UNITAT 4: LES PROTEÏNES
1. COMPOSICIÓ DE LES PROTEÏNES: ELS AMINOÀCIDS
Les proteïnes són molècules orgàniques formades per carboni, hidrogen, oxigen i nitrogen. Sovint també
contenen sofre i algunes presenten altres elements com ara fòsfor, ferro, coure, magnesi... (a la part del
radical)
Les proteïnes són molècules fonamentals per la seva abundància i per la seva varietat de funcions. Solen
ser molècules molt grans formades per la unió lineal o polimerització d’unes unitats anomenades
aminoàcids.
1.1. L’ESTRUCTURA DELS AMINOÀCIDS
Una proteïna és un polímer d’aminoàcids. Els aminoàcids es caracteritzen pel fet de tenir un grup àcid o
carboxil (-COOH) i un grup amino (-NH2).
Els aminoàcids que constitueixen proteïnes (aminoàcids primaris) presenten els dos grups units al mateix
carboni (anomenat carboni α) , i s’anomenen aminoàcids de tipus α. Les altres dues valències del carboni
se saturen amb un àtom de H i amb un grup variable anomenat radical R. Hi ha 20 aminoàcids primaris.
Les cèl·lules animals no són capaces de sintetitzar els 20 tipus d’aminoàcids. Els que no poden sintetitzar
reben el nom d’aminoàcids essencials i han de ser ingerits amb la dieta. Els éssers humans tenim 8
aminoàcids essencials.
1.2. LES PROPIETATS DELS AMINOÀCIDS
LES PROPIETATS FÍSIQUES DELS AMINOÀCIDS
Els aminoàcids són compostos sòlids, cristal·lins, amb un punt de fusió elevat i solubles en aigua.
Tots els aminoàcids (excepte un) presenten el carboni α asimètric (està enllaçat a 4 radicals diferents). A
causa d’això, els aminoàcids presenten activitat òptica.
LES PROPIETATS QUÍMIQUES DELS AMINOÀCIDS
En dissolució aquosa, els aminoàcids es comporten a la vegada com a àcids i com a bases, la qual cosa
s’anomena comportament amfòter. És a dir, el grup àcid o carboxil allibera protons (-COOH -> COO- + H+)
i el grup bàsic o amino capta protons (-NH2 + H+ -> NH3+). D’aquesta manera, els aminoàcids mantenen
constant el pH del medi (efecte tampó o amortidor).
1.3. LA CLASSIFICACIÓ DELS AMINOÀCIDS
Segons el radical R que s’enllaça al carboni α, els aminoàcids es poden classificar en:
- Aminoàcids no polars o hidrofòbics: són els aminoàcids en els quals el radical R és una cadena
hidrocarbonada.
- Aminoàcids polars sense càrrega: són els aminoàcids en els quals el radical R és una cadena que
presenta radicals que formen enllaços d’hidrogen amb l’aigua. Per aquesta raó són més solubles
que els anteriors.
, - Aminoàcids polars amb càrrega negativa o àcids: són els aminoàcids en els quals el radical R
presenta un grup àcid (-COOH).
- Aminoàcids amb càrrega positiva o bàsics: són els aminoàcids en els quals el radical R presenta
un grup bàsic.
2. L’ENLLAÇ PEPTÍDIC
Els enllaços químics entre aminoàcids s’anomenen enllaços peptídics, i les cadenes que es formen,
pèptids. Quan els aminoàcids enllaçats són dos, la cadena s’anomena dipèptid; si en són tres, tripèptid,
etc. Si en són menys de deu, s’anomena oligopèptid, si en són més de deu, rep el nom de polipèptid.
L’enllaç peptídic és un enllaç covalent que s’estableix entre el grup carboxil d’un aminoàcid i el grup amino
del següent. Aquest enllaç dona lloc a una molècula d’aigua.
Té un comportament similar al d’un enllaç doble (presenta una certa rigidesa que immobilitza en un pla
els àtoms que el formen, per tant la cadena d’aminoàcids només pot girar en els enllaços del carboni).
