Biochimica Generale Lezione 9-1

Biochimica Generale
Lezione 9-1

Le proteine: Struttura e funzioni

Rappresentazione della struttura delle proteine
Spazio pieno ossatura - bastoncini a nastro

I quattro livelli della struttura delle proteine
Gruppo prostetico

I domini sono porzioni
della proteina che si
ripiegano in modo
autonomo a dare
strutture
supersecondarie
I polipeptidi che si
associano a costituire
una proteina
oligomerica sono
definiti subunita'

L'emoglobina e' una proteina tetramerica costituita da quattro subunita'
(polipeptidiche) uguali a 2 a 2, che legano ognuna il gruppo prostetico eme
(protoporfirina + Fe II ), responsabile del legame dell'ossigeno

estremita'
Ammino-terminale
o N-terminale
Struttura primaria
N-ter C-ter
estremita'
Carbossi-terminale
o C-terminale

Per le caratteristiche delle
catene laterali e del legame
peptidico gli angoli phi e psi
tra due aa hanno
configurazioni preferenziali
all'interno della catena
polipeptidica
elica destrogira
filamento beta
elica levogira

Nella struttura secondaria si formano ponti
idrogeno tra C=O e N-H della catena principale
che stabilizzano la conformazione
ad α elica o a foglietto ripiegato

NH 3 +
COO -
Elementi della struttura secondaria:
l'alfa - elica
Nelle alfa eliche la catena principale ha andamento elicoidale attorno
all'asse N-C terminale. Le catene laterali sono rivolte verso l'esterno
I ponti idrogeno sono
intra-catena

elica destrogira
elica levogira
(piu' rara)

Leu
Ala
Val
Ile
Eliche ricche in aa non polari sono presenti in
proteine transmembrana

Una disposizione regolare di aa non polari
permette di ottenere alfa eliche anfipatiche
residui apolari
residui polari
Le catene laterali apolari di 2
eliche anfipatiche stabilizzano
la conformazione a spirale
ritorta (avvolgimento avvolto o
coiled-coil).
i residui polari sono esposti
verso il solvente acquoso

Elementi della struttura secondaria: il foglietto beta
Nei filamenti beta la catena principale ha andamento allungato con
piegature regolari e puo' formare legami H con altri filamenti a
formare foglietti beta pieghettati
I ponti idrogeno sono
inter-catena
vista laterale

Foglietto beta
Antiparallelo
C
N
Foglietto beta
Parallelo
N
N
L'andamento dei filamenti nel foglietto beta puo'
essere parallelo o antiparallelo
N
C
C
C

Pro
Nell'ansa beta si puo' formare un ponte H
tra l'aa 1 e il 4 (n+3) grazie alla presenza
dell'aa glicina o prolina
Gly

Alcuni motivi di struttura sono stabilizzati
dalla presenza di ioni
Elica-Giro-Elica Dito a Zinco

Gli elementi di struttura secondaria si ripiegano a formare
strutture supersecondarie con motivi che si ritrovano in
diverse proteine
β−α−β
αα
Labirinto β
Motivo a
chiave greca

Coiled-coil
(avvolgimento avvolto)
Alfa eliche avvolte
super-elica
Dominio variabile di
Citocromo c
una catena degli
anticorpi
Dominio della lattico
deidrogenasi (lega il NAD)

Gli elementi di struttura secondaria si ripiegano per formare i domini che
caratterizzano la struttura terziaria delle proteine globulari
Una proteina chinasi
(una fosfato
trasferasi)
Regioni non organizzate (random coil)
permettono il movimento relativo dei domini.
Sono normalmente idrofiliche ed esposte
all'ambiente esterno (piu' accessibili
all'attacco da parte di enzimi)
Il sito di legame del
substrato e' in una tasca
all'interno della superficie
della proteina, in questo caso
all'interfaccia tra due domini

Interazioni non covalenti aiutano le proteine
a ripiegarsi e stabilizzano i diversi livelli di
struttura delle proteine

Proteine con funzioni simili ma specificita'
diverse mostrano ripiegamenti simili nella loro
struttura terziaria
Le serin proteasi appartengono a una famiglia di enzimi
proteolitici. Nel sito attivo dell'enzima si trova un residuo
di serina che partecipa nell'idrolisi del legame peptidico.
Anche le strutture primarie sono altamente conservate