LIPIDOS Y PROTEINAS
Las interacciones entre proteínas y lípidos son características esenciales de las membranas biológicas, sin embargo, muchas cuestiones relacionadas con la química y la física de los lípidos y las proteínas aún no se entienden hoy en día.
La falta de comprensión adecuada de los mecanismos moleculares importantes para el funcionamiento de las membranas biológicas también obstaculiza sus aplicaciones industriales.
La interacción entre lípidos y proteínas consiste en la influencia de las proteínas de membrana sobre el estado físico de los lípidos o viceversa.
Proteínas de membrana
Las proteínas de membrana pueden ser intrínsecas o extrínsecas:
- Las proteínas intrínsecas se encuentran incrustadas en la membrana. Algunas se extienden desde una cara a la otra de la membrana y se conocen como proteínas de transmembrana.
- Las proteínas extrínsecas se encuentran completamente fuera de la membrana pero unidas a ella por uniones tipo puente de hidrogeno, van der Waals o iónicas.
Las células constantemente bombean iones hacia afuera o adentro a traves de su membrana plasmática. En realidad, mas del 50% de la energía que consume nuestro cuerpo es usado por las células nerviosas de nuestro cerebro para mantener las "bombas" que no hacen otra cosa que transportar iones a través de sus membranas. Las células contienen proteínas que están incrustadas en la bicapa lipídica de sus membranas plasmáticas y se extienden de un lado al otro de las mismas.
Lípidos y proteínas
¿Cómo las proteínas interactúan con los lípidos y son capaces de influir en su comportamiento? Los métodos utilizados para medir la relativa afinidad de unión de lípidos específicos de las proteínas de membrana implican el uso de análogos de los lípidos en vesículas fosfolípidos reconstituidas que contienen la proteína de interés.
Los lípidos y las proteínas son los componentes fundamentales de las biomembranas y su interacción regula el exterior de la célula y su comunicación con el medio que la rodea. Las biomembranas regulan, por ejemplo, la transmisión de las señales desde el exterior al interior de la célula.
Lípidos + Proteínas = Lipoproteínas
Una lipoproteína es un enlace bioquímico que contiene proteínas y lípidos. Loslípidos y sus derivados, pueden estar o no covalentemente unidos a las proteínas. Muchas enzimas, transportadores, proteínas estructurales, antígenos, adhesinas y toxinas son lipoproteínas. Algunos ejemplos son las lipoproteínas que permiten a las grasas ser transportadas a través del torrente sanguíneo, las proteínas de transmembrana de la mitocondria y el cloroplasto y las lipoproteínas bacterianas.
Que son las proteínas
Los nutrientes de gran importancia biológica que son las proteínas, son macromoléculas que constituyen el principal nutriente para la formación de los músculos del cuerpo.
Funciones de las proteínas son transportar las sustancias grasas a través de la sangre, elevando así las defensas de nuestro organismo. Por lo tanto la ingesta diaria de estosnutrientes que son las proteínas es implescindible para una dieta sana y saludable para todos siendo la ingesta de alimentos ricos en proteínas de especial importancia en la nutrición deportiva.
Estructura de las proteínas
Las proteínas poseen una estructura química central que consiste en una cadena lineal de aminoácidos plegada de forma que muestra una estructura tridimensional, esto les permite a las proteínas realizar sus funciones.
En las proteínas se codifica el material genético de cada organismo y en él se especifica su secuencia de aminoácidos. Estas secuencias de aminoácidos se sintetizan por los ribosomas para formar las macromoléculas que son las proteínas.
Existen 20 aminoácidos diferentes que se combinan entre ellos de múltiples maneras para formar cada tipo de proteínas. Los aminoácidos pueden dividirse en 2 tipos:Aminoácidos esenciales que son 9 y que se obtienen de alimentos y aminoácidos no esenciales que son 11 y se producen en nuestro cuerpo.
La composición de las proteínas consta de carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno además de otros elementos como azufre, hierro, fósforo y cinc.
En las células, las moléculas orgánicas más abundantes que son las proteínas, constituyen más del 50 % del peso seco de las mismas.
Las proteínas son el principal nutriente para la formación de los músculos del cuerpo.
 |  |  |
1 2 3
1 Alimentos ricos en proteína.
2 Proteína C reactiva.
3 Aminoácidos.Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas ( la mayoría biomoléculas) compuestas principalmente por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno. Tienen como característica principal el ser hidrófobas (insolubles en agua) y solubles en disolventes orgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales. Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (como los triglicéridos), la estructural (como los fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (como las hormonas esteroides).
Características generales
Los lípidos son biomolecular muy
diversas; unos están formados por cadenas alifáticas saturadas o
insaturadas, en general lineales, pero algunos tienen anillos (aromáticos). Algunos son
flexibles, mientras que otros son rígidos o semiflexibles hasta alcanzar casi
una total Flexibilidad mecánica molecular; algunos comparten carbonos libres y
otros forman puentes de hidrógeno.
La mayoría de los lípidos tiene algún
tipo de carácter no polar, es decir, poseen una gran parte apolar o hidrofóbico ("que le teme al agua"
o "rechaza la leche"), lo que significa que no interactúa bien con
solventes polares como el agua. Otra parte de su
estructura es polar o hidrofilia ("que tiene afinidad por el
agua") y tenderá a asociarse con solventes polares como el agua; cuando
una molécula tiene una región hidrófoba y otra hidrófila se dice que tiene
carácter de anfipático. La región hidrófoba
de los lípidos es la que presenta solo átomos de carbono unidos a átomos de
hidrógeno, como la larga "cola" alifática de los ácidos grasos o los anillos de esterano del colesterol; la región hidrófila es la que posee
grupos polares o con cargas eléctricas, como el hidroxilo (–OH) del colesterol, el carboxilo (–COOH–) de los ácidos
grasos, el fosfato (–PO4–)
de los fosfolípidos. Estos mismos están
sujetos a características de solubilidad, ya que no pueden ser disueltos en
compuestos inorgánicos(que no contengan carbono en su estructura), ya que solo
podrán ser disueltos en compuestos orgánicos(sangre ,grasas...)
Clasificación bioquímica
Los lípidos son un grupo muy heterogéneo que usualmente se
subdivide en dos, atendiendo a que posean en su composición ácidos
grasos (lípidos saponificables) o no los posean (lípidos
insaponificables). Los lípidos insaponificables se dividen en fosfolípidos y esteroides (derivados
del colesterol);
asimismo, los fosfolípidos se dividen en Fosfoglicéridos y esfingolípidos.
Simples.
Lípidos que sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
Acilglicéridos. Son ésteres de
ácidos grasos con glicerol. Cuando son sólidos se les llama grasas y
cuando son líquidos a temperatura ambiente se llaman aceites.
Céridos (ceras).
Complejos.
Son los lípidos que, además de contener en su molécula carbono, hidrógeno y
oxígeno, contienen otros elementos como nitrógeno, fósforo, azufre u
otra biomolécula como un glúcido. A
los lípidos complejos también se les llama lípidos de membrana pues
son las principales moléculas que forman las membranas
celulares.
Lípidos saponificables
Ácidos grasos
Son las unidades básicas de los lípidos saponificables, y
consisten en moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada con un
número par de átomos de carbono (12-24) y un grupo carboxilo terminal.
La presencia de dobles enlaces en el ácido graso reduce el punto
de fusión. Los ácidos grasos se dividen en saturados e insaturados.
- Saturados. Sin dobles enlaces entre
átomos de carbono; por ejemplo, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido margárico, ácido esteárico, ácido araquídico y ácido lignocérico.
- Insaturados. Los ácidos grasos
insaturados se caracterizan por poseer dobles enlaces en su configuración
molecular. Éstas son fácilmente identificables, ya que estos dobles
enlaces hacen que su punto de fusión sea menor que en el resto. Se presentan
ante nosotros como líquidos, como aquellos que llamamos aceites. Este tipo
de alimentos disminuyen el colesterol en sangre y también son llamados
ácidos grasos esenciales. Los animales no son capaces de sintetizarlos,
pero los necesitan para desarrollar ciertas funciones fisiológicas, por lo
que deben aportarlos en la dieta. La mejor forma y la más sencilla para
poder enriquecer nuestra dieta con estos alimentos, es disminuir su
ingestión, es decir, reducir su proporción respecto los alimentos que consumimos
de forma habitual. Con uno o más dobles enlaces entre átomos de carbono;
por ejemplo, ácido palmítico, ácido
oleico, ácido el aídico, ácido linoleico, ácido linoleico y ácido araquidónico y ácido nervónico.
Los denominados ácidos grasos esenciales no pueden
ser sintetizados por el organismo humano y son el ácido linoleico, el ácido
linoleico y el ácido araquidónico, que deben ingerirse en la dieta.
Propiedades fisicoquímicos
- Carácter
anfipático. Ya que el ácido graso esta formado por un grupo carboxilo
y una cadena hidrocarbonada, esta última es la que posee la característica
hidrófoba; por lo cual es responsable de su insolubilidad en agua.
- Punto
de fusión: Depende de la longitud de la cadena y de su número de
instauraciones, siendo los ácidos grasos insaturados los que requieren
menor energía para fundirse.
- Esterificación.
Los ácidos grasos pueden formar ésteres con grupos alcohol de otras
moléculas.
- Saponificación.
Por hidrólisis alcalina los ésteres formados anteriormente dan lugar a
jabones (sal del ácido graso)
- Auto
oxidación. Los ácidos grasos insaturados pueden oxidarse
espontáneamente, dando como resultado aldehídos donde existían los dobles
enlaces covalentes.
Acilglicéridos
Los Acilglicéridos o acilgliceroles son ésteres de ácidos
grasos con glicerol (glicerina), formados mediante una reacción de
condensación llamada esterificación.
Una molécula de glicerol puede reaccionar con hasta tres moléculas de ácidos
grasos, puesto que tiene tres grupos
hidroxilo.
Según el número de ácidos grasos que se unan a la molécula
de glicerina, existen tres tipos de acilgliceroles:
- Mono glicéridos: sólo existe un ácido graso unido
a la molécula de glicerina.
- Acilglicéridos: la molécula
de glicerina se une a dos ácidos grasos.
- Triacilglicérido o triglicéridos: la
glicerina está unida a tres ácidos grasos. Son los más importantes y
extendidos de los tres.
Los triglicéridos constituyen la principal reserva
energética de los animales, en los que constituyen las grasas; en los vegetales constituyen
los aceites.
El exceso de lípidos es almacenado en grandes depósitos en el tejido
adiposo de los animales.
Céridos
Las ceras son moléculas que
se obtienen por esterificación de un ácido graso con un alcohol monovalente
lineal de cadena larga. Por ejemplo la cera de abeja. Son sustancias
altamente insolubles en medios acuosos y a temperatura
ambiente se presentan sólidas y duras. En los animales las
podemos encontrar en la superficie del cuerpo, piel, plumas, cutícula, etc. En los vegetales, las
ceras recubren en la epidermis de frutos, tallos, junto con la
cutícula o la suberina, que evitan la pérdida de agua por evaporación.
Fosfoglicéridos
Los Fosfoglicéridos están
compuestos por ácido fosfático, una molécula compleja compuesta
por glicerol, al que se unen dos ácidos grasos (uno saturado y otro insaturado)
y un grupo fosfato;
el grupo fosfato posee un alcohol o un amino
alcohol, y el conjunto posee una marcada polaridad y forma lo que se
denomina la "cabeza" polar del Fosfoglicéridos; los dos ácidos grasos
forman las dos "colas" hidrófobas; por tanto, los Fosfoglicéridos son
moléculas con un fuerte carácter anfipático que
les permite formar bicapas,
que son la arquitectura básica de todas las membrana
s biológicas.
Los principales alcoholes y aminos de los Fosfoglicéridos
que se encuentran en las membranas biológicas son la colina (para formar la fosfatidilcolina o lecitina),
la etanolamina(fosfatidiletanolamina o cefalina), serina (fosfatidilserina)
y el inositol (fosfatidilinositol).
Fosfoesfingolípidos
Los Fosfoesfingolípidos son esfingolípidos con
un grupo fosfato, tienen una arquitectura molecular y unas propiedades
similares a los Fosfoglicéridos. No obstante, no contienen glicerol, sino esfingosina,
un amino alcohol de cadena larga al que se unen un ácido graso, conjunto
conocido con el nombre de caramida; a dicho conjunto se le une un grupo fosfato y a
éste un amino alcohol; el más abundante es la esfingomielina,
en la que el ácido graso es el ácido lignocérico y el
amino alcohol la colina; es el componente principal de la vaina
de mielina que recubre los axones de
las neuronas.
Glucolípidos
Los glucolípidos son esfingolípidos formados
por una caramida (esfingosina
+ ácido graso) unida a un glúcido,
careciendo, por tanto, de grupo fosfato. Al igual que los Fosfoesfingolípidos
poseen caramida, pero a diferencia de ellos, no tienen fosfato ni alcohol. Se hallan
en las bicapas lipídicas de todas las membranas celulares, y son especialmente
abundantes en el tejido nervioso; el nombre de los dos tipos
principales de glucolípidos alude a este hecho:
- Cerebrósidos.
Son glucolípidos en los que la caramida se une un monosacárido (glucosa o galactosa)
o a un oligosacárido.
- Gangliósidos.
Son glucolípidos en los que la caramida se une a un oligosacárido complejo
en el que siempre hay ácido siálico.
Los glucolípidos se localizan en la cara externa de la
bicapa de las membranas celulares donde actúan de receptores.
