proteína conjugada

Definición

En biología se refiere a la proteína que aparece combinada con un grupo protético o no proteínico. La hemoglobina es un ejemplo de proteína conjugada.

Etimología

El término «proteína» proviene del griego «proteios», que significa «primero» o «de importancia primordial». Su raíz etimológica proviene del sustantivo griego «protos», que significa «primero» o «el más importante». Por lo tanto, este vocabulario se refiere a la importancia primordial de estas moléculas en la bioquímica y la biología celular. La dicción «conjugada» se refiere a la unión de dos o más moléculas diferentes para formar una nueva molécula con propiedades diferentes. La raíz etimológica de «conjugada» proviene del verbo latino «conjugare», que significa «unir» o «juntar».

Por ende, el término «proteína conjugada» hace alusión de una proteína que se ha unido a otras moléculas no proteicas para formar una molécula híbrida con propiedades distintas a las de la proteína original.

Es importante destacar que tanto el término «proteína» como el término «conjugada» son de origen griego y latino, respectivamente. Estos idiomas han sido fundamentales para el desarrollo de la terminología científica moderna, ya que muchas de las palabras científicas en inglés, español y otros idiomas modernos tienen su origen en el griego y el latín.

El origen de la proteína conjugada

Para entender el origen de las proteínas conjugadas, es necesario remontarse a los orígenes de la vida en la Tierra. Se cree que las primeras formas de vida en nuestro planeta eran organismos unicelulares que habitaban en ambientes acuáticos y que eran capaces de producir sus propios nutrientes a través de la fotosíntesis o la quimiosíntesis. Estos organismos necesitaban proteínas para realizar muchas de las funciones celulares básicas, como el transporte de sustancias, la catálisis de reacciones químicas y la defensa contra patógenos.

A medida que la vida evolucionó, surgieron nuevos desafíos y oportunidades que llevaron a la diversificación de las proteínas y la aparición de las proteínas conjugadas. Por ejemplo, en algunos organismos, la adición de carbohidratos a las proteínas permitió la creación de estructuras de superficie que protegían contra la desecación y la infección por bacterias. En otros casos, la unión de lípidos a las proteínas permitió la creación de estructuras de membrana que separaban el ambiente interno del organismo del ambiente externo.

La formación de proteínas conjugadas es un proceso altamente regulado que involucra la acción de enzimas específicas y la participación de diversas moléculas co-factores. Estas enzimas pueden ser específicas para un tipo de grupo no proteico, como las enzimas N-acetilglucosaminiltransferasas que agregan azúcares a las proteínas, o pueden ser más generalistas, como la ubiquitina ligasa que agrega la proteína ubiquitina a las proteínas para su degradación en el proteosoma.

Hoy en día, las proteínas conjugadas se encuentran en una gran variedad de organismos, desde bacterias y hongos hasta plantas y animales. Estas proteínas desempeñan una amplia gama de funciones, desde la regulación del crecimiento y la diferenciación celular hasta la defensa contra patógenos y el almacenamiento de energía.

Tipos de proteínas conjugadas y sus funciones

Las proteínas conjugadas son proteínas que contienen grupos no proteicos unidos a su estructura a través de enlaces covalentes. Estos grupos pueden ser carbohidratos, lípidos, ácidos nucleicos o metales, y su unión a la proteína puede afectar su estructura, función y localización. En seguida, exploraremos los diferentes tipos de proteínas conjugadas y sus funciones en los organismos:

Glicoproteínas: Las glicoproteínas son proteínas que contienen cadenas de carbohidratos unidos a su estructura. Estos carbohidratos pueden ser de varios tipos, como glucosa, galactosa, manosa, ácido siálico, entre otros. Las glicoproteínas son importantes en la comunicación celular, la protección celular y la función inmunológica. Ejemplos de glicoproteínas incluyen el factor VIII de la coagulación sanguínea, las hormonas gonadotropinas y la enzima lisozima.

Lipoproteínas: Las lipoproteínas son proteínas que contienen lípidos unidos a su estructura. Los lípidos pueden ser fosfolípidos, colesterol, ácidos grasos o triglicéridos. Las lipoproteínas son importantes en el transporte de lípidos a través del cuerpo, incluyendo el transporte de colesterol y triglicéridos en la sangre. Ejemplos de lipoproteínas incluyen el colesterol LDL y HDL y la apolipoproteína B.

Metaloproteínas: Las metaloproteínas son proteínas que contienen iones metálicos unidos a su estructura. Los iones metálicos pueden ser de varios tipos, como hierro, cobre, zinc, níquel o molibdeno. Las metaloproteínas son importantes en la catálisis de reacciones químicas, el transporte de iones metálicos y la regulación del equilibrio de los iones en el cuerpo. Ejemplos de metaloproteínas incluyen la hemoglobina, la mioglobina y la metalotioneína.

Fosfoproteínas: Las fosfoproteínas son proteínas que contienen grupos fosfato unidos a su estructura. Estos grupos fosfato pueden ser importantes en la señalización celular, la regulación de la actividad enzimática y la estabilización de la estructura de la proteína. Ejemplos de fosfoproteínas incluyen la proteína quinasa, la fosfatasa y la proteína kinasa A.

Nucleoproteínas: Las nucleoproteínas son proteínas que contienen ácidos nucleicos unidos a su estructura. Estos ácidos nucleicos pueden ser ADN o ARN y su unión a la proteína puede ser importante en la regulación génica, la replicación del ADN y la transcripción del ARN. Ejemplos de nucleoproteínas incluyen la histona, la topoisomerasa y la telomerasa.

