molecula de condroitina, bolitas de colores forman molecula, estructura 3d del sulfato de condroitina, un glicosaminoglicano sulfatado (GAG) compuesto por una cadena de azúcares alternos. Generalmente se encuentra unido a las proteínas como parte de un proteoglicano

¿Cómo se desnaturaliza una proteína?

¿Cómo se desnaturaliza una proteína?

Última actualización: 19-05-2019. Equipo Nutricioni

Las proteínas son macromoléculas estructuradas por diferentes tipos de aminoácidos y según su conformación pueden tener diferentes funciones en el organismo. Cuando una estructura proteica está en su forma original, se puede decir que presenta una conformación nativa. Ya en este punto, podemos hablar de cómo se desnaturaliza una proteína, lo cual se refiere a los cambios estructurales provocados por algún agente.

Algunos de estos factores son: la temperatura, el pH, acción de un disolvente o fuerzas iónicas. En los momentos en los que una proteína se desnaturaliza cambia su estructura y además sus características y atributos. De esta forma, también se modifica su actividad biológica natural, así se mantenga la cadena de aminoácidos original.

Es importante explicar que esa pérdida biológica no es nada negativo. En primera instancia, se debe suponer que cuando se consumen proteínas, no se hace por la acción biológica que tenía esa molécula el animal o vegetal de donde proviene. Más bien debe considerarse, por la cantidad y tipo de aminoácidos presentes, los cuales serán posteriormente utilizados por nuestro cuerpo, para crear nuevas proteínas que si son de nuestra utilidad.

Por otra parte, no debemos olvidar que durante la metabolización, el cuerpo no puede absorber la proteína como es, sino que debe desnaturalizarla a través de una ruptura enzimática. Este proceso la convierte en pequeños grupos de aminoácidos o en algunos libres, para ser aprovechado y absorbido por el intestino.

Bajo este contexto, que la proteína tenga su estructura original o desnaturalizada, no es muy importante para el ser humano, ya que de igual forma, el organismo debe desnaturalizarla para poder utilizarla.

De hecho, la desnaturalización proteica comienza mucho antes de consumirlo. Esto se lleva a cabo a través de un proceso conocido como predigestión, el cual está relacionado con la forma de preparación antes de su ingestión.

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¿En qué se basa una desnaturalización proteica?

Una proteína normal conserva y mantiene una forma espacial única y específica, que es la que permite llevar a cabo su acción biológica. Esta estructura se conoce normalmente como conformación espacial y se origina por plegamientos específicos de su forma. Cuando se desnaturaliza una proteína lo que se genera es una ruptura o pérdida de dicha conformación estructural.

Antes de continuar es necesario saber que una proteína es una concatenación de aminoácidos con una forma y unión específica. Se producen en los ribosomas gracias a la información genética que contiene una forma o cadena específica de aminoácidos que origina a una proteína determinada.

Esta formación de aminoácidos contiene también otras estructuras minerales ancladas, para completar la estructura de la proteína. En este punto es donde inicia su plegamiento sobre su propia estructura, para finalizar la conformación espacial que debe obtenerse y de esta forma poder llevar a cabo su correcta acción biológica.

Cuando la proteína pierde esta conformación espacial entonces no puede llevar a cabo sus funciones en el cuerpo. A esto se le conoce como desnaturalización proteica. Un ejemplo de esto es cuando una enzima puede perder su efecto de catálisis.

Estos cambios pueden ocurrir por diversas causas externas como pueden ser exposición a pH bajo, altas temperaturas, entre otras.

Es necesario aclarar que la desnaturalización no destruye  lo que se conoce como estructura principal, sino más bien la seguidilla  de aminoácidos base, de una proteína. Esto quiere decir que sólo cambia su aspecto más no su funcionalidad.

Existen casos excepcionales donde una proteína que fue desnaturalizada no logra perder su actividad  biológica.

Desnaturalización reversible e irreversible

El proceso de desnaturalización proteica puede ser reversible o irreversible. Todo esto va a depender del tipo de cambios conformacionales que ha padecido dicha proteína durante el transcurso de la desnaturalización.

En algunos casos se puede hablar de una desnaturalización reversible, cuando la proteína tiene la capacidad de retornar a su conformación espacial natural. Esto puede ocurrir cuando deja de estar en contacto con ese factor desnaturalizante y deja de provocar ese tipo de efecto.

Otra forma que se puede aplicar para recuperar proteínas desnaturalizadas es agregando sustancias que ayuden a revivir la estructura original. También existe otro método donde se pueden ajustar las condiciones físicas y de esta forma estimular la recuperación.

En estos casos, en que la desnaturalización proteica es reversible, la reestructura de dicha proteína puede retornar a su forma original y natural.

Sin embargo, es necesario acotar que este proceso no es nada fácil y por ende generalmente es muy lento y puede tardar desde horas hasta varios días para lograrlo. Este proceso contrario a la desnaturalización, donde la proteína recupera su forma, se conoce  como renaturalización.

