Cambios en la Estructura Cuaternaria de la Hemoglobina

La hemoglobina experimenta cambios fundamentales en su estructura cuaternaria al pasar del estado T al R. Estos cambios incluyen:

• Un dímero gira respecto al otro unos 15º.
• La cavidad central se reduce sensiblemente por la aproximación de las hélices H de las subunidades ß.
• Los extremos carboxilo y amino terminales, que están fijados por múltiples interacciones en la forma T, quedan libres y se aproximan al centro del tetrámero.
• Las interfases cruzadas α1ß2 y α2ß1 quedan mucho más relajadas al estar fijadas en la forma R por hasta ocho interacciones menos que en la forma T.

Estrategias Catalíticas Enzimáticas

La estrategia catalítica fundamental usada por las enzimas es la fijación preferencial del estado de transición del sustrato. El centro activo de las enzimas no es complementario al sustrato, sino al estado de transición de éste, de forma que cuando el S se une al sitio activo es obligado a deformarse hacia el estado de transición, reduciéndose enormemente el escalón de energía de activación de la reacción. Sólo así pueden conseguirse los enormes incrementos de velocidad que se observan en las reacciones catalizadas por enzimas.

Estructura de la Fibroína

La fibroína es una proteína filamentosa que forma la seda. Está constituida por cadenas polipeptídicas largas que se disponen en láminas ß antiparalelas. En la secuencia de la proteína se alternan Ala/Ser con Gly, lo que permite una perfecta interdigitación y empaquetamiento de las hojas ß superpuestas. Las uniones entre hojas son interacciones de van der Waals, lo que hace que las fibras sean enormemente flexibles, pero también fuertes (muchos puentes de hidrógeno entre las láminas) e inextensibles, ya que las cadenas polipeptídicas están extendidas casi por completo.

Transmisión de la Información en la Hemoglobina

El cambio estructural sufrido por la subunidad a la que se une el efector alostérico va a ser transmitido a través de la interfase entre los dos dímeros que constituyen la proteína (contactos α1-ß2 y α2-ß1). En esta interfase se va a producir la rotura de una serie de interacciones no covalentes (puentes salinos y de hidrógeno) y la formación de otras nuevas que van a forzar el cambio estructural en la otra subunidad de esa interfase, aumentando, o disminuyendo (según se trate de un efector positivo o negativo), su afinidad por oxígeno.

Mecanismo de Catálisis de la Quimotripsina

El residuo fundamental en la catálisis de la quimotripsina es una Ser, cuyo oxígeno del hidroxilo va a atacar nucleofílicamente al carbono carbonílico del enlace peptídico que se rompe durante la catálisis de esta proteasa. Esto genera un ión alcóxido que es estabilizado por interacciones electrostáticas en el sitio activo. Esta Ser es mucho más reactiva que otros residuos del mismo aminoácido de la proteína debido a la proximidad del anillo imidazólico de una His, uno de cuyos nitrógenos interacciona con el hidrógeno del hidroxilo, haciendo que el oxígeno de este grupo sea mucho más nucleofílico que en condiciones normales.

Entropía Conformacional

La entropía conformacional es un componente entrópico que se opone al plegamiento de las proteínas, ya que esta pasa de una situación de ovillo aleatorio, donde se está interconvirtiendo entre infinitas conformaciones, con una gran libertad de movimiento de los átomos, a una conformación única, o casi única, enormemente ordenada. Esta drástica disminución de la entropía es el principal factor que la proteína ha de vencer para plegarse.

Estructura de los Citocromos

Las diferencias fundamentales en la estructura de los tres tipos principales de citocromos son:

• En los citocromos de tipo c, el grupo hemo está unido de forma covalente a la proteína, a través de dos residuos de cisteína que forman enlaces tioéter con los vinilos del hemo.
• En el resto de los citocromos, el hemo se une mediante interacciones no covalentes a la parte proteica.

Los citocromos de tipo a y b suelen ser proteínas integrales de membrana, bastante estabilizadas por su entorno, mientras que los citocromos de tipo c son casi siempre proteínas solubles.

Residuos Clave en la Catálisis de la Quimotripsina

Los residuos fundamentales en el mecanismo de catálisis de la quimotripsina son los de la tríada catalítica: Ser-His-Asp. La Ser, que es el residuo que lleva a cabo el ataque nucleofílico sobre el carbono del carbonilo del enlace peptídico, es mucho más reactiva que otros residuos del mismo aminoácido de la proteína debido a la proximidad del anillo imidazólico de una His, uno de cuyos nitrógenos interacciona con el hidrógeno del hidroxilo, haciendo que el oxígeno de este grupo sea mucho más nucleofílico que en condiciones normales. La His, a su vez, está activada por la proximidad del Asp, por lo que tiene más tendencia a captar protones.