Una visión general de la proteólisis

Por Sarah Moore, M.Sc.Revisado por Michael Greenwood, M.Sc.

La proteólisis describe la descomposición de las proteínas en unidades más pequeñas, como polipéptidos o aminoácidos.

Crédito de la imagen: Juan Gaertner/.com

Es un proceso vital en los seres humanos y en los animales que sirve, generalmente, para activar una proteína celular o apagarla perjudicando su funcionalidad.

Esto ayuda al cuerpo a mantener varias funciones esenciales relacionadas con cualquier cosa, desde la estructura celular, la regulación de varios procesos corporales, el transporte de sustancias a través de las membranas de todo el cuerpo, hasta permitir que las células accedan a fuentes de energía y activar el sistema inmunológico.

Además de apoyar numerosas funciones corporales vitales y regular la descomposición de las proteínas, se ha descubierto que la proteólisis juega un papel clave en algunas enfermedades. También ha demostrado su utilidad en la química del procesamiento de alimentos, así como en la eliminación de manchas.

A continuación, se describe en detalle el proceso de proteólisis. A continuación, se exploran las funciones de la proteólisis y, por último, nos sumergimos en cómo una actividad proteolítica anormal puede provocar enfermedades y dolencias.

Cómo funciona la proteólisis

La proteólisis es un sistema regulado que inicia cambios irreversibles en la estructura de una proteína, cuya función depende de la proteína y del contexto. El proceso se basa en la escisión de la proteína en polipéptidos o aminoácidos.

Sin el proceso activo de proteólisis, la hidrólisis de los enlaces peptídicos puede tardar cientos de años. Sin embargo, el cuerpo ha desarrollado un sistema eficiente de deconstrucción de proteínas que utiliza principalmente enzimas celulares llamadas proteasas como catalizadores.

Hay varias etapas distintas involucradas en la proteólisis que ocurren en sucesión. En la primera etapa, los grupos específicos de proteasas, calpaínas y catepsinas, descomponen las proteínas miofibrilares en fragmentos proteicos y polipéptidos más pequeños.

En la siguiente etapa, estos polipéptidos y fragmentos proteicos son hidrolizados por las diptidilpeptidasas y triptidilpeptidas, generando péptidos aún más pequeños. En la última etapa se crean aminoácidos libres como productos de la acción de aminopeptidasas, dipeptidasas y carboxipeptidasas sobre los péptidos pequeños.

Funciones de la proteólisis

Los cambios que sufren las proteínas durante la proteólisis son irreversibles y repercuten en la funcionalidad de la proteína al cambiar su estructura.

Estos cambios impactan en la señalización intracelular y extracelular, teniendo el efecto de iniciar ciertos procesos corporales dependiendo de la proteína que fue descompuesta. La proteólisis está implicada en la digestión, la regulación del ciclo celular y la apoptosis (muerte celular regulada), entre otras cosas.

Estudios más recientes han implicado el papel de la proteólisis en procesos más complejos, como el aprendizaje y la memoria a través del gobierno de la plasticidad sináptica.

La función principal y general de la proteólisis es descomponer las moléculas de proteína de los alimentos que ingerimos en aminoácidos más pequeños que puedan ser utilizados por el cuerpo. El proceso también es necesario para la producción de proteínas activas a partir de cadenas polipeptídicas sintetizadas.

La mayoría de las veces, la función de la proteólisis se clasifica en una de las tres categorías, la primera es regular un proceso fisiológico, la segunda es supervisar un proceso celular y, finalmente, la última función de la proteólisis es descomponer las proteínas acumuladas o anormales dentro de una célula.

El estudio de la proteólisis es útil para aumentar nuestra comprensión de cómo funcionan estos procesos, y cómo la disfunción en cualquier etapa puede afectar al huésped. La proteólisis también se ha vuelto importante para los químicos de la industria alimentaria, así como para los químicos que desarrollan productos para la eliminación de manchas.

Esto se debe a que la descomposición de las proteínas es clave para estas dos industrias, y la comprensión del proceso de descomposición de proteínas específicas puede conducir al desarrollo de nuevos productos que cumplan con criterios específicos deseados.

Por último, la proteólisis se ha establecido como una herramienta útil para el análisis y el estudio de las proteínas en el laboratorio, ayudando a aumentar nuestro conocimiento de la función biológica de proteínas específicas, abriendo las puertas a nuevas aplicaciones en diversas industrias.

Enfermedad y proteólisis

La desregulación de la proteólisis influye en el inicio de algunas enfermedades. También es una técnica utilizada por algunos venenos.

Las enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson, están relacionadas con la agregación de proteínas, donde las proteínas mal plegadas se acumulan y se aglutinan intra o extracelularmente. Como es lógico, este proceso está relacionado con un funcionamiento anormal de la proteólisis.

También las enfermedades inflamatorias crónicas están relacionadas con una proteólisis anormal. Se cree que enfermedades como la artritis reumatoide están relacionadas con la liberación anormal de enzimas en el espacio extracelular, lo que tiene el impacto de romper el tejido que rodea al lisosoma.

Las investigaciones han demostrado que varias otras enfermedades también están relacionadas con una actividad proteolítica anormal, como la pancreatitis, que está relacionada con la liberación prematura de proteasas en el páncreas, y la diabetes mellitus, que se sospecha que está en parte relacionada con una degradación anormalmente alta de ciertas proteínas.

Resumen

La proteólisis es la descomposición de las proteínas en polipéptidos o aminoácidos más pequeños. La investigación ha demostrado que este proceso es clave para muchas funciones vitales del cuerpo humano, lo que ha hecho que el estudio de este proceso sea increíblemente significativo.

Además, la proteólisis se ha visto implicada en varias enfermedades, lo que hace que la creciente base de conocimientos en torno al funcionamiento de la proteólisis sea esencial para futuros desarrollos en el diagnóstico y el tratamiento.

Lectura adicional

• Todo el contenido del análisis de proteínas
• Predicción de la función de la proteína a partir de las secuencias de ADN
• Predicción de la función de la proteína basada en la estructura
• Ribosoma Display: Aplicaciones en la investigación
• Enfoques basados en la computación para la predicción de la función de las proteínas

Escrito por

Sarah Moore

Después de estudiar Psicología y luego Neurociencia, Sarah encontró rápidamente su disfrute para la investigación y la escritura de artículos de investigación; convirtiéndose en una pasión para conectar las ideas con la gente a través de la escritura.

Última actualización: 7 de febrero de 2020

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