Enlace peptídico

Qué es el enlace peptídico

Desde el punto de vista químico, el enlace peptídico resulta de una reacción de condensación: el grupo carboxilo (-COOH) de un aminoácido reacciona con el grupo amino (-NH₂) del aminoácido adyacente, desprendiéndose una molécula de agua (H₂O) y formándose un enlace amida (-CO-NH-). El producto más pequeño posible es un dipéptido; si la cadena sigue creciendo, se generan tripéptidos, oligopéptidos y, por encima de unas pocas decenas de residuos, polipéptidos.

El término «péptido» proviene del griego πεπτός (peptós, «cocido», «digerido»), y guarda relación con la pepsina, la primera enzima gástrica que los químicos del siglo XIX identificaron como capaz de romper estos enlaces en las proteínas ingeridas. Conviene no confundir el enlace peptídico con el enlace isopeptídico: en este último, la unión no ocurre entre los grupos alfa de los aminoácidos sino entre cadenas laterales, como sucede en la reticulación de la fibrina durante la coagulación sanguínea.

Propiedades del enlace amida en la cadena polipeptídica

El enlace peptídico posee un carácter parcial de doble enlace debido a la resonancia entre el par de electrones del nitrógeno y el carbonilo vecino. Esa parcialidad de doble enlace tiene consecuencias directas. Los seis átomos implicados (Cα del primer aminoácido, C=O, N-H y Cα del segundo) se disponen en un mismo plano, lo que restringe la rotación y confiere rigidez a cada unidad peptídica. La cadena solo gira libremente en torno a los enlaces que flanquean cada carbono alfa, descritos por los ángulos phi (φ) y psi (ψ) del diagrama de Ramachandran.

Esa rigidez parcial no es un detalle menor. Determina qué conformaciones tridimensionales puede adoptar una cadena polipeptídica y, por tanto, condiciona la estructura secundaria (hélices alfa, láminas beta) y el plegamiento final de la proteína. Cada enlace peptídico ofrece además un grupo C=O capaz de aceptar puentes de hidrógeno y un grupo N-H capaz de donarlos. Las hélices alfa existen, precisamente, porque esos grupos forman puentes de hidrógeno intracatenarios regulares cada cuatro residuos.

Formación y rotura en el organismo

En condiciones fisiológicas, la formación del enlace peptídico no ocurre de manera espontánea: es termodinámicamente desfavorable y requiere aporte de energía. El ribosoma resuelve el problema activando previamente cada aminoácido mediante su unión a un ARN de transferencia, reacción que consume ATP. La peptidiltransferasa, actividad catalítica localizada en la subunidad mayor del ribosoma (y ejercida por el propio ARN ribosómico, no por una proteína), cataliza entonces la formación del enlace amida entre el aminoácido entrante y la cadena naciente.

La rotura del enlace peptídico se llama hidrólisis porque reintroduce la molécula de agua que se perdió durante la condensación. En el tubo digestivo, enzimas como la pepsina, la tripsina y la quimotripsina cortan los enlaces peptídicos de las proteínas alimentarias para liberar aminoácidos absorbibles. Dentro de las células, los proteasomas degradan proteínas marcadas con ubiquitina, y las peptidasas lisosomales reciclan péptidos captados por endocitosis. La velocidad a la que se forman y se destruyen enlaces peptídicos gobierna, en buena medida, la renovación proteica del organismo.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene el nombre «enlace peptídico»?

De πεπτός (peptós), voz griega que significa «cocido» o «digerido». En el siglo XIX los químicos llamaron «peptonas» a los fragmentos solubles que aparecían al tratar proteínas con pepsina gástrica; la unión que mantenía encadenados esos fragmentos recibió el nombre de enlace peptídico.

¿Es lo mismo un enlace peptídico que un enlace isopeptídico?

No. El enlace peptídico clásico se forma entre el α-carboxilo y el α-amino de dos aminoácidos consecutivos. El isopeptídico, en cambio, implica un grupo funcional de la cadena lateral: por ejemplo, el ε-amino de la lisina. Se da en procesos como la reticulación de la fibrina o la conjugación de ubiquitina a proteínas destinadas a degradación.

¿Por qué el enlace peptídico es plano?

Porque tiene carácter parcial de doble enlace. Los electrones del nitrógeno se deslocalizan hacia el carbonilo por resonancia, y esa deslocalización impide la rotación libre alrededor del enlace C-N. Los seis átomos que rodean la unión quedan confinados en el mismo plano.

¿El ribosoma es la única estructura capaz de formar enlaces peptídicos en el organismo?

Depende. Si hablamos de síntesis proteica programada por ARN mensajero, sí: el ribosoma es la maquinaria universal. Pero existen péptidos pequeños, como el glutatión, que se sintetizan enzimáticamente sin participación del ribosoma, mediante enzimas específicas que catalizan la formación del enlace amida entre aminoácidos concretos.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Proteínas en la dieta. MedlinePlus en español.
2. Manual MSD. Proteínas. Versión para profesionales.
3. Real Academia Española. Péptido. Diccionario de la lengua española, 23.ª edición.
4. Instituto Nacional del Cáncer. Aminoácido. Diccionario de cáncer del NCI.