Definición de Proteólisis
La proteólisis es la hidrólisis de los enlaces peptídicos que mantienen unidas a las proteínas, dando como resultado la descomposición de las proteínas en sus componentes clave, péptidos y aminoácidos. La proteólisis puede producirse como método de regulación de los procesos celulares al reducir la concentración de una proteína, transformar una proteína en una forma activa o proporcionar los aminoácidos necesarios para sintetizar una proteína diferente. La proteólisis suele ser realizada por proteasas, enzimas que catalizan la descomposición de las proteínas. También puede producirse como resultado de condiciones celulares adversas, como la temperatura extrema, la acidez o la salinidad, que alteran las moléculas de los enlaces peptídicos y provocan la ruptura de los enlaces.
Esta figura representa la ruptura de un enlace peptídico en los aminoácidos constituyentes mediante la hidrólisis del enlace amida.
Esta figura representa la hidrólisis de un enlace peptídico mediante la adición de agua.
Estructura de la proteólisis
La proteólisis se produce cuando se hidrolizan los enlaces peptídicos que mantienen unida una proteína. Esto suele ocurrir mediante la catálisis de las proteasas, enzimas que participan en la descomposición de las proteínas. Las enzimas interactúan con las proteínas con una especificidad de sustrato basada en la conformación de las proteínas y el residuo de aminoácido al que se unen. Las proteasas funcionan de dos maneras: pueden romper el enlace amida entre dos aminoácidos en el terminal amino o carboxi (exopeptidasas), o pueden escindir la proteína dentro del sustrato (endopeptidasas). Las proteasas pueden clasificarse en seis tipos, según la forma en que hidrolizan las proteínas y el residuo que interviene: aspartato, cisteína, glutamato, metalo, serina y treonina proteasas. Las diferentes categorías hidrolizan el enlace amida, bien a través de una reacción de adición/eliminación que produce un intermediario, o bien por hidrólisis directa del enlace mediante una molécula de agua polarizada. Las proteasas, y por tanto la proteólisis, pueden ser inhibidas por la unión de inhibidores a los sitios activos de las proteasas, o a través del confinamiento espacial que las separa de sus sustratos. Esta inhibición desempeña un papel importante en la regulación de los procesos celulares.
Función de la proteólisis
La proteólisis desempeña una serie de funciones importantes pero diversas en el organismo. Puede controlar la función de las proteínas, ya sea produciendo o eliminando proteínas. La proteólisis puede regular la concentración de una proteína eliminando cualquier exceso de proteína de manera que su función disminuya o se vea afectada. La proteólisis suele ser responsable de la inactivación completa de las proteínas, lo que puede provocar la interrupción de las interacciones proteína-proteína y de las cascadas de señalización, incluida la apoptosis. Por otra parte, las proteasas pueden producir proteínas activas realizando modificaciones finas en una proteína que no funciona o en una protoproteína, o alterando su estado físico o su localización. Ejemplos de ello son la regulación de la coagulación de la sangre mediante la eliminación de coágulos por la plasmina y la fibrinólisis, y la activación de la proteasa tripsina mediante la modificación del zimógeno de la preproteasa.
La proteólisis también actúa como proceso de limpieza celular eliminando las proteínas dañadas o innecesarias. Las proteínas dañadas incluyen las que han sido fracturadas por otro mecanismo dejando sólo un fragmento de proteína y las proteínas mal plegadas que están funcionalmente deterioradas. Las proteasas reciclarán los aminoácidos para fabricar proteínas nuevas o más adecuadas, o para reubicar las proteínas en una nueva región. Las proteínas que están intactas y plegadas correctamente no se descompondrán, actuando esencialmente como una función de control de calidad celular.
La proteólisis es un componente clave de la digestión de nutrientes, descomponiendo cualquier proteína ingerida para que los nutrientes estén disponibles para ser tomados por el organismo. En este proceso las proteínas se descomponen completamente en sus aminoácidos. La proteólisis también es un componente de la producción de alimentos, ya que las proteasas descomponen las proteínas de la leche en la producción de queso, y un pH bajo impulsa la proteólisis de la actina en la fermentación de los embutidos secos.
Quiz
1. ¿Cómo rompe la proteólisis una proteína?
A. hidrólisis
B. deshidratación
C. combustión
D. ácido-base
2. ¿Cuál es una función importante de la proteólisis?
A. la organogénesis
B. la formación de células sanguíneas
C. la eliminación de toxinas
D. la regulación de las proteínas
3. ¿Qué causa la proteólisis?
A. las enzimas
B. las altas temperaturas
C. la acidez extrema
D. todo lo anterior