Las proteínas fibrosas son más o menos homogéneas por lo que respecta al tipo de aminoácidos que poseen sus cadenas polipeptídicas, pero, ¿qué pasa con una cadena polipeptídica que tiene regiones (dominiosLa estructura terciaria se refiere a la conformación de las proteínas globulares), que permiten la formación de algún tipo de hélice separadas por otras que la destruyen o la desestabilizan? En este caso la cadena polipeptídica puede adoptar en el espacio patrones más complejos y entonces el polipéptido forma una proteína globular. . Una proteína fibrosa únicamente tiene estructura primaria y secundaria, pero las globulares, además, tienen estructura terciaria, la cual se produce plegando una estructura secundaria hasta obtener un arreglo muy compacto y pequeño, comparado con la fibra original. A diferencia de las proteínas fibrosas, que desempeñan un papel pasivo y esquelético, las globulares tienen una acción más directa en el funcionamiento de los sistemas vivientes, ya que en este grupo se encuentran las enzimas, los anticuerpos, algunas hormonas acarreadoras etc. Por lo general estas proteínas son solubles en agua o se encuentran asociadas a las membranas. Para ser funcionales estas proteínas también requieren tener una conformación nativa. Como ejemplo, en las Figuras 5.23, 5.24 5.25 y 5.26, se encuentran modelos de distintos tipos de la estructura terciaria de la mioglobina humana, que es una proteína que tiene 153 residuos de aminoácidos. La estructura primaria, en donde cada aminoácido se representa por una letra, es la siguiente:
>1MBN:A|PDBID|CHAIN|SEQUENCE
VLSEGEWQLVLHVWAKVEADVAGHGQDILIRLFKSHPETLEKFDRFKHLKTEAEMKASEDLKKHGVTVLTALGAILKKKGHHEAELKPLAQSHATKHKIPIKYLEFISEAIIHVLHSRHPGDFGADAQGAMNKALELFRKDIAAKYKELGYQG
La misma secuencia, representada con el código de tres letras de los aminoácidos, es:
Val Leu Ser Glu Gly Glu Trp Gln Leu Val Leu His Val Trp Ala Lys Val Glu Ala Asp Val Ala Gly His Gly Gln Asp Ile Leu Ile Arg Leu Phe Lys Ser His Pro Glu Thr Leu Glu Lys Phe Asp Arg Phe Lys His Leu Lys Thr Glu Ala Glu Met Lys Ala Ser Glu Asp Leu Lys Lys His Gly Val Thr Val Leu Thr Ala Leu Gly Ala Ile Leu Lys Lys Lys Gly His His Glu Ala Glu Leu Lys Pro Leu Ala Gln Ser His Ala Thr Lys His Lys Ile Pro Ile Lys Tyr Leu Glu Phe Ile Ser Glu Ala Ile Ile His Val Leu His Ser Arg His Pro Gly Asp Phe Gly Ala Asp Ala Gln Gly Ala Met Asn Lys Ala Leu Glu Leu Phe Arg Lys Asp Ile Ala Ala Lys Tyr Lys Glu Leu Gly Tyr Gln Gly
Figura 5.26 Otro modelo de la mioglobina en donde se resalta la conformación de la cadena polipeptídica.
La pregunta obligada es: ¿Qué fuerzas mantienen la estructura terciaria de una proteína?, a continuación se explican algunas de ellas:
1. Puentes de hidrógeno intracadena: Ya se mencionó en la sección anterior cómo se forman éstos con los átomos que componen el enlace peptídico.
2. Puentes disulfuro intracadena: También ya se vio, en el capítulo anterior, el mecanismo de su formación.
3. Interacciones hidrófilas e hidrófobas: El grupo R de algunos aminoácidos es hidrófilo y el de otros es hidrófobo. Una región de un polipéptido, rica en aminoácidos hidrófilos, tiende a estar en contacto con el agua, pero otra en donde se encuentren mayor cantidad de grupos hidrófobos, tiende a alejarse del líquido. Si la proteína se introduce en el agua, puede adoptar una conformación tal, que las regiones hidrófilas se encuentren en el exterior y las partes hidrófobas se encuentren en el interior de la estructura, lo más alejado que se pueda del ambiente acuoso. En la Tabla 5.5 se tiene una clasificación de los aminoácidos, de acuerdo a su polaridad y a la posición que tienen en las proteínas globulares. (Figura 5.27).
Tabla 5.5: Sitio en donde se encuentran los aminoácidos en las proteínas globulares, en un ambiente acuoso.
La información para esta tabla fue tomada del libro de Lehninger.
Figura 5.27 En una proteína globular los grupos R de los aminoácidos hidrófobos tienden a estar hacia el centro, lo más lejos que se pueda del agua y los hidrófilos están en la superficie en contacto con el agua (Figura elaborada por el autor).
4. Interacciones de tipo sal: Hay aminoácidos con un carboxilo en su grupo R, el que en determinados pHs se encuentra disociado (-COO-), y por lo tanto cargado negativamente. Otros tienen grupos amino (-NH3+), que en determinadas circunstancias se encuentran protonados y por lo tanto con carga positiva. Si en una región de la cadena se encuentra una carga negativa, ésta puede atraer una carga positiva de un residuo de aminoácido que se encuentre en una posición distante a la primera, provocando un doblez específico en la cadena polipeptídica. (Figura 5.28).