La estructura de las proteínas conjugadas

La estructura de las proteínas conjugadas se compone de dos partes: la proteína en sí y el grupo prostético. La proteína está formada por una o varias cadenas polipeptídicas plegadas en una estructura tridimensional que determina su función biológica. El grupo prostético, por otro lado, es un compuesto orgánico o inorgánico que se une a la proteína y le da una función específica.

Los diferentes tipos de proteínas conjugadas presentan estructuras y funciones específicas en función de su grupo prostético. A continuación, se describen los principales tipos de proteínas conjugadas y sus estructuras:

Proteínas conjugadas con grupo hemo: El grupo hemo es un grupo prostético que contiene hierro y es fundamental en la estructura de proteínas como la hemoglobina y la mioglobina, encargadas de transportar oxígeno en la sangre y en los músculos, respectivamente. El grupo hemo se une a una proteína globular de manera no covalente.

Proteínas conjugadas con glúcidos: Estas proteínas, también llamadas glicoproteínas, presentan en su estructura una o varias cadenas de glúcidos que se unen covalentemente a los residuos de aminoácidos de la proteína. Las glicoproteínas tienen funciones diversas, como la regulación del sistema inmunitario, la adhesión celular y la protección contra infecciones.

Proteínas conjugadas con lípidos: Estas proteínas, también conocidas como lipoproteínas, contienen en su estructura una o varias moléculas de lípidos. Las lipoproteínas son fundamentales para el transporte de lípidos en la sangre y se dividen en diferentes clases en función de su densidad.

Proteínas conjugadas con ácidos nucleicos: Estas proteínas, también llamadas nucleoproteínas, presentan en su estructura una o varias moléculas de ácidos nucleicos, como el ADN o el ARN. Las nucleoproteínas tienen funciones diversas, como la regulación de la expresión génica y la protección del material genético.

Ejemplos de proteínas conjugadas en la naturaleza

Hemoglobina: La hemoglobina es una proteína conjugada presente en los glóbulos rojos de la sangre de los mamíferos. Está compuesta por cuatro subunidades de proteína globular, cada una de las cuales contiene un grupo prostético hemo que se une al oxígeno. La hemoglobina es esencial para el transporte de oxígeno desde los pulmones hasta los tejidos del cuerpo.

Clorofila: La clorofila es una proteína conjugada presente en los cloroplastos de las plantas y otros organismos fotosintéticos. Está compuesta por una proteína globular y un grupo prostético llamado porfirina, que contiene un átomo de magnesio. La clorofila es esencial para la captación de la energía lumínica y la fotosíntesis.

Colágeno: El colágeno es una proteína conjugada que se encuentra en los tejidos conectivos del cuerpo, como la piel, los huesos y los cartílagos. Está compuesto por tres cadenas polipeptídicas entrelazadas en una estructura de triple hélice, y además contiene grupos prostéticos de hidroxiprolina e hidroxilisina. El colágeno es esencial para la resistencia mecánica y la elasticidad de los tejidos.

Caseína: La caseína es una proteína conjugada presente en la leche de los mamíferos, especialmente en la leche de vaca. Está compuesta por cuatro proteínas globulares diferentes y un grupo prostético llamado fosfato, que se une a los residuos de serina y treonina de la proteína. La caseína es esencial para la nutrición y el desarrollo de los lactantes.

Ferritina: La ferritina es una proteína conjugada presente en las células del hígado y otros tejidos del cuerpo. Está compuesta por 24 subunidades proteicas que forman una estructura esférica, y además contiene grupos prostéticos de hierro. La ferritina es esencial para el almacenamiento y la liberación controlada de hierro en el cuerpo.

Estos son solo algunos ejemplos de las proteínas conjugadas presentes en la naturaleza. Cada una de ellas presenta una estructura y una función específicas, lo que les confiere un papel fundamental en numerosos procesos biológicos. La comprensión de la estructura y función de las proteínas conjugadas es esencial para el desarrollo de terapias médicas y la comprensión de enfermedades humanas.

Aplicaciones y usos de las proteínas conjugadas en la industria y la medicina

En la industria, las proteínas conjugadas se utilizan en la producción de alimentos, productos farmacéuticos, cosméticos y materiales biodegradables. Por ejemplo, la lactoferrina, una proteína conjugada que se encuentra en la leche, se utiliza como ingrediente en productos para el cuidado de la piel debido a sus propiedades antiinflamatorias y antioxidantes.

Otro ejemplo de proteína conjugada que se utiliza en la industria es el colágeno, que se encuentra en los tejidos conectivos del cuerpo humano, como la piel y los huesos. El colágeno se utiliza en la producción de materiales biodegradables, como suturas quirúrgicas y vendajes, y también se utiliza en la producción de alimentos, como gelatinas y productos cárnicos.

En la medicina, las proteínas conjugadas se utilizan en el desarrollo de terapias y vacunas. Las vacunas conjugadas, por ejemplo, se utilizan para prevenir enfermedades como la neumonía y la meningitis. Estas vacunas consisten en una proteína conjugada que se une a un antígeno específico, lo que permite que el sistema inmunológico reconozca y destruya el antígeno. Las terapias basadas en proteínas conjugadas también se utilizan en el tratamiento de enfermedades como el cáncer y las enfermedades autoinmunitarias.

Un ejemplo de proteína conjugada utilizada en terapias es el trastuzumab emtansina, un medicamento utilizado en el tratamiento del cáncer de mama. El trastuzumab es una proteína que se une a un receptor específico en las células cancerosas, mientras que el emtansina es un agente quimioterapéutico que destruye las células cancerosas. Al unir estos dos compuestos en una proteína conjugada, se logra un tratamiento más específico y eficaz contra el cáncer de mama.

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Actualizado por última vez en junio 8, 2024 12:59 pm

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