Este tipo de procesos son generalmente observados en la naturaleza o en la estructura química o física de algunas moléculas. Un ejemplo común de este tipo de casos, es la renaturalización del ADN. El ADN es una proteína compleja que se localiza en el núcleo de las células y es la que contiene el material genético de los seres vivos.

Cuando el ADN es desnaturalizado, por acción de la temperatura, por ejemplo, puede renaturalizarse. Esto se logra, al disminuir muy lentamente la temperatura hasta casi 25 °C, donde las dos cadenas pueden volver a unirse y recuperar su estructura y funcionalidad.

En los casos donde la proteína no puede recuperar su estructura por ningún método, se denomina desnaturalización irreversible, la cual es la más común.

Factores que afectan la estructura natural de las proteínas

Los factores desnaturalizantes son las causas fisicoquímicas que provocan el cambio estructural de las proteínas. Dentro de las más frecuentes,  se pueden encontrar: la temperatura, el pH, la polaridad del disolvente y la fuerza iónica.

Un ejemplo muy común para entender el proceso de desnaturalización, es el cambio conformacional y estructural del huevo, al ser sometido a procesos de cocción o de batido.

Cuando se elaboran los merengues de las tortas, la clara del huevo presenta este mismo cambio. Esto se debe al contenido de agua y albúminas, que es un tipo de proteínas, que presenta cambios al ser sometidas a procesos mecánicos.

Por otra parte, al incrementar  la temperatura de las proteínas de la clara del huevo durante la cocción, se estimula la desnaturalización. Esto provoca, cambios en la solubilidad y además en su textura, ya que pasa de ser de líquida e incolora, a una coloración blanca, opaca y sólida.

Otro caso frecuente es la desnaturalización de la caseína de la leche, cuando la leche aumenta su acidez de manera espontánea por la presencia de bacterias fermentativas. Esto también puede obtenerse  si se agrega alguna sustancia ácida, como lo es el limón, que origina reducciones en el pH de la sustancia.

Por otro lado, se pueden provocar desnaturalizaciones por cambios en la polaridad del disolvente, sobre todo cuando se agrega por ejemplo alcohol al agua. Esto evita su solubilidad y por ende estimula la formación de agregados, provocando precipitaciones de las proteínas.

Esto se debe, a que esas sustancias poco polares interactúan con el interior de las proteínas y cambian su estructura. Esta es la forma en la que actúan los detergentes.

Los incrementos en la fuerza iónica están relacionados con este último factor, ya que también modifican la hidratación de los grupos polares de la proteína.

Enfermedad de Parkinson. Ilustración 3D que muestra las neuronas que contienen cuerpos de Lewy, pequeñas esferas rojas que son depósitos de proteínas acumuladas en las células del cerebro que causan su degeneración progresiva

¿En qué consiste la predigestión?

Para comenzar con este análisis es necesario acotar que la única especie que cocina, es la humana. Con el paso de los años se ha comprobado que la cocina se ha convertido en un importante icono cultural mundial. A pesar de que no se conocen los orígenes concretos de la cocina, algo determinante fue el hecho de aplicar alternativas para la conservación de los alimentos.

Se supone que desde aquí se comenzaron a utilizar combinaciones con especias y vegetales que dieron origen a lo que se conoce hoy en día. La mayoría de los humanos, se alimentan con productos sometidos a métodos de cocción.

Si nos ponemos a pensar cuales son los beneficios evolutivos que aportan los métodos de cocción, existe uno claramente observable.

En este aspecto, la cocción y su elaboración genera una predigestión de los alimentos, por lo cual ayuda a la digestión que se lleva a cabo en el organismo. De esta forma se puede ingerir alimentos sin problema, utilizar menos carga energética y realizarla en menor tiempo.

La predigestión es importante realizarla en las macromoléculas más importantes. En los carbohidratos, la cocina se encarga de hidratar las moléculas e hidrolizarlas para facilitar su digestión. Esto es igual a la función que cumple  la saliva y los jugos gástricos.

En los lípidos o grasas, la cocción los emulsiona, como lo que hace las sales biliares en el intestino delgado. Existen lípidos naturales que tienen estructura de emulsiones como lo es la yema de huevo y que a su vez se utiliza para emulsionar otros lípidos.

Una forma de utilizar este tipo de lípidos, es en la elaboración de mayonesa, donde se aprovechan las características surfactantes presentes en la yema de huevo. Algunos derivados lácteos también presentan esta propiedad y funcionan como estabilizantes de múltiples salsas y cremas.

En las proteínas, la cocción o los procesos mecánicos, rompen la estructura original de las mismas y permite utilizar los aminoácidos que la conforman, de la manera más eficiente y necesaria por el organismo.

Métodos de predigestión

En términos generales, los procesos térmicos aplicados a los alimentos proteicos, aportan ventajas por la activación durante la cocción o la aplicación de métodos térmicos y por ende la desnaturalización de proteínas. Esto ocurre, luego de la acción de las hidrolasas lisosómicas, que son las primeras en causar la ruptura parcial de carbohidratos, lípidos y proteínas.

