Biochimica - modulo 1 su struttura 3 e 4 proteine

STRUTTURA TERZIARIA

La proteina nello spazio assume una certa conformazione, cioè che può essere modificata senza rompere il legame covalente.

Se una delle innumerovoli conformazioni predomina, quella termodinamicamente più stabile. Coincide con quella nativa, permette la funzionalità biologica della proteina stessa.

La struttura terziaria definisce la disposizione di tutti gli atomi della proteina nello spazio.

• Proteine globulari: Forma a gomitolo
• Proteine fibrose: Alemante, regolari e ripetitive

In una struttura terziaria composta ci possono essere sia elementi di struttura a-elicà che a B-foglietto.

RIASSUMENDO:

• Struttura terziaria:
  • È la struttura termodinamicamente più stabile
  • Massimizza il n. di interazioniMassamente residui idrofobici al solvente minimizza la sup. di contatto con H₂O
• Le proteine di membrana fanno eccezione, all’interno sono idrofobiche:
• Consente la funzione biologica della proteina stessa, perché permette di rendere vicini nello spazio i residui amminoacidici di rilevo per una specifica funzione
  • catalitica
  • meccanica
  • di trasporto

Idrofobico: Non polare, privo di carica

Struttura Nativa

Struttura che consente l'attività biologica

Legami:

Stabilizzano le proteine, avvengono tra catene laterali n degli aa.

• Deboli, non covalenti:
  • Legami elettrostatici = interazioni che avvengono tra aa con carica opposta sulla catena lat.
    • Es: aspartato-glutammico elettrostatici con lisina, arginina, istidina
  • Legami idrogeno = GR OH hanno sulla catena laterale gruppi polari o privi di carica netta, ma si scambia protoni e n
  • Interazioni idrofobiche = Gli aa che hanno catena lat. idrofobica (non polare e priva di carica)
  • Interazioni con ioni metallici
  • Interazione Gr. Sfrutta idrogeno e ionogenici

Forti, covalenti:

• Ponti S-S = Tra 2 residui di cisteina, avvengono tra 2 gruppi -SH, tramite un'ossidazione.

Riduzione → Da ponte -S-S a due gruppi -SH

Cosa determina la struttura terziaria?

La sequenza amminoacidica la determina. Ciò è stato dimostrato rimuovendo in vitro una proteina.

• Proteine omologhe (isoforme) di specie animali diverse hanno la stessa sequenza e la stessa struttura tridimensionale.
• Amminoacidi identici (invarianti) tra le diverse sequenze sono indispensabili per il corretto ripiegamento e per l'attività biologica della proteina.

Mioglobina: lega l'ossigeno all'interno delle cellule; il gruppo eme è fondamentale per legare l'ossigeno grazie alla sua forma. Senza che si leghi alla istidina della mioglobina:

• Istidina 93 (His 93) → si lega con il ferro che si trova al centro del gruppo eme.
• Istidina 64 (His 64)

Gruppo eme: dà compattezza al coordinamento fra ferro e con l'ossigeno che deve legare.

Le diverse unità di tropocollagene hanno uno scombinamento difficile, a causa della presenza di glicosilazioni e della formazione di legami covalenti. Tra le varie unità di tropocollagene, i legami covalenti tendono alla modificazione post-traduzionale.

Questi legami covalenti non sono dovuti ai ponti di zolfo, ma a modificazioni post-traduzionali. La modificazione post-traduzionale più importante che permette di formare legami covalenti avviene grazie alla lisina, per di più per poter far effettuare questa modificazione, è necessaria la vitamina C, che è necessaria per effettuare la modificazione covalente della lisina che a sua volta forma i legami covalenti tra le unità di tropocollagene.

I legami crociati aumentano con l'età rendendo più rigido il tessuto.

L'elastina non è l'unica proteina del tessuto connettivo. Anche la cheratina nei capelli.

Elastina

Comportamento elastico. Ci sono legami trasversali formati da residui di alisina. Le catene tendono ad orientarsi, fibrose.

Le sue singole subunità tendono ad aggregarsi su se stesse. Sono legate tra loro da legami covalenti. Per azione meccanica la proteina può venire scissa e rinforzata. Qui i legami crociati sono dovuti ai residui di lisina.

I tessuti che consumano o2 producono co2.

Il muscolo consuma o2 quando compie attività. Inspirando, nei polmoni, o2 si lega all'emoglobina che lo trasporta nel sangue fino ai tessuti dove la pressione è più bassa e l'emoglobina lascia l'ossigeno che possa diffondere dove viene consumato, diventando dispnibile. La pendenza dell' emoglobina rende respira, alla pressione.

Nei tessuti l'o2 è usato per la respirazione, attraverso cui viene prodotta co2, che torna ai polmoni dove lo espiriamo. La co2 dai tessuti che la produciamo passa al sangue dove viene sciolta e forma acido carbonico, dissociandosi e abbassando il ph del sangue → Combinato dell'anidras carbonica.

L'abbassamento di ph nel sangue rende l'emoglobina meno affina all'o2, quindi il ph più basso si emoglobina fa fatica a legare l'o2. Più basso è il ph, passa e forma emogl. I ph quindi sono più bassi, ma tessuti che stiamo facendo più attività, emogl. rilascia o2 facilmente.

Quando il ph si abbassa, è isstolmia.

L'emoglobina quando non lega o2, ha conformazione che non sta ossigeno, si chiama (basso). L'emoglobina quando non lega, ha forma chiusa, quando slegata è open.