Lección 4. Proteínas fibrosas

Son proteínas alargadas, que desempeñan funciones estructurales. Suelen presentar peculiares composiciones de aminoácidos, relacionadas con su estructura secundaria. Cristalizan mal, por lo que se sabe poco de su estructura tridimensional.

1. Alfa queratina. Presente en todos los vertebrados superiores (pelo, cuerno, uñas, plumas). Está constituida por agrupaciones de pares de hélices alfa arrolladas. Aparecen entrecruzamientos intercatenarios por puentes disulfuro que las hacen insolubles. Las queratinas duras (pelo, cuerno, uñas) contienen más disulfuros que las blandas (piel). ¿Cómo se hace la ‘permanente’ en la peluquería? ¿Cómo actúan las polillas?
2. Colágeno. Presente en todos los animales multicelulares, es la proteína más abundante de los vertebrados. Es extracelular y forma fibras insolubles que resisten la tensión (hueso, diente, cartílagos, tendones, ligamentos, piel, vasos sanguíneos). Las moléculas del colágeno tienen un PM de ~285 kD, longitud ~ 3000 Ă y diámetro ~ 14 Ă (son muy alargadas). Consisten en arrollamientos de 3 hélices (no alfa). En mamíferos hay 17 cadenas polipeptídicas diferentes que forman distintos tipos de moléculas de colágeno. El colágeno exhibe una secuencia característica (G-X-Y)n, donde X es frecuentemente prolina e Y es frecuentemente hidroxiprolina. Esta composición facilita que se formen hélices parecidas a las hélices de poliprolina y poliglicina. Al asociarse tres de estas hélices, los residuos de glicina quedan en el interior permitiendo un contacto íntimo de las hélices. Además se forman numerosos p de H interhélice utilizando sólo grupos de la proteína (NH de Gly con CO de X) o con la participación adicional de moléculas de agua. Probablemente los hidroxilos de las hidroxiprolinas también participan en formación de p de H (la deficiencia de ácido ascórbico, cofactor de la prolil hidroxilasa, impide la hidroxilación de prolinas y hace que la temperatura de desnaturalización del colágeno baje de 39 a 24 grados provocando el escorbuto). Las moléculas de colágeno se asocian por interacciones hidrófobas para formar largas fibras que están entrecruzadas. La marcada insolubilidad del colágeno se debe al entrecruzamiento inter e intramolecular en el que intervienen residuos de lisina oxidados. ¿Porqué es más dura la carne de animal viejo? ¿Porqué Paganini tocaba tan bien el violín? La estructura triplehelicoidal del colágeno es responsable de su fuerza de tensión pues convierte (como las cuerdas) las fuerzas de tensión longitudinal en fuerzas de compresion lateral fácilmente resistidas.
3. Fibroína. La seda consta de fibroína y sericina (proteína viscosa que cementa las fibras de fibroína). Las mariposas segregan coconasa que hidroliza la sericina y les permite salir del capullo. La fibroína tiene una secuencia característica: (G-S-G-A-G-A)n. Esta secuencia forma láminas beta con una cara de glicinas y otra de alaninas y serinas. Las láminas se empaquetan aproximando sus caras de glicinas y sus caras de alanina/serinas. Las fibras de seda son fuertes (no se pueden estirar más) y flexibles (las láminas se deslizan fácilmente unas sobre otras).