Biochimica

CHERATINE

Tessuto connettivo → particolare tipo di tessuto delle forme viventi superiori che provvede al collegamento, sostegno e nutrimento dei tessuti dei vari organi. Istologicamente, può essere suddiviso in diversi sottotipi, a seconda delle loro prerogative morfologiche e funzionali, tutti caratterizzati da cellule disperse in una abbondante sostanza intercellulare o matrice extracellulare di natura fibrosa.

La proteina più importante è il collagene, la troviamo in tutti i tessuti animali con predominanza nei tessuti di sostegno. L'unità fondamentale del collagene è il tropocollagene, struttura a tripla elica allungata → ci sono glicina e prolina (33 e 27%), e anche idrossiprolina. Si riconoscono tre tipi di catene → alfa-1, alfa-2 e alfa-3; alfa-3 è meno frequente; le catene caratterizzano i vari tipi di collagene.

Sintesi DNA → produce mRNA, che viene tradotto dai ribosomi. I geni delle pro-catene alfa-1 e alfa-2 sono

trascritti in mRNA → uno genererà la procatena alfa-1 e l'altro la procatena alfa-2. L'RNA è poi tradotto nel citosol in catene polipeptidiche pre-pro-alfa; queste sono estruse nel reticolo endoplasmatico dove la sequenza segnale è eliminata. Abbiamo ottenuto il precollagene della pro-catena alfa. La sequenza pre comunica alla cellula che quella catena è collagene. → avviene prima l'idrossilazione di specifici residui di prolina e lisina, e poi avviene la glicosilazione con glucosio e galattosio di specifici residui di idrossilisina (idrossilati nello step precedente) → ora sono procatene alfa. → 3 procatene alfa si associano, intrecciandosi. Spontaneamente si forma il blocco da cui partono le trecce, si formano legami disolfuro intracatenari e intercatenari nella parte C-terminale. Si forma una tripla elica in seguito a un ripiegamento a cerniera, questa si chiama catena di procollagene. La molecola di procollagene è secreta.

nella matrice extracellulare dall'apparato di Golgi. Ora i propeptidi dell'estremità C e N terminali sono asportate da alcune peptidasi, in questo modo ho solo la parte intrecciata; questa reazione avviene a opera di pro-collagene peptidasi -> resta solo la struttura a tripla elica; ognuna di queste è una fibrilla. Le molecole di collagene si autoassemblano in fibrille, grazie a legami microciati. -> è fondamentale per la stabilità della tripla elica di Come si forma la idrossiprolina procollagene, perché massimizza la formazione di legami a idrogeno -> il 27% delle idrossiproline formano legami a idrogeno, stabilizzando la struttura. Come si ottengono le idrossiproline? Grazie alla prolil-idrossilasi. La molecole di collagene si assemblano in microfibrille grazie alla formazione di legami crociati -> le lisine ancora disponibili sono substrato della lisil-ossidasi, avviene la deaminazione ossidativa delle lisine e delle idrossilisine

→ si formano ilegami crociati tra le fibrille. Questo enzima c'è solo nella matrice extracellulare. Ilegami crociati conferiscono la caratteristica conformazione a corda. Slide 8 → colorazione intensa nelle regioni dove c'è la spaziatura, le spaziature sono regolabili. Più frequenti sono le catene alfa-1, ma ci possono essere anche essere varie combinazioni tra catene. Punto di vista nutrizionale → la cottura delle carni trasforma il collagene in gelatina, attaccabile dagli enzimi, altrimenti sarebbe insolubile in acqua. Patologie correlate-Osteogenesi → mutazione per cui si ha la sostituzione di glicine con cisteine. -Sindrome di Ehlers-danlos → carenza enzimatica della lisil-idrossilasi, associata a eventi vascolari. → l'attività della prolil-ossidasi dipende dalla proteina C, assunta con-Scorbuto frutta e verdure fresche → malattia dei marinai. -Gangrena gassosa → enzima aggressivo che demolisce le catene di

è secreto nello spazio extracellulare e subisce l'azione della lisil-ossidasi, otteniamo così l'elastina. Con microfibrille glicoproteiche (fibrillina) genera un reticolato elastico, con lo scopo di conferire elasticità al tessuto connettivo. Per formare questi reticolato entra in gioco la desmosina; si ha inoltre l'assemblaggio di allolisina e lisina → si forma un anello idrofobico che conferisce elasticità alla struttura. Patologie correlate → sono patologie genetiche Sindrome di Marfan → muta il gene della fibrillina, il tessuto connettivo perde elasticità e diventa più rigido. Enfisema indotto da carenza di alfa-antitripsina → siamo nei polmoni; il polmone libera una proteina che inibisce l'elastasi, se c'è carenza il polmone non riesce a difendersi e si verifica

enfisema.

