La poli-Gly puede formar una hélice α, pero prefiere otro tipo de conformación: la conformación β, en la que las cadenas están relativamente extendidas.

*La conformación β o en hoja plegada: el análisis por rayos X de las β-queratinas ha revelado claves importantes para la conformación β de la cadena polipeptídica.

Las cadenas polipeptídicas en la conformación β son paralelas y están dispuestas en láminas plegadas que se hallan unidas transversalmente por puentes de H intercatenarios.

Todos los enlaces peptídicos participan en este enlace cruzado, y así confieren una gran estabilidad a la estructura. Los grupos R se hallan por encima o por debajo de los planos en zig-zag de la lámina plegada.

Es el caso de la fibroína segregada por el gusano de seda Bombix mori.

La fibroína y otras β-queratinas son ricas en aminoácidos que poseen grupos R relativamente pequeños (sobre todo Gly y Ala), mientras que los R de las α-queratinas son más voluminosos y poseen carga mayor que los de la fibroína de la seda.

En las formas α todas las cadenas polipeptídicas son paralelas (es decir, se desarrollan en el mismo sentido N-terminal a C-terminal), mientras que en la fibroína las cadenas adyacentes son antiparalelas (es decir, se desarrollan en sentidos opuestos).

Las α-queratinas contienen muchos restos de Cys, de forma que establecen enlaces transversales -S-S- entre cadenas polipeptídicas adyacentes. Las β-queratinas como la fibroína no poseen enlaces -S-S- transversales.

c) Estructura terciaria

Es la forma en la que la cadena polipeptídica se curva o se pliega para dar lugar a la estructura globular compacta.

Influye decisivamente en la función biológica de las proteínas, ya que ésta depende en gran medida de su estructura o forma espacial.

Para determinar y mantener esta estructura se realizan enlaces entre diversos puntos de la cadena. Los más importantes corresponden a los puentes disulfuro entre los restos del aminoácido azufrado Cys.

Según su conformación (forma tridimensional que adoptan), las proteínas pueden clasificarse en dos grupos principales:

*Fibrosas: formadas por cadenas polipeptídicas ordenadas paralelamente a lo largo de un eje, formando fibras o láminas largas. Son materiales físicamente resistentes, insolubles en agua y en las disoluciones salinas diluidas.

Presentan función estructural en el tejido conjuntivo de los animales superiores:

-Colágeno: en tendones y matriz de los huesos.

-α-queratina: en cabello, cuernos, cuero, uñas y plumas.

-Elastina: en el tejido conjuntivo.

*Globulares: formadas por cadenas polipeptídicas plegadas estrechamente, que adoptan formas esféricas o globulares compactas. la mayor parte de las proteínas globulares son solubles en agua.

Generalmente desempeñan una función móvil o dinámica en la célula. De los dos millones de enzimas conocidas actualmente, casi todas son proteínas globulares, igual que los anticuerpos, algunas hormonas y otras proteínas con función de transporte como la seroalbúmina y la hemoglobina. (Nota: en todas estas proteínas aparece con frecuencia un grupo prostético -de carácter no proteico- asociado, para que desempeñen su función).

Algunas proteínas se sitúan entre los tipos fibroso y globular: se parecen a las fibrosas por sus largas estructuras cilíndricas y a las globulares por ser solubles en disoluciones acuosas salinas. Es el caso de la miosina (elemento estructural del músculo) y del fibrinógeno (precursor de la fibrina: elemento estructural de los coágulos sanguíneos).

Una vez formada la estructura terciaria de una proteína globular, son 4 los tipos principales de interacciones o de enlaces débiles que cooperan a su estabilización:

1) Los enlaces de H (puentes de H) entre grupos peptídicos: como ocurre en la hélice α o en el plegamiento β.

2) Los puentes de H entre grupos.

3) Las interacciones hidrofóbicas entre grupos no polares.

4) Los enlaces iónicos entre grupos cargados positiva y negativamente.

d) Estructura cuaternaria de las proteínas oligoméricas

Algunas proteínas son oligoméricas, es decir, contienen 2 ó más subunidades polipeptídicas. Llamamos estructura cuaternaria al modo característico mediante el las cadenas polipeptídicas plegadas, se acoplan entre sí en la conformación nativa de una proteína oligomérica.

Los enlaces que mantienen esta estructura son del mismo tipo que los que mantienen la estructura terciaria.

La estructura cuaternaria de las proteínas se encuentra estrechamente ligada a la regulación de su actividad biológica (es el caso de las enzimas alostéricas que ya estudiaremos).

Entre las proteínas oligoméricas más sencillas está la hemoglobina (Hb), que posee 4 cadenas polipeptídicas: 2 cadenas α (141 restos cada una) y 2 cadenas β (146 aminoácidos), a cada una de las cuales se encuentra unido un grupo hemo mediante enlace no-covalente.

Se produce un fenómeno de unión cooperativa del O₂ con la Hb: cuanto más O₂ se une a las moléculas de Hb mayor afinidad tienen éstas por él (recordemos que en cada molécula de Hb hay 4 subunidades, cada una de las cuales puede captar un O₂ por su grupo hemo.

e) Desnaturalización y renaturalización de proteínas

Las proteínas globulares nativas experimentan una desnaturalización y adoptan conformaciones desplegadas y no concretas de sus cadenas polipeptídicas cuando se someten a:

-calefacción,

-tratamiento con ácidos o con bases,

-acción de disoluciones concentradas de urea o de cloruro de guanidina.

Con la pérdida de su conformación nativa -y en esto consiste la desnaturalización- las proteínas pierden su actividad biológica.

Si el proceso de desnaturalización no ha sido irreversible, al conservarse la estructura primaria, conforme retiramos los factores desnaturalizantes la proteína recupera su configuración nativa y activa: se habla entonces de renaturalización. (Pero en algunos casos la desnaturalización sí es irreversible).

El plegamiento se produce rápidamente. Aunque todavía no se conoce totalmente el porqué, parece probable que este proceso se vea favorecido por el principio de cooperatividad (intensificación de la fuerza de atracción entre dos moléculas por la cooperación de muchos enlaces débiles).

Algunas proteínas que carecen de enlaces disulfuro cruzados pueden replegarse espontáneamente y con rapidez a la configuración activa y nativa.

En el caso de las proteínas oligoméricas, cuando las sometemos a acciones que provocan desnaturalización, experimentan cambios conformacionales hacia formas más anárquicas en dos etapas:

1) Disociación de las cadenas entre sí.

2) Desplegamiento de las cadenas separadas y producción de arrollamientos al azar.

Si la desnaturalización se realiza muy cuidadosamente, puede darse el primer paso sin el segundo. Así de ha hecho con la Hb en presencia de sales. Al dializar el exceso de sal, las subunidades separadas se han reasociado y la proteína ha vuelto a ser plenamente activa.

Si las condiciones son más drásticas, la desnaturalización recorre los dos pasos. Cierto número de proteínas oligoméricas son capaces de experimentar esta desnaturalización de forma completamente reversible: es el caso de la enzima aldolasa (que interviene en la glucólisis), cuyas 4 subunidades, con la acidificación del medio se separan y despliegan, y al elevar el pH nuevamente hasta 7 se repliegan y recuperan su estructura terciaria, y se reasocian (estructura cuaternaria) para formar la enzima oligomérica catalíticamente activa.