3. L’ESTRUCTURA DE LES PROTEÏNES
Una proteïna és un polipèptid constituït per més de cinquanta aminoàcids. En l’estructura de les
proteïnes hi trobem 4 nivells.
3.1. L’ESTRUCTURA PRIMÀRIA
L’estructura primària és la seqüència d’aminoàcids de la proteïna. Informa dels aminoàcids que la
constitueixen i de l’ordre en què s’han unit. Totes les proteïnes tenen un primer aminoàcid i un últim
aminoàcid. El primer es reconeix perquè té el grup amino lliure (-NH2), anomenat N-inicial de la proteïna.
L’últim es reconeix perquè té el grup carboxil lliure (-COOH), anomenat C-terminal.
3.2. L’ESTRUCTURA SECUNDÀRIA
L’estructura secundària és la disposició en l’espai de l’estructura primària. Hi ha tres tipus, i el tipus
d’estructura secundària que presenta una cadena polipeptídica depèn del nombre d’enllaços d’hidrogen
que presenta.
- L’estructura secundària en α-hèlix
Es forma quan l’estructura primària s’enrotlla helicoïdalment sobre si mateixa. Això és degut a la
formació d’enllaços d’hidrogen entre l’oxigen del -CO- d’un aminoàcid i l’hidrogen del -NH- del quart
aminoàcid que el segueix.
- L’estructura secundària de l’hèlix del col·lagen
La cadena polipeptídica de la proteïna col·lagen té una disposició en hèlix especial, una mica més
allargada que la α-hèlix. Els radicals d’aquests aminoàcids tenen una estructura que dificulta molt la
formació d’enllaços d’hidrogen, per la qual cosa no es forma una α-hèlix, sinó una hèlix més estesa.
La seva estabilitat és deguda a l’associació de tres hèlixs, que s’uneixen per mitjà d’enllaços covalents
i enllaços febles de tipus pont d’hidrogen.
1. COMPOSICIÓ DE LES PROTEÏNES: ELS AMINOÀCIDS
Les proteïnes són molècules orgàniques formades per carboni, hidrogen, oxigen i nitrogen. Sovint també
contenen sofre i algunes presenten altres elements com ara fòsfor, ferro, coure, magnesi... (a la part del
radical)
Les proteïnes són molècules fonamentals per la seva abundància i per la seva varietat de funcions. Solen
ser molècules molt grans formades per la unió lineal o polimerització d’unes unitats anomenades
aminoàcids.
1.1. L’ESTRUCTURA DELS AMINOÀCIDS
Una proteïna és un polímer d’aminoàcids. Els aminoàcids es caracteritzen pel fet de tenir un grup àcid o
carboxil (-COOH) i un grup amino (-NH2).
Els aminoàcids que constitueixen proteïnes (aminoàcids primaris) presenten els dos grups units al mateix
carboni (anomenat carboni α) , i s’anomenen aminoàcids de tipus α. Les altres dues valències del carboni
se saturen amb un àtom de H i amb un grup variable anomenat radical R. Hi ha 20 aminoàcids primaris.
Les cèl·lules animals no són capaces de sintetitzar els 20 tipus d’aminoàcids. Els que no poden sintetitzar
reben el nom d’aminoàcids essencials i han de ser ingerits amb la dieta. Els éssers humans tenim 8
aminoàcids essencials.
1.2. LES PROPIETATS DELS AMINOÀCIDS
LES PROPIETATS FÍSIQUES DELS AMINOÀCIDS
Els aminoàcids són compostos sòlids, cristal·lins, amb un punt de fusió elevat i solubles en aigua.
Tots els aminoàcids (excepte un) presenten el carboni α asimètric (està enllaçat a 4 radicals diferents). A
causa d’això, els aminoàcids presenten activitat òptica.
LES PROPIETATS QUÍMIQUES DELS AMINOÀCIDS
En dissolució aquosa, els aminoàcids es comporten a la vegada com a àcids i com a bases, la qual cosa
s’anomena comportament amfòter. És a dir, el grup àcid o carboxil allibera protons (-COOH -> COO- + H+)
i el grup bàsic o amino capta protons (-NH2 + H+ -> NH3+). D’aquesta manera, els aminoàcids mantenen
constant el pH del medi (efecte tampó o amortidor).
1.3. LA CLASSIFICACIÓ DELS AMINOÀCIDS
Segons el radical R que s’enllaça al carboni α, els aminoàcids es poden classificar en:
- Aminoàcids no polars o hidrofòbics: són els aminoàcids en els quals el radical R és una cadena
hidrocarbonada.
- Aminoàcids polars sense càrrega: són els aminoàcids en els quals el radical R és una cadena que
presenta radicals que formen enllaços d’hidrogen amb l’aigua. Per aquesta raó són més solubles
que els anteriors.
, - Aminoàcids polars amb càrrega negativa o àcids: són els aminoàcids en els quals el radical R
presenta un grup àcid (-COOH).
- Aminoàcids amb càrrega positiva o bàsics: són els aminoàcids en els quals el radical R presenta
un grup bàsic.
2. L’ENLLAÇ PEPTÍDIC
Els enllaços químics entre aminoàcids s’anomenen enllaços peptídics, i les cadenes que es formen,
pèptids. Quan els aminoàcids enllaçats són dos, la cadena s’anomena dipèptid; si en són tres, tripèptid,
etc. Si en són menys de deu, s’anomena oligopèptid, si en són més de deu, rep el nom de polipèptid.
L’enllaç peptídic és un enllaç covalent que s’estableix entre el grup carboxil d’un aminoàcid i el grup amino
del següent. Aquest enllaç dona lloc a una molècula d’aigua.
Té un comportament similar al d’un enllaç doble (presenta una certa rigidesa que immobilitza en un pla
els àtoms que el formen, per tant la cadena d’aminoàcids només pot girar en els enllaços del carboni).
3. L’ESTRUCTURA DE LES PROTEÏNES
Una proteïna és un polipèptid constituït per més de cinquanta aminoàcids. En l’estructura de les
proteïnes hi trobem 4 nivells.
3.1. L’ESTRUCTURA PRIMÀRIA
L’estructura primària és la seqüència d’aminoàcids de la proteïna. Informa dels aminoàcids que la
constitueixen i de l’ordre en què s’han unit. Totes les proteïnes tenen un primer aminoàcid i un últim
aminoàcid. El primer es reconeix perquè té el grup amino lliure (-NH2), anomenat N-inicial de la proteïna.
L’últim es reconeix perquè té el grup carboxil lliure (-COOH), anomenat C-terminal.
3.2. L’ESTRUCTURA SECUNDÀRIA
L’estructura secundària és la disposició en l’espai de l’estructura primària. Hi ha tres tipus, i el tipus
d’estructura secundària que presenta una cadena polipeptídica depèn del nombre d’enllaços d’hidrogen
que presenta.
- L’estructura secundària en α-hèlix
Es forma quan l’estructura primària s’enrotlla helicoïdalment sobre si mateixa. Això és degut a la
formació d’enllaços d’hidrogen entre l’oxigen del -CO- d’un aminoàcid i l’hidrogen del -NH- del quart
aminoàcid que el segueix.
- L’estructura secundària de l’hèlix del col·lagen
La cadena polipeptídica de la proteïna col·lagen té una disposició en hèlix especial, una mica més
allargada que la α-hèlix. Els radicals d’aquests aminoàcids tenen una estructura que dificulta molt la
formació d’enllaços d’hidrogen, per la qual cosa no es forma una α-hèlix, sinó una hèlix més estesa.
La seva estabilitat és deguda a l’associació de tres hèlixs, que s’uneixen per mitjà d’enllaços covalents
i enllaços febles de tipus pont d’hidrogen.