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LEZIONE 6 → LE PROTEINE GLOBULARI: MIOGLOBINA EDEMOGLOBINA, prima parte

Digressione

Muscolo bianco e muscolo rosso → uno è più glicolitico e l'altro è più ossidativo.

Le fibre sono diverse, ogni muscolo ha un tipo di fibra. Il centometrista svilupperàfibre bianche (glicolitiche), ma non produce lattato. Il maratoneta svilupperàinvece fibre ossidative rosse. Il centometrista ha più massa muscolare, ilmaratoneta ha meno massa muscolare, a lui servono le fibre ossidative che nondanno massa. Il centometrista va prevalentemente a glucosio, più massamuscolare ha più glucosio viene richiamato. Il maratoneta invece va quasiesclusivamente ad acidi grassi, non può usare glucosio, altrimenti dopo pocosarebbe esaurito.

Globine o proteine globulari →

forma sferoidale, solubili in acqua, struttura terziaria e spesso quaternaria, classificate in base alle caratteristiche chimico-fisiche.

Classificazione:

• Protamine
• Istoni → associate al DNA nel nucleo cellulare;
• Prolamine e gluteline → origine vegetale, scarso valore biologico;
• Albumine → trasportano prevalentemente acidi grassi liberi nel torrente circolatorio, non i trigliceridi;
• Globuline → glicoproteine ad alto peso molecolare, alcune solubili in soluzioni saline, altre in acqua.

Di questa famiglia fanno parte le proteine di trasporto e di deposito, emoglobina e mioglobina.

Emoglobina → proteina di deposito → immagazzina ossigeno e lo rilascia in alcune situazioni.

Mioglobina → trasporta ossigeno dai polmoni ai tessuti periferici.

Requisiti strutturali → proteine coniugate, c'è una parte proteica, la globina, e un gruppo prostetico chiamato eme. Sono cromoproteine → sono colorate, in base a che cosa si lega.

Requisiti funzionali:

Legare ossigeno- Impedire che ossidi altre sostanze- Cedere ossigeno in particolari e ben definite condizioni.

Ai polmoni otteniamo sangue arterioso, che poi diventa venoso nei tessuti. In generale ha alta affinità nei polmoni e lega l'ossigeno, mentre nei tessuti l'affinità si perde e cedono ossigeno al tessuto.

→ proteina globulare compatta, al centro si vede il gruppo eme; è solubile, ma impermeabile, l'eme è protetto. Costituita per il 75% da alfa-eliche, forma 7-8 segmenti elicoidali uniti da anse. L'interno è costituito da residui amminoacidici non polari, ad eccezione dell'istidina. L'esterno invece ha amminoacidi polari, in grado di legare l'acqua.

→ costituito da una complessa struttura organica ad anello, chiamata Emeprotoporfirina IX, a cui è legato un atomo di Fe 2+; il gruppo eme è sintetizzato nel fegato. L'organismo sintetizza l'eme, è sintetizzato a partire da

intermedi del ciclo di Krebs a2+livello epatico. Il Fe forma 6 legami di coordinazione: 4 con gli azoti dell'anello porfirinico,così si impedisce l'ossidazione spontanea del ferro; 2 invece sono perpendicolari al piano della porfirina e li fa con l'istidina, sopra e sotto. Quando si lega all'ossigeno, l'istidina che sta sopra si sposta. Anche altre piccole molecole simili all'ossigeno (NO e CO) sono in grado di coordinarsi con il ferro, per questo l'eme è sequestrato all'interno della proteina. 3+In presenza di ossigeno l'atomo di ferro è ossidato in modo irreversibile a Fe , questa forma non è in grado di legare l'ossigeno. La componente proteica impedisce tale ossidazione e rende possibile un legame reversibile con l'ossigeno, solo in determinate condizioni. 2+L'ossigenazione altera lo stato elettronico del complesso Fe -eme, come indica la variazione di colore da rosso scarlatto a rosso cupo. Abbiamo la