En algunas oportunidades la cocción incorpora, como consecuencia secundaria, sustancias de origen químico o bioquímico que facilita los procesos digestivos.

Esto puede notarse en las preparaciones tropicales donde se realizan combinaciones de las carnes y legumbres con frutas con enzimas digestivas. Un ejemplo es la papaína, contenida en la piña y la papaya, la cual es súper eficiente, ya que no pierde acción ni con el pH estomacal.

En otros casos, también se observa al añadir bicarbonato de sodio en la preparación de algunos dulces o alimentos que requieren de aumento de volumen, por inclusión del aire. Esto normalmente se observa en buñuelos o en  panes.

Un ejemplo de este tipo de acciones, es el pan, el cual es un producto que se obtiene de una aglomeración de aire dentro de un sólido, el cual se estabiliza por el gluten, que es una proteína del trigo. De esta forma el pan obtiene su textura y sus características elásticas y fisicoquímicas, activadas y provocadas durante la cocción.

Cuando se requiere preparar este tipo de productos pero sin trigo, es decir sin gluten, es bastante difícil conseguir la textura normal del pan.

En estos casos es necesario incluir sustitutos que simulen este comportamiento, aunque nunca se obtienen resultados 100% iguales. En algunos casos ocurre lo mismo con preparaciones que llevan diferentes tipos de harinas o féculas.

acidez, ilustración de pictograma de vector de digestión aislado sobre fondo blanco

¿Qué son las chaperoninas?

Existe un tipo de proteínas que se han denominado como chaperonas o chaperoninas, las cuales se encargan de evitar que se lleven a cabo procesos de desnaturalización proteica.

Por otra parte, además cumplen una función de evitar algún tipo de interacción que no es proporcionada entre las proteínas, para poder permitir el plegamiento adecuado de las mismas y asegurar su funcionalidad.

Para evitar que las proteínas adopten una estructura equivocada, las chaperoninas, se unen a las proteínas que se están generando, y colaboran a conseguir la estructura ideal. En algunos casos también actúan para obtener agregados proteicos o más bien para evitarlos con otras proteínas.

Cuando existe un ascenso térmico, también comienza a aumentar la producción de este tipo de proteínas chaperonas, como nivel de reacción y protección. De esta forma también se impide la desnaturalización de otras proteínas. Por esta razón, también estas proteínas son conocidas como proteínas de choque térmico o HSP, ya que evitan la acción del calor.

Estas proteínas son perfectamente conservadas y se han observado en diversos organismos, cuando son sometidas a situaciones estresantes. Las características de las chaperonas varían según su clasificación  dependiendo de su peso molecular. Este tipo de proteínas son analógicamente iguales a jaulas o contenedores, que pueden proteger en su estructura interna, a la proteína que interesa.

Un ejemplo de ellos, es la proteína GroEL, la cual se encuentra en la Escherichia coli y es su equivalente en bacterias. Con este tipo de proteínas fue que se realizaron los primeros estudios de plegamiento proteico in vitro y se comprobó su existencia.

Suplementos digestivos

Existen casos donde el organismo requiere de una ayuda complementaria para lograr una buena digestión, sobre todo después de comidas copiosas.

Para comprender las razones por las que las que algunas personas se han vuelto dependientes suplementos digestivos, es necesario conocer qué son y cómo funcionan en el organismo.

Para comenzar, estos compuestos son tipos de proteínas que estimulan y aceleran diferentes reacciones químicas.  Esto lo que quiere decir, es que ayudan y promueven el desempeño de estos procesos.

En este caso particular, las que actúan a nivel digestivo, son las que ayudan en los procesos digestivos y en la descomposición de los alimentos.

Para ayudar en este proceso, existen productos como Enzi Activ, el cual está constituido por 18 enzimas digestivas, que permiten llevar a cabo comidas sin restricciones, evitando hinchazones y gases.

En Enzi Activ, al contener esta mezcla enzimática, ayudan en la digestión total y metabolizan todo tipo de alimentos. Cada una de estas pastillas se desarrolló  para metabolizar 30 gramos de hidratos de carbono, 15 g. de proteínas y 15 g. de grasas.

Algunos de los ingredientes de Enzi Activ son:

  • Alfa-galactosidasa: se utiliza para la digestión de granos y hortalizas.

  • Amilasa: trabaja sobre los  almidones de los hidratos de carbono.
  • Beta-Glucanasa: colabora en la digestión de carbohidratos más complejos, como fibra y legumbres.
  • Bromelina, papaína y proteasa: ayudan en la metabolización de algunas proteínas. Es importante añadir que además la bromelina y la papaína también tienen efectos antiinflamatorios.
  • Lactasa: ayuda a digerir lactosa proveniente de la leche.
  • Lipasa: digiere las grasas.

Con Enzi Activ puedes disfrutar tranquilamente del placer de comer sin tener consecuencias gástricas, ya que este tipo de producto evita sentirse mal.

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