Biochimica - malattie causate da difetti proteici

Struttura e funzioni delle proteine

Dato che il 70% del nostro corpo è formato da acqua, possiamo pensare che tutto avviene in soluzione acquosa. Quando una proteina presenta un solo monomero (una sola catena polipeptidica), presenta una struttura 3° (oltre che ovviamente una 1° e 2°). Quando una proteina presenta più di un monomero (dimeri, tetrameri, esameri ecc.), essa presenta anche una struttura 4°: questo perché le più catene polipeptidiche si andranno a legare tra di loro così da formare un'ulteriore struttura.

Distrofina e distrofia muscolare

Prendiamo la distrofina: essa è una proteina mammuth, detta così per la sua grandezza enorme, codificata da un gene detto anch'esso mammuth per lo stesso motivo. Tale proteina è lunga, fibrosa, si lega alle proteine di membrana delle cellule muscolari e le mantiene stabili. Quando si ha una mutazione genetica puntiforme, in particolare una non senso, che interessa il gene mammuth, si ha la distrofia muscolare, che è di due tipi: una più ed una meno grave. È una malattia legata al cromosoma sessuale X, poiché il gene mammuth solo su tale cromosoma è presente. Per questo motivo, le donne sono portatrici sane e quindi mai ammalate della distrofia, mentre se il cromosoma Y che determina il sesso maschile feconda la cellula uovo che presenta il cromosoma X "malato", l'uomo sarà ammalato. Se invece la cellula uovo fecondata è quella con il cromosoma X sano, l'individuo maschio sarà anch'esso sano.

La distrofina, come detto, stabilizza la membrana delle cellule muscolari durante i cicli di contrazione-rilassamento. La degenerazione del tessuto muscolare sostituito da tessuto fibroso e adiposo è alla base della malattia (parlando in termini di tessuti). Non è possibile curarla almeno per il momento (e secondo il professore anche in futuro perché si deve andare ad agire su un gene), ma si può diagnosticare precocemente attraverso una villocentesi (analisi del liquido presente nei villi coriali), quindi prima della nascita.

Malattie legate al folding errato

Malattie dovute invece a un folding errato sono l'Alzheimer (che degrada a poco a poco le cellule cerebrali). Non si può, anch'essa, guarire, ma si può rallentare il decorso della malattia, che comunque giunge in età già avanzata. La fibrosi cistica, abbastanza frequente, è una malattia autosomica recessiva in cui si ha la delezione di un aminoacido (phe 58) e un conseguente folding errato della proteina.

Cheratine e struttura proteica

Le cheratine sono un esempio di come la funzione biologica di una proteina rifletta la sua struttura. Tale proteina, presente nei capelli ad esempio, ha una forma longilinea.

Curiosità: la permanente, ovvero il passaggio da capelli lisci a ricci, si ha in seguito a una riduzione dei ponti disolfurici che si rompono, così da permettere l'ondulazione del capello, i cui ponti disolfurici vengono poi successivamente a riformarsi in seguito a un loro rimodellamento che mantiene il capello riccio anche dopo successivi lavaggi.

Emoglobina e mioglobina

L'emoglobina è una proteina, con struttura 4° poiché presenta 4 catene polipeptidiche, uguali a due a due, indicate con a-1 e a-2, e b-1 e b-2. Nonostante i loro nomi a- e b- non bisogna pensarle come indicazioni circa la loro struttura 2°, che è in tutti e quattro i casi a-elica, ma semplicemente utilizzate per indicare due catene uguali a due a due. Tale proteina è alla base del trasporto di O₂. Altra proteina con tale funzione è la mioglobina.