bioquímica y biología molecular

Muchas proteínas transmembranales o proteínas que son secretadas poseen una señal en el extremo N-terminal de 13-36 residuos predominantemente hidrofóbicos que es reconocida por una proteína denominada SRP (partícula de reconocimiento de señal). Esta proteína se une a una señal en el polipéptido para un receptor en la membrana (en el retículoendoplásmico rugoso en los eucariontes o en la membrana plasmática en procariontes). Las proteínas que poseen este péptido señal se denominan preproteínas o si también contienenpropéptidos: preproproteínas. (como la papaina: proteasa de la semilla de la papaya que se utiliza como ablandador de carnes) a las cuales para ser activas hay que removerles el péptido señal y el propéptido:

Prepropapaina ·········· propapaina     –    papaina

˜                                ˜ 

          péptido señal              propéptido

En el caso de las proteínas membranales, una vez que el péptido señal a atravesado la membrana, es cortado específicamente por peptidasas de señal. La insulina y la colágena son preproproteínas, que junto con otros polipéptidos, necesitan de los siguientes cortes proteolíticos secuenciales: 1.- remoción de la Met inicial; 2.- remoción de péptidos señal; y 3.- corte de los propéptidos.

Existen las poliproteínas que son polipéptidos que contienen la secuencia para dos ó más proteínas, por ejemplo algunas hormonas, algunas proteínas de los virus polio y del SIDA además de la ubiquitina. En estos polipéptidos existen sitios de corte específicos para proteasas, las cuales dan origen al número de proteínas especificado en la poliproteína (existen también polipéptidos que contienen a dos enzima o cuando menos dos mecanismos catalíticos diferentes, por ejemplo la 3-fosfoglicerato-cinasa/triosafosfato isomerasa de Termotogamaritima. Como dato importante hay que mencionar que actualmente se hacen grandes esfuerzos para obtener un inhibidor especifico contra la actividad de la proteasa del VIH (quecataliza un paso esencial en el ciclo viral) como un mecanismo para curar esta terrible enfermedad.

Dentro de las modificaciones covalentes, se encuentran las modificaciones a grupos funcionales (R) y cadenas laterales ammino y carboxilo terminales. Para el grupo R se han encontrado mas de 150 modificaciones covalentes diferentes. Estas modificaciones no se conocen para los siguientes aminoácidos: Ala, Gly, Ile, Leu, Met y Val(http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/aminoacidos.html)

Dentro de las modificaciones covalentes que se conocen se encuentran las siguientes:

Acetilación

Glucosilación

Hidroxilación

Metilación

Nucleotidilación

Fosforilación (por ejemplo en la glucógeno fosforilasa)

ADP-ribosilación (por ejemplo en la proteína eEF-2 en la síntesis de proteínas)

Miselanea, contienen múltiples tipos de modificaciones covalentes diferentes a las mencionadas arriba.

La unión covalente de cofactores en el grupo R, trae mayor eficiencia catalítica a la proteína que sufre la modificación, estos cofactores pueden ser la presencia de N^e-lipolilisina (en la dihidrolipoil transacetilasa, que forma parte del complejo de la piruvato deshidrogenasa en el ciclo de Krebs), la 8-a-histidilflavina  en la succinato deshidrogenasa.

La presencia de carbohidratos complejos como modificaciones covalentes en las proteínas se atribuye en su mayoría al reconocimiento entre células.

Otro tipo de modificaciones pueden existir incluso involucrando aminoácidos presentes en el mismo polipéptido, por ejemplo el entrecruzamiento que ocurre a través de residuos deCys, por ejemplo en la colágena y la elastina. Se supone que este tipo de modificación confiere estabilidad a agregados supramacromoleculares.

Para terminar hay que mencionar que la mayoría de las modificaciones covalentes que ocurren en los grupos  R son enigmáticas.

Los ribosomas se observaron por primera vez la década de los 30´s por Albert Claude en homogenados celulares utilizando microscopía de campo oscuro; Claude los denominó "microsomas". Fue hasta la década de los 50´s cuando George Palade los observó por microscopía electrónica, pero pensó que eran artefactos de la técnica. El nombre de ribosomas deriva de que en Escherichia coli, están formados por aproximadamente 2/3 partes de ARN y 1/3 de proteína (los microsomas son en realidad las vesículas formadas por el retículoendoplásmico, son ricos en ribosomas y es posible aislarlos por centrifugación diferencial).

La correlación entre la cantidad de ARN en la célula y la velocidad a la cual se sintetizan las proteínas, llevó a la sospecha de que los ribosomas eran el sitio de la síntesis de proteínas. Esta hipótesis fue confirmada en 1955 por Paul Zamecnik, quien demostró que aminoácidos marcados con ¹⁴C permanecen algún tiempo asociados a los ribosomas antes de aparecer en las proteínas libres. El análisis de la síntesis de proteínas muestra que consiste de tres fases: iniciación, elongación y terminación.