PROTEINE Flashcards
Cosa differenzia struttura secondaria e terziaria?
Sono entrambe strutture tridimensionali ordinate, ma la differenza è che nella struttura secondaria la stabilizzazione della proteina avviene grazie a legami idrogeno che si instaurano tra aa vicini tra loro, mentre nella struttura terziaria i legami sono tra aa distanti
Parla della configurazione ad Alfa elica
È una catena polipeptidica che si avvolge intorno ad un ipotetico asse centrale grazie a legami a idrogeno che si instaurano tra C=O e N-H ogni 4 residui amminoacidici. Possono essere destrogire o levogire. I legami a idrogeno sono intramolecolari, cioè all’interno della stessa catena polipeptidica. Le catene laterali non contribuiscono ai legami della struttura, ma vengono esposti all’esterno i gruppi idrofilici.
Parla della configurazione a beta foglietto
Questa configurazione può essere data da una singola catena polipeptidica ripiegata su se stessa, oppure da due catene polipeptidiche. In entrambi i casi la direzione può essere parallela o antiparallela. Si instaurano legami a idrogeno tra amminoacidi vicini e possono essere sia intramolecolari che intermolecolari (tra catene diverse). Si stabilisce una sorta di piano costituito dalle catene polipeptidiche avvicinate. Le catene laterali spuntano al di sopra o al di sotto del foglio solitamente in posizione anti per minimizzare l’ingombro sterico.
Se il piano del foglietto è costituito da una singola catena che si ripiega su se stessa avremo un motivo beta-turn.
Parla delle proteine fibrose
Sono proteine che hanno a struttura secondaria e hanno spesso funzione di sostegno o consentono il movimento con contrazione. Sono costituite da catene polipeptidiche allungate disposte in fasci lungo lo stesso asse a costituire delle fibre. Queste fibre sono insolubili in H2O. Una caratteristica delle proteine fibrose è quella di essere costituite da un modulo che si ripete, che le porta ad avvicinarsi molto senza creare una tasca idrofobica all’interno. C’è un impaccamento stretto. Non si raggomitolano come le globulari.
Fai degli esempi di proteine fibrose
1) ALFA-CHERATINA: singola catena che si ripiega ad alfa elica. Due molecole di cheratina si avvolgono l’una all’altra formando un super avvolgimento che determina poi un proto-filamento e poi una proto-fibrilla. Ci possono essere ponti disolfuro che la rendono resistente.
2) FIBROINA DELLA SETA: alternanza di glicina e Alanina. È formata da un singolo beta foglietto con andamento antiparallelo
3) COLLAGENE: proteina extracellulare + abbondante. Presenta stiratura chiaro scura dovuta alle fibre di collagene disposte in maniera sfalsata. La singola fibra si chiama tropocollagene, che unendosi ad altre fibre in maniera sfalsata da luogo al collagene. La fibra matura è formata da fibrille (associazione molecole di tropocollagene).
Parla del tropocollagene.
È dato dall’associazione di tre eliche levogire che si avvolgono in maniera destrogira tra loro grazie a legami a idrogeno intercatena. Sono eliche particolarmente ricche di glicina e prolina. Il motivo tipico di ciascuna elica (tripletta di aa) è: glicina-prolina-idrossiprolina. La prolina non può fare legami a H quindi interrompe L’alfa-elica.
L’idrossiprolina è una modifica post-traduzionale della prolina in presenza di acido ascorbico.
Perché c’è tanta glicina nelle fibre di collagene?
La glicina fa si che le tre eliche che concorrono a formare il collagene si avvicinino molto e si stringano saldamente. Il lume dell’elica quindi viene occupato dalla glicina, amminoacido molto piccolo non lasciando spazio a nient’altro.
Cosa sono i ponti crociati?
Sono dei legami covalenti che si instaurano in seguito alla modificazione dell’idrossilisina. Sono legami covalenti C-C che si possono formare dentro la tripla elica ma anche fra le varie molecole di tropocollagene che si associano tra loro. Questi legami conferiscono una maggiore resistenza ma anche una maggiore rigidità, infatti con l’età c’è un aumento che diminuisce la flessibilità del collagene.
Una lisina può anche essere glicosilata e ciò aumenta la funzione di sostegno meccanico.
Come si chiamano le catene che costituiscono il collagene?
Si chiamano catene alfa (da non confondere con le alfa eliche). Vi sono tre tipologie diverse di catene alfa che vanno a costituire 5 tipologie diverse di collagene date dalle varie combinazioni. Per esempio il collagene di tipo 1 è costituito da due catene alfa1 e alfa2.
Perché nel procollagene le estremità a N-terminale e C-terminale non si avvolgono a triplice elica?
Il ripiegamento a triplice elica è nella parte centrale. Qui il tropocollagene si avvolge a triplice elica in virtù del suo consenso, cioè la sequenza che si ripete Gly-X-Y. Le sequenze terminali sono prive di questo motivo consenso e non si avvolgono quindi ad elica. Queste sequenze terminali sono i segnali che indirizzano la proteina verso il trans golgi network che porta all’esocitosi della proteina stessa, per svolgere la sua funzione all’esterno della cellula.
Spiega la sintesi e maturazione del collagene
La sintesi del collagene avviene principalmente nei fibroblasti, che sono le cellule del tessuto connettivo specializzate nella sintesi di collagene e altre componenti della matrice extracellulare.
Ciascuna delle tre catene che andranno a costituire la catena di collagene viene prodotta nel RER sotto forma di PRE-PRO-COLLAGENE. Viene poi trasportata al REL dove avvengono le modifiche post traduzionali (idrossilazioni prolina e lisina, glicosilazione). Dopo queste modifiche si ha il PROCOLLAGENE che viene rilasciato nel citosol. La molecola di procollagene presenta le estremità NON avvolte a triplice elica, esse vengono chiamate “ciuffetti” e servono per mantenere la molecola in soluzione per non farla aggregare nei fibroblasti. Quando la proteina diventa TROPOCOLLAGENE questi ciuffetti di peptidi vengono tolti.
Quali sono le funzioni dei ciuffetti di peptidi alle estremità del procollagene?
- funzione di bersaglio per l’esocitosi
- impediscono che si formi del collagene maturo all’interno della cellula dove non si dovrebbe trovare
Quali sono alcune malattie causate da mutazioni di GLY in CYS o SER?
Sostituzioni di una glicina con una cisteina o una serina possono produrre un ripiegamento anormale nella tripla elica che da luogo a mutazioni che possono essere fatali. L’osteogenesi imperfetta è una malattia dovuta alla sostituzione di una glicina con una cisteina che provoca delle gravi malformazioni ossee.
La sindrome di Ehlers-Danlos provoca la formazione di giunzioni imperfette eccessivamente estensibili.
Parla della struttura terziaria.
Quando una proteina è ripiegata nella sua struttura secondaria o terziaria corretta ed esplica perfettamente la sua funzione biologica si chiama proteina in forma nativa. In una proteina a struttura terziaria possono essere presenti combinazioni di più strutture secondarie che unendosi costituiscono i domini o strutture supersecondarie. Queste parti di proteine si ripiegano in maniera autonoma.
Alcuni esempi di motivi sono:
- foglietto beta-alfa elica-foglietto beta
- elica-loop-elica
- labirinto beta
- chiave beta
Nella struttura terziaria parti anche molto distanti fra loro nella sequenza amminoacidica possono trovarsi vicine, dato che la catena continua a ripiegarsi su se stessa. I legami che stabilizzano la struttura terziaria sono tutte le tipologie di legami deboli (van der waals, ponti disolfuro, legami a H). Si formano delle tasche idrofobiche dovute ai ripiegamenti della struttura.
In cosa consiste il processo di denaturazione?
È il processo di srotolamento dalla forma nativa della proteina attiva biologicamente fino ad arrivare alla forma random coil, cioè la catena polipeptidica come la si vede quando fuoriesce dal ribosoma e non ha attività biologica. Quindi è il processo inverso del folding. Avviene con degli agenti denaturanti e consiste nella rottura dei legami deboli dei ponti disolfuro, non vengono rotti i legami peptidici. Viene fatto per capire come una proteina andrà a ripiegarsi, perché mentre il processo di folding è velocissimo, il processo di rinaturazione è più lento e può essere studiato meglio.
