Отвори го главното мени

Терцијарна структура на белковините

Примарна структура на белковинитеСекундарна структура на белковинитеТерциерна структура на белковинитеКвартерна структура на белковините
The image above contains clickable links
Интерактивен дијаграм на протеинската структура; за пример е искористен PCNA.

Терцијарна структура на белковините (протеините) е тродимензионалната форма на протеинската молекула. Во терцијарната структура на еден протеин влегуваат неговиот полипептиден синџир и една или повеќе секундарни структури, односно домени, кои тој синџир ги формира. Страничните ланци на аминокиселинските остатоци можат да стапат во интеракција и да се врзуваат на повеќе различни начини. Интеракциите и врските на страничните ланци на еден протеин ја одредуваат неговата терцијарна структура. Терцијарната структура на протеините е дефинирана од нејзините атомски координати. Овие координати може да се однесуваат или на протеински домен или на целата терцијарна структура.[1][2] Голем број на терцијарни структури можат да се склопат во квартерна структура.[2]

ИсторијаУреди

Науката за терцијарната структура на протеините има напреднато од хипотеза до големо научно поле со детални дефиниции. Иако Емил Фишер посочил дека протеините се изградени од полипептидни синџири и странични ланци на аминокиселинските остатоци, Дороти Мод Вринч прва ја инкорпорирала геометријата во предвидувањето на структурата на протеините. Вринч ова го демонстрирала со моделот на циклол, кое претставувало првото предвидување на структурата на глобуларен протеин.[3] Современите методи се способни да ја одредат, без предвидување, терцијарната структура на мали протеини (<120 остатоци) до 5 Å (0,5 nm) резолуција.

ДетерминантиУреди

  Главна статија: „Склопување на белковините.

Глобуларните протеини имаат јадро од хидрофобни аминокиселински остатоци и површина од хидрофилни аминокиселински остатоци кои стапуваат во интеракција со водата. Овој аранжман може да ги стабилизира интеракциите во рамките на терцијарната структура. На пример, кај секреционите протеини, кои не се наоѓаат во цитоплазмата, дисулфидните врски помеѓу цистеинските остатоци помагаат да се одржи терцијарната структура. Кај протеините со различна функција и различна еволуција постои сличност во тоа што може да поседуваат исти терцијарни структури со исклучителна стабилност. На пример, TIM цилиндерот (анг. TIM barrel), именуван по ензимот триоза-фосфат изомераза, е честа терцијарна структура која се среќава кај протеини со сосема различна функција и потекло. Оттука, протеините можат да бидат класифицирани според типот на терцијарна структура која ја поседуваат. Бази на податоци за протеини кои користат ваква класификација се SCOP и CATH.

Стабилност на нативните состојбиУреди

Нативната состојба или нативната конформација на еден протеин е неговата најтипична конформација во клеточната средина.

ШаперониУреди

Често се претпоставува дека нативната состојба на еден протеин е термодинамички најстабилна од сите други состојби и дека протеинот може да ја достигне пред да биде потполно транслатиран. Протеинските шаперони во клеточната цитоплазма им помагаат на ново-синтетизираните полипептиди да ја достигнат својата нативна состојба. Некои шаперони се високо специфични во нивната функција, на пример протеинската дисулфид изомераза; други имаат поопшта функција и способни се да им помогнат на повеќето глобуларни протеини да се склопат, како што е, на пример, прокариотскиот GroEL/GroES систем на протеини и хомологните еукариотски протеини на топлински шок (системот Hsp60/Hsp10).

Кинетички стапициУреди

Кинетиката на склопување може да го зароби протеинот во високо-енергетска конформација. Високо-енергетската конформација може да придонесе за функцијата на протеинот. На пример, хемаглутининот (HA) е единечен полипептиден синџир кој, кога е активиран, протеолитички се раскинува за да даде два полипептидни синџира. Двата синџири се одржуваат во високо-енергетска конформација. Кога локалната pH вредност опаѓа, протеинот подлегнува на енергетски поволна конформациска промена, што му овозможува да продре во клеточната мембрана на домаќинот.

МетастабилностУреди

Некои терцијарни протеински структури може да опстојуваат во долготрајни состојби кои не претставуваат очекуваната најстабилна состојба. На пример, многу инхибитори на серинската протеаза покажуваат ваква метастабилност. Тие подлежат на конформациона промена само кога една петелка на протеинот бива пресечена од страна на протеаза.[4][5][6]

Цитоплазматска срединаУреди

Предвидувањето на белковинската терцијарна структура зависи од тоа дали е позната примарната структура на белковинската молекула и од споредувањето на можната предвидена терцијарна структура со други познати терцијарни структури во банките на податоци за протеини. Оваа споредба ја зема само во предвид цитоплазматската средина за време на синтезата на протеинот, до тој степен што слична цитоплазматска средина можела, исто така, да влијае на структурата на протеините регистрирани во банката на податоци за протеини.

Врзување на лигандУреди

Структурата на еден протеин, на пример ензим, може да се промени откако ќе ги врзе неговите природни лиганди, на пример кофактор. Структурата на протеинот кога тој има врзано лиганд се нарекува холо структура, додека структурата на слободниот, неврзан протеин се нарекува апо структура.[7]

ОдредувањеУреди

Познавањето на терцијарната структура на водорастворливите глобуларни протеини е понапредно од познавањето на структурата на мембранските протеини, бидејќи глобуларните протеини полесно се изучуваат со моментално достапната технологија.

Рендгенска кристалографијаУреди

Рендгенската кристалографија е најчестата алатка за одредување на структурата на протеините. Таа дава висока резолуција на структурата, но не дава информации за конформационата флексибилност на протеините.

NMRУреди

NMR (нуклеарна магнетна резонанца) за одредување на структурата на протеините дава релативно пониска резолуција на протеинска структура и е ограничена на помали протеини. Сепак, може да даде информации за конформационите промени на протеин во раствор.

Интерферометрија со двојна поларизацијаУреди

Интерферометријата со двојна поларизација обезбедува комплементарни информации за протеини заробени на површина. Таа помага во одредувањето на структурата и конформационите промени со текот на времето.

ПоврзаноУреди

НаводиУреди

  1. Chemistry, International Union of Pure and Applied (на en). IUPAC Compendium of Chemical Terminology. Research Triagle Park, NC: IUPAC. doi:10.1351/goldbook.T06282. ISBN 0967855098. http://goldbook.iupac.org/html/T/T06282.html. 
  2. 2,0 2,1 Finkelstein, Alexei V.; Ptitsyn, Oleg (2016-07-12) (на English). Protein Physics: A Course of Lectures (2 edition издание). Amsterdam Boston Heidelberg London: Academic Press. ISBN 9780128096765. https://www.amazon.com/Protein-Physics-Second-Condensed-Biomaterials/dp/0128096764. 
  3. Senechal, Marjorie (2012-11-01) (на en). I Died for Beauty: Dorothy Wrinch and the Cultures of Science. Oxford University Press. ISBN 9780199910830. https://books.google.mk/books?id=KE0k-reQCP8C&printsec=frontcover&dq=dorothy+wrinch&hl=en&sa=X&ei=mUKkUvfBLtCIkgXlg4D4CA&redir_esc=y#v=onepage&q=dorothy%20wrinch&f=false. 
  4. Whisstock, James C.; Bottomley, Stephen P. (1 декември 2006 г). Molecular gymnastics: serpin structure, folding and misfolding. „Current Opinion in Structural Biology“ том  16 (6): 761–768. doi:10.1016/j.sbi.2006.10.005. ISSN 0959-440X. PMID 17079131. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17079131. 
  5. Gettins, Peter G. W. (1 декември 2002 г). Serpin structure, mechanism, and function. „Chemical Reviews“ том  102 (12): 4751–4804. ISSN 0009-2665. PMID 12475206. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12475206. 
  6. Whisstock, J. C.; Skinner, R.; Carrell, R. W.; Lesk, A. M. (18 февруари 2000 г). Conformational changes in serpins: I. The native and cleaved conformations of alpha(1)-antitrypsin. „Journal of Molecular Biology“ том  296 (2): 685–699. doi:10.1006/jmbi.1999.3520. ISSN 0022-2836. PMID 10669617. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10669617. 
  7. Seeliger, Daniel; de Groot, Bert L. (1 јануари 2010 г). Conformational transitions upon ligand binding: holo-structure prediction from apo conformations. „PLoS computational biology“ том  6 (1): e1000634. doi:10.1371/journal.pcbi.1000634. ISSN 1553-7358. PMID 20066034. PMC: PMC2796265. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20066034. 

Надворешни врскиУреди