Štruktúra proteínov a polypeptidov

V polypeptidoch a polypeptidoch sa nachádzajú štyri úrovne štruktúry proteíny. Primárna štruktúra polypeptidového proteínu určuje jeho sekundárne, terciárne a kvartérne štruktúry.

Primárna štruktúra polypeptidov a proteínov je sekvencia aminokyselín v polypeptidovom reťazci s odkazom na umiestnenie akýchkoľvek disulfidových väzieb. Primárna štruktúra sa môže považovať za úplný opis všetkých kovalentné spojenie v polypeptidovom reťazci alebo proteíne.

Najbežnejším spôsobom, ako označiť primárnu štruktúru, je napísať aminokyselinovú sekvenciu pomocou štandardných trojpísmenových skratiek pre aminokyseliny. Napríklad gly-gly-ser-ala je primárna štruktúra pre polypeptid zložený z glycín, glycín, serína alanínv tomto poradí od N-koncovej aminokyseliny (glycín) po C-koncovú aminokyselinu (alanín).

Sekundárna štruktúra je usporiadané usporiadanie alebo konformácia aminokyselín v lokalizovaných oblastiach polypeptidu alebo proteínovej molekuly. Vodíkové väzby zohrávajú dôležitú úlohu pri stabilizácii týchto vzorov skladania. Dve hlavné sekundárne štruktúry sú alfa helix a antiparalelný beta skladaný list. Existujú ďalšie periodické konformácie, ale a-helix a p-skladaný list sú najstabilnejšie. Jeden polypeptid alebo proteín môže obsahovať viac sekundárnych štruktúr.

A-Špirála je pravotočivá alebo v smere hodinových ručičiek, v ktorej je každá peptidová väzba v molekule trans konformácie a je planárne. Aminová skupina každej peptidovej väzby vedie obvykle nahor a rovnobežne s osou špirály; karbonylová skupina smeruje všeobecne nadol.

P-skladaný list pozostáva z predĺžených polypeptidových reťazcov so susednými reťazcami prebiehajúcimi navzájom rovnobežne. Rovnako ako u a-helixu je každá peptidová väzba trans a planárne. Aminové a karbonylové skupiny peptidových väzieb smerujú proti sebe a v rovnakej rovine, takže medzi susednými polypeptidovými reťazcami môže dôjsť k vodíkovej väzbe.

Špirála je stabilizovaná vodíkovou väzbou medzi amin a karbonyl skupiny rovnakého polypeptidového reťazca. Skladaný list je stabilizovaný vodíkovými väzbami medzi amínovými skupinami jedného reťazca a karbonylovými skupinami susedného reťazca.

Terciárna štruktúra polypeptidu alebo proteínu je trojrozmerné usporiadanie atómov v jednom polypeptidovom reťazci. V prípade polypeptidu pozostávajúceho z jediného konformačného usporiadania skladieb (napr. Len alfa skrutkovice) môže byť sekundárna a terciárna štruktúra rovnaká. Tiež pre proteín zložený z jednej polypeptidovej molekuly je terciárna štruktúra najvyššou dosiahnutou štruktúrou.

Terciárna štruktúra je do značnej miery udržiavaná disulfidovými väzbami. Disulfidové väzby sa tvoria medzi bočnými reťazcami cysteín oxidáciou dvoch tiolových skupín (SH) za vzniku disulfidovej väzby (S-S), tiež niekedy nazývanej disulfidový mostík.

Kvartérna štruktúra sa používa na opis proteínov zložených z viacerých podjednotiek (viacnásobných polypeptidových molekúl, z ktorých každá sa nazýva „monomér“). Väčšina proteínov s molekulovou hmotnosťou väčšou ako 50 000 pozostáva z dvoch alebo viacerých nekovalentne spojených monomérov. Usporiadanie monomérov v trojrozmernom proteíne je kvartérna štruktúra. Najbežnejším príkladom ilustrujúcim kvartérnu štruktúru je hemoglobín proteín. Hemoglobínová kvartérna štruktúra je balíkom monomérnych podjednotiek. Hemoglobín sa skladá zo štyroch monomérov. Existujú dva a-reťazce, každý so 141 aminokyselinami a dva p-reťazce, každý so 146 aminokyselinami. Pretože existujú dve rôzne podjednotky, hemoglobín vykazuje heteroquaternárnu štruktúru. Ak sú všetky monoméry v proteíne identické, existuje homokvaterná štruktúra.

Hydrofóbna interakcia je hlavnou stabilizačnou silou pre podjednotky v kvartérnej štruktúre. Keď sa jeden monomér zloží do trojrozmerného tvaru, aby vystavil svoje polárne bočné reťazce vodnej v prostredí a na ochranu svojich nepolárnych bočných reťazcov sú na exponovaných ešte nejaké hydrofóbne rezy povrchom. Dva alebo viac monomérov sa spoja tak, aby ich exponované hydrofóbne rezy boli v kontakte.

Chcete viac informácií o aminokyselinách a proteínoch? Tu je niekoľko ďalších online zdrojov aminokyseliny a chiralita aminokyselín. Okrem textov všeobecnej chémie možno nájsť informácie o štruktúre proteínov v textoch pre biochémiu, organickú chémiu, všeobecnú biológiu, genetiku a molekulárnu biológiu. Biologické texty obvykle obsahujú informácie o procesoch transkripcie a translácie, prostredníctvom ktorých sa genetický kód organizmu používa na produkciu proteínov.