  decir   la  ruptura de  la secuencia de una proteína.

La hidrólisis de las proteínas termina por fragmentar las proteínas en aminoácidos.

Existen 3 tipos de hidrólisis:

Hidrólisis ácida:   Se  basa  en   la  ebullición  prolongada  de   la proteína con  soluciones ácidas   fuertes   (HCl  y  H2SO4).  Este  método destruye completamente  el   triptófano y parte de la serina y la treonina.

Hidrólisis básica: Respeta los aminoácidos que se destruyen por la hidrólisis anterior, pero con gran facilidad, forma racematos. Normalmente se utiliza (NaOH e BaOH).

Hidrólisis enzimática:   Se   utilizan enzimas proteolíticas cuya   actividad   es   lenta   y   a menudo incompleta, sin embargo no se produce racemización y no se destruyen los aminoácidos; por lo tanto es muy específica.

De acuerdo con su morfologia y solubilidad:

Proteínas fibrosas:  Son insolubles en agua, presentan formas moleculares alargadas, con un número variado de cadenas polipeptídicas que constituyen fibras resistentes, con  cierto  grado  de  elasticidad,   fragilidad  o  ductilidad.   Funcionan   como proteínas estructurales   o   de   soporte.   Las  más   comunes   son:   Elastina,   Colágeno,  Queratina, Fibrina, etc.

Proteínas Globulares: Tienden a ser más solubles en agua, debido a que su superficie es polar. Sin embargo, pueden presentar mayor solubilidad en otros solventes como soluciones salinas, ácidos o bases diluidas o alcohol. Su estructura es compacta con formas casi esféricas. La mayoría de las proteínas conocidas son globulares, dentro de las que se consideran todas las enzimas, las proteínas del plasma y las presentes en las membranas celulares. A su vez las proteínas globulares se pueden clasificar de acuerdo con su solubilidad:

o Albúminas:  Proteínas fácilmente solubles en agua, que coagulan con el calor y precipitan con las soluciones salinas saturadas. Por ejemplo, la Lactoalbúmina, albúmina del suero, la ovoalbúmina (presente en la clara del huevo).

o Globulinas:  Escasamente   solubles   en   agua   pura,   pero   solubles   en soluciones   salinas   diluidas   como   cloruro   de   sodio,   entre   ellas   se encuentran   las   seroglobulinas   (sangre),   ovoglobulina, inmunoglobulinas, etc.

o Glutelinas: Solubles en ácidos y bases diluidos, insolubles en solventes neutros. Ejemplo: La Glutenina del trigo.

o Prolaminas:  Solubles  en  alcohol  del  70  al  80%,   insolubles  en agua, alcohol absoluto y otros solventes neutros, como la Zeína del maíz y la Gliadina del trigo.

De acuerdo con su función biológica:

Proteínas estructurales: Forman parte de células y tejidos a los que confieren apoyo estructural. Dentro de estas podemos citar, el colágeno y la elastina presentes en el tejido conectivo de los vertebrados. La queratinas de la piel, pelo y uñas y la espectirna presente en la membrana de los eritrocitos.

Proteínas de transporte:  Como su nombre lo indica, transportan sustancias como el oxígeno en el caso de la hemoglobina y la mioglobina, ácidos grasos en el caso de la albúmina de  la  sangre,  o  las  que realizan un transporte transmembrana en ambos sentidos.

Proteínas de defensa:  Protegen  al   organismo   contra  posibles   ataques  de  agentes extraños, entre las que se consideran los anticuerpos (inmunoglobulinas) de la fracción gamma globulínica de la sangre, las proteínas denominadas interferones cuya función es   inhibir   la   proliferación  de  virus   en   células   infectadas  e   inducir   resistencia   a   la infección viral en otras células, el fibrinógeno de la sangre importante en el proceso de coagulación.

Proteínas hormonales: Se sintetizan en un tipo particular de células pero su acción la ejercen en otro tipo. Ejemplo, la insulina.

Proteínas como factores de crecimiento: Su función consiste en estimular la velocidad de  crecimiento  y   la  división  celular.  Como ejemplo   se  puede  citar   la  hormona  de crecimiento y el factor de crecimiento derivado de plaquetas.

Proteínas catalíticas o enzimas:  Permiten  aumentar   la  velocidad de  las  reacciones metabólicas.   Dentro   de   las   células   son   variadas   y   se   encuentran   en   cantidad considerable   para   satisfacer   adecuadamente   sus   necesidades.   Entre   otras   se consideran las enzimas proteolíticas cuya función es la degradación de otras proteínas, lipasas, amilasas, fosfatasas, etc.

Proteínas contráctiles:  Son   proteínas   capaces   de   modificar   su   forma,   dando   la posibilidad a las células o tejidos que estén constituyendo de desplazarse, contraerse, relajerse razón por la cual se encuentran implicadas en los diferentes mecanismos de motilidad. Las proteínas más conocidas de este grupo son la actina y la miosina.

Proteínas receptoras:  Proteínas   encargadas   de   combinarse   con   una   sustancia específica. Si se encuentran en la membrana plasmática, son las encargadas de captar las señales externas o simplemente de inspeccionar el  medio. Si  encuentran en las membranas de los organelos, permiten su interacción. Sin embargo, no son proteínas exclusivas de membrana ya que algunas se encuentran en el citoplasma. El ejemplo más típico de éstas son  los   receptores  de  las  hormonas esteroides.  Casi   todos  los neurotransmisores,   la mayoría de las hormonas y muchos medicamentos funcionan gracias a la presencia de estas proteínas.

Proteínas de transferencia de electrones:  Son  proteínas   integrales  de  membrana, comunes en las mitocondrias y cloroplastos cuya función se basa en el transporte de electrones   desde   un   donador   inicial   hasta   un   aceptor   final   con   liberación   y aprovechamiento de energía. Como ejemplo se citan a los Citocromos que hacen parte de la cadena respiratoria. 

Clasificación de las proteínas según origen y estructura

La clasificación de las proteínas puede hacerse teniendo en cuenta criterios diferentes.

1. Por su Origen.

a. Proteínas de origen animal.

Escleroproteínas o proteínas fibrosas: Como la elastina del músculo y el colágeno del tejido conjuntivo. Estas proteínas se caracterizan por su cualidad de insolubles gracias a su estructura molecular, y se encargan de cumplir funciones de protección y soporte de  la  mayor  parte  de  los  tejidos.  Si  bien no son digeribles,  debemos decir  que se aprovecha un producto derivado, el cual conocemos como la gelatina.

Esferoproteinas o proteínas globulares: Son constituyentes de líquido orgánico, como la caseína de la leche, la albúmina de la clara de huevo y las globulinas del plasma sanguíneo. Este tipo de proteínas, en general, solubles en agua, se digieren fácilmente y   contienen   una   buena   proporción   de   aminoácidos   esenciales.   Ejemplos:   la Hemoglobina, las enzimas, etc.

Portaminas e histaminas: Son polipéptidos de peso moleculares no muy elevados. Se encuentran presente en los huevos del pescado.

b. Proteínas de Origen Vegetal.

Gluteinas y Prolaminas: Las contienen los vegetales, por ejemplo: gluteina en el trigo, hordeina en la cebada, orizenina en el arroz, gliadina en el trigo y centeno, zeina en el maíz, etc.

Las proteínas son los compuestos más abundantes que juegan un papel crucial en casi todos 

los procesos biológicos. Catálisis, transporte, movimiento coordinado, excitabilidad y control 

del crecimiento y diferenciación.

Cada molécula proteica se puede considerar como un polímero de alfa aminoácidos.

Hay proteínas puras y proteínas compuestas que contienen un grupo prostético unido 

mediante un enlace covalente o no covalente (glicoproteínas, lipoproteínas,metaloproteinas, 

nucleoproteínas, etc.)

La solubilidad depende del tamaño, la forma de la molécula, del grupo, disposición de los 

grupos laterales de los aminoácidos, del contenido en electrolitos y el pH medio.

Las proteínas de la dieta se degradan a aminoácidos mediante la acción simultánea de varias 

proteínas peptídicas. Las enzimas hidrolíticas de las proteínas se forman como pro enzimas 

inactivas en la célula de la mucosa del estómago, del intestino delgado y en las células acinares 

del páncreas. 

Cuando se libera la secreción digestiva se inicia la activación a menudo auto catálisis de la 

proenzimas, transformándose en enzimas activas proteólisis limitada.

El efecto hidrolisante de la papaína se va a medir determinando la cantidad de aminoácidos 

libres por el reactivo de la Ninhidrina.

La reacción con la ninhidrina produce colores que sirve como base para la cuantificación de 

todos los aminoácidos. La intensidad del color producido por la reacción con los aminoácidos 

primarios se evaluara midiendo la absorbancia de luz con la longitud de onda de 570nm.

La ninhidrina poderoso agenteoxidante, causa la descarboxilacion oxidativa de los alfa 

aminoácidos produciendo CO2. NH3 y un aldehído con átomo de carbono menos que el 

aminoácido progenitor.

La ninhidrina reducida reacciona luego con el aminoácido liberado, formando un complejo 

azul-purpura que absorbe al máximo la luz, producido en condiciones estándares, la base de 

una prueba cuantitativa extremadamente útil para los aminoácidos.