Formación de estructura terciaria de proteínas

En primer lugar, es importante recordar que las estructuras de las proteínas son dinámicas debido a los ángulos de torsión entre los enlaces N-terminal y C-terminal. Hay diferentes conformaciones para exponer diferentes secuencias al exterior de la proteína para reaccionar/catalizar. Así que no hay una conformación perfecta para una proteína en un sistema biológico.

Los mejores modelos que tenemos se toman mediante cristalografía de rayos X de la estructura de la proteína cristalizada. Esta representación estática de la proteína puede ser inexacta, porque el sistema biológico expondrá la proteína a diferentes interacciones hidrofóbicas/hidrofílicas que el efecto de la proteína consigo misma.

Los experimentos de Anfinsen pudieron demostrar definitivamente que la estructura de una proteína está codificada por su secuencia de aminoácidos. Para responder a su pregunta, esta secuencia es la principal responsable de la formación de la estructura central de una proteína.

Todavía es increíblemente difícil predecir la estructura de una proteína utilizando su secuencia de aminoácidos. La estructura terciaria es un producto de puentes salinos, enlaces de hidrógeno, fuerzas hidrofóbicas y fuerzas polares atractivas dentro de la molécula (sin tener en cuenta la posible estructura cuaternaria de las proteínas). Los científicos (de lo que creo que es Yale, pero puedo estar equivocado), han estado tratando de encontrar un patrón utilizando software informático durante años. En este momento, no podemos usar puramente la secuencia de aminoácidos para determinar la estructura dinámica de una proteína.

Bucles y espirales en el exterior de las proteínas porque tienden a componerse de aminoácidos polares o cargados. Los aminoácidos hidrofóbicos tienden a ser empujados hacia el centro de la estructura de la proteína. Esto ocurre porque los residuos polares no afectan la entropía de las moléculas de agua tanto como los residuos no polares (en el sistema).

Muchas deleciones/inserciones ocurren durante estados de transición específicos en los que se encuentra la proteína. Las enzimas en realidad se dirigen a conformaciones específicas de una proteína que produce mejor el producto P. Ver imagen:

Resolver la estructura 3D de una proteína es un problema complejo. Hay múltiples capas de información que entran en juego.

El primer nivel de organización proviene de la estructura secundaria, que a su vez está dictada por la secuencia de aminoácidos. Hay motivos comunes de estructuras secundarias, como alfa-elices y beta-sheets. La combinación de varios motivos de 2ª estructura dará lugar a motivos más complejos y eventualmente a una estructura 3d local. Esta estructura 3D local se denomina "dominio" y es una unidad funcional independiente mínima de una proteína, lo que significa que a menudo se puede separar del resto y conservar su función.

Dada esta visión general, la primera capa de selección proviene de la creación de segundas estructuras que dependen de la carga y el tamaño de los residuos de aminoácidos.

Las mutaciones que destruyen la creación de estos motivos de estructuras secundarias finalmente tendrán un efecto en la estructura 3d final.

De alguna manera, los bucles conectan estos motivos más rígidos y, por lo tanto, es menos probable que estén sujetos a la selección evolutiva.

Sin embargo, al final todo se relaciona con la función. Si tiene un bucle dentro de un sitio catalítico dentro de una proteína, la secuencia en el bucle se conservará en gran medida porque el tamaño y la carga dictarán fuertemente su interacción con los sustratos.

Espero que esto ayude.