Struttura e Funzioni delle Proteine: Amminoacidi e Legami Peptidici

Le Proteine

Concetto e Definizione

Le proteine possono essere definite come polimeri formati dall'unione, attraverso legami peptidici, di unità più piccole chiamate amminoacidi, dotate di una specifica massa molecolare. Le proteine sono macromolecole e rappresentano i composti più abbondanti nella materia vivente; esse sono specifiche per le informazioni genetiche attraverso cui vengono espresse.

Funzioni delle Proteine

Le proteine svolgono molteplici ruoli fondamentali nell'organismo, tra cui:

• Trasporto
• Sostegno
• Movimento
• Ormonale
• Immunologica
• Enzimatica
• Omeostatica
• Strutturale

Gli Amminoacidi: Unità Strutturali

Gli amminoacidi sono le unità strutturali delle proteine. Tutti gli amminoacidi si trovano nelle proteine, ad eccezione della prolina (che è tecnicamente un imminoacido).

Negli esseri viventi, queste molecole presentano due gruppi funzionali caratteristici: il gruppo acido (gruppo carbossilico -COOH) e il gruppo amminico (gruppo -NH2).

La catena di carbonio degli amminoacidi è numerata a partire dal gruppo acido; il carbonio di questo gruppo è il numero 1, mentre il gruppo amminico è sempre legato al carbonio 2 (o carbonio alfa).

Pertanto, gli amminoacidi hanno in comune i carboni 1 (gruppo carbossilico) e 2 (gruppo amminico), distinguendosi per il resto (R) della molecola. Nella formula generale, R rappresenta la catena laterale. R può variare da un semplice atomo di idrogeno (H), come nell'amminoacido glicina, a catene di carbonio più o meno complesse in cui possono essere presenti altri gruppi amminici, carbossilici o altre funzioni (alcol, tiolo, ecc.).

Le proteine degli esseri viventi sono composte da circa 20 amminoacidi diversi, quindi esistono soltanto 20 residui differenti. La maggior parte degli amminoacidi può essere sintetizzata gli uni dagli altri, ma esistono gli amminoacidi essenziali, che non possono essere sintetizzati dall'organismo e devono essere ottenuti attraverso la dieta.

Gli amminoacidi essenziali variano per ogni specie; negli esseri umani, ad esempio, sono dieci: Thr, Lys, Arg, His, Val, Leu, Ileu, Met, Phe e Trp.

Classificazione degli Amminoacidi

Gruppo I: Amminoacidi Apolari

Amminoacidi il cui radicale R non è polare. Ciò significa che non hanno carica elettrica in R, poiché presentano lunghe catene idrocarburiche. Questi amminoacidi, se presenti in grande abbondanza in una proteina, la rendono insolubile in acqua.

Gruppo II: Amminoacidi Polari non carichi

Amminoacidi che presentano radicali R polari ma privi di carica elettrica netta a pH fisiologico.

Gruppo III: Amminoacidi Polari Acidi

Questo gruppo comprende quegli amminoacidi che hanno più di un gruppo carbossilico. Nelle proteine, a pH neutro o basico, questi gruppi sono carichi negativamente.

Gruppo IV: Amminoacidi Polari Basici

Sono quegli amminoacidi che hanno uno o più gruppi amminici aggiuntivi. Nelle proteine, questi gruppi amminici, a pH acido o neutro, sono carichi positivamente.

Il Legame Peptidico

Quando il gruppo acido di un amminoacido reagisce con il gruppo amminico di un altro, i due amminoacidi si uniscono tramite un legame peptidico. Questa è una reazione di condensazione che produce un'ammide e una molecola d'acqua. La sostanza che deriva da questa unione è chiamata dipeptide.