Biochimica - modulo 1 struttura 1 e 2 proteine

Struttura delle proteine

Le proteine hanno una struttura complessa:

• Primaria
• Secondaria
• Terziaria
• Quaternaria

Struttura primaria

Costituita dalla sequenza degli aa che la compongono. Gli aa si legano con legame peptidico.

Si forma tra il gruppo carbossilico di un aa e il gruppo amminico dell'aa adiacente.

Glicina + Alanina = Glicilalanina

Legame covalente (forte) che lega gli aa in una proteina tra C e N.

Si forma dalla reazione di condensazione (endoergonica con la formazione dell'acqua). Si stacca un OH dal gruppo carbossilico e un H dal gruppo amminico, formando una molecola di H₂O.

Non spontanea, richiede energia

Si rompe con idròlisi, dove bisogna aggiungere una molecola di H₂O per rompere il legame.

Spontanea, ma molto lenta, per questo le proteine sono stabili, ci vuole molta energia.

Quando 2 aa si legano, formano un dipeptide.

3 aa → tripeptide

pochi aa (10-15) → oligopeptide

tanti aa (100-200) → polipeptide

Ogni qualvolta che si forma un peptide, si distinguono 2 diverse estremità della catena:

• N-terminale → gruppo amminico libero del 1° aa
• C-terminale → gruppo carbossilico libero dell'ultimo aa

La sequenza amminoacidica di una proteina si scrive sempre dall'N verso il C.

Per dare un punto di riferimento, le posizioni amminoacidiche sono numerate, da 1 su N-terminale fino a C-terminale.

In un peptide le unità amminoacidiche sono considerate residui, cioè che si ha un aa glicina e un aa alanina, nel caso della glicilalanina.

Il legame peptidico è di tipo planare, si ha un C_α legato ad un C carbossilico che fa legame con N dell'aa adiacente e ad esso è legato un C_α.

Il legame peptidico è soggetto a risonanza, dove c'è una parziale ridistribuzione delle 2 coppie di elettroni tra O carbossilico e N amminico. N amminico ha una coppia di elettroni non di legame che per risonanza si va a posizionare tra C ed N. Uno dei 2 doppi legami tra C e O per risonanza forma un doppietto elettronico su O stesso. Si annulla a = legame tra C e N.

Le proteine polimorfiche nell'uomo sono circa il 20-30%.

Queste differenze sono tanto minori quanto più le specie animali sono vicine filogeneticamente. Non sono quasi mai differenze negative.

Quando confronto 2 sequenze primarie:

• Residui invarianti: aa identici occupando la stessa posizione. Sono indispensabili al corretto funzionamento biologico della proteina.
• Sostituzioni conservative: tutte le mutazioni dove un aa è sostituito da un aa simile, ad esempio aa acido sostituito da un altro aa acido e così via. Questi aa allora che in quella posizione non serve quello specifico aa, ma importa che ci sia quell'aa che ha quelle proprietà sulla catena laterale R.
• Sostituzioni non conservative: sono più casuali, non è indispensabile che ci sia la stessa tipologia di aa.

Alcune mutazioni possono compromettere il corretto ripiegamento e la corretta funzione biologica di una proteina.

STRUTTURA SECONDARIA

Rappresenta la disposizione nello spazio degli atomi di uno scheletro peptidico. Tutti gli atomi coinvolti nello scheletro peptidico, esclusi i gruppi laterali. I gruppi laterali, però, possono avere un'influenza sulla struttura.

Tutte le strutture secondarie sono principalmente stabilizzate da legami a H tra gruppi C=O ed NH, che non sono gruppi liberi, ma sono impegnati per formare un legame peptidico. Sono stabilizzate principalmente da legami H dello scheletro peptidico.

Nelle strutture secondarie avvengono dei vincoli o rigidità, dati dai legami peptidici che hanno una parziale natura di doppio legame che porta conseguenze nella rigidità e planaità degli atomi coinvolti.

Le 2 strutture secondarie più comuni:

1. Alfa elica

   Lo scheletro peptidico si organizza lungo una spirale destrosa. Per compiere una spira completa servono 3.6 residui. La distanza tra ogni spira è 5.4Å.

1Å = 10^-